镜头光点法深度测试

衡量一个镜头有多个指标、多种方法。
其中一个指标讨论的很多了，就是分辨力、反差、软硬。
这个指标上一次已经测试过了，从不理想的程度上开其实就是一个像素的问题：反差大的、分辨强的比反差小的、分辨弱的也就差一个像素而已，在单反数码上，相当于6微米到8微米。
别小看了这一个像素，好的就是125lp-167lp，差的（多了一个像素）就是62.5lp-83.3lp了。

做反差、分辨测试时，实际上是测试0%到100%的景物，通过镜头的传递后，是如何降低成20%和80%的（此时反差=60%）。

但是，如果我们加大光强，使得入射光远大于100%，比如1000%、10000%，又会怎么样呢？

衡量镜头其实有另外一个方法，就是一个点光圈成像后，80%的光能扩散到多大的直径？或者绝大部分光能（比如95%、99%、99.9%）的直径？
这下子问题就来了，或者说到了真正考验镜头的质量的时候了。


平时，只要有60%的光很听话、会聚的很好，分辨率就会很高（因为瑞利分辨很弱，只考虑15%的反差）。另外40%无论如何发散，问题不大。这就是沙占祥说的那种高分辨、低明锐度镜头。
如果80%的光甚至90%的光都很听话，那么不仅分辨高，而且反差会很大，传递函数会很好，Photodo会给高分。
但是，即便剩下10%的光不听话，那么只要把光强增大10倍，这一部分就会出问题。即便1%的光不听话，那么把光强增大为100倍，这一微小部分仍然变成原来的100%，一样会出问题。

事实上，星点检测（沙书203页）就是干这个的。

有人会问，这样的测试有实际意义吗？
当然，拍摄夜景的时候，远处的灯光，曝光1/10就可以过曝成白色，曝光10秒自然就是100倍了。在天文摄影时更是如此。在这种情况下，如果镜头不好，自然那10%的光就会扩散的一塌糊涂，决不是一个像素的问题了。比如这张照片，全图，不大，但可以明显的看出下面的很多点光圈已经扩散成船形。这个镜头是Nikon的手动头50mm/1.2，全开光圈与缩小光圈比较。



对比，下面这张图就是用小光圈拍摄的，左下角的灯光扩散的就很小：

::0022:: 精品帖，狂顶啊！

测试最好用点光源，但理想点光源不容易找到，不过昨天还是设计了一个测试，用尽可能相对小的光点：平头白色LED，发光点直径1mm，组装在一个长棒上，最后折算成CCD的2个点。
测试地点仍然是在厨房，由于空间对于长焦镜头还是不够长，因此只能测试三个位置：中心、DX格式的角位置和全幅的边角位置。每个位置用了三个相错的LED。用白色而不是用单色LED，主要是因为白色是复合光，可以看出色散。




测试的方法：
先把镜头和相机架在三脚架上，镜头中心与中心的LED平高，拉开距离对准中心，前后移动，让边角LED正好包含进画面。
相机仍然是5D，还是采用手动曝光、快门线、Mirror Lockup、ISO100。


拍摄曝光时间标准：
等级---1-------2-----3----4
1.4 1/8000 1/512 1/30 1/2
2.0 1/4000 1/256 1/16 1
2.8 1/2000 1/125 1/8 2
4.0 1/1000 1/64 1/4 4
5.6 1/500 1/32 1/2 8
8.0 1/250 1/16 1 15
11 1/125 1/8 2 30
16 1/64 1/4 4 60

就是说，对于某个光圈（比如2.8），正常的曝光是1/2000（此时已经全白、中心过曝了），然后再以每级4档的方式增曝3级。如果说正常是100%的话，这三级就相当于：
第1级：正常（实际已经过曝）
第2级：1500%（过曝4档）
第3级：25000%（过曝8档）
第4级：400000%（过曝12档）

这样，我们就更能看清一小撮光到底跑哪里去了。不过拍下来比较，最后一级有些过份了，因此我们随后的片子中，出现第4级的例子比较少。

典型测试结果分析，到底说明了什么？

第一张图，是AF85/1.4在f/2的结果4组。在所有测试结果里，过度曝光光点最小。
Nikon AF85/1.4是一个经典的人像头，在天文摄影中常用作拍摄角度较小的星座或大范围的星云和大彗星，成像质量有口皆碑。
比较费解的是：点光源经过理想透镜后应该会聚成一点，无论怎么加大曝光，光点不应该变大。但从照片上可以看出，随着曝光的增大，光点逐渐扩散变大。这一方面是因为镜头不理想，另一方面也属于光学衍射。事实上，即便是理想的艾里斑，也不是100%的光都被集中。具体分析见下。


这里的第二张图，是AF35/2在f/11（最佳光圈）的测试结果4组，镜头中心部分。这个镜头也是Nikon自动镜头家族里很不错的一只。
中心部分，代表同光圈下像质最佳的情况。换句话说，这代表了比较理想镜头最好的表现，不要期待比这结果更好的了，其它测试只会比这差或者相同。

第一级曝光1/125，光点已经过曝，但经过分析成像良好，像点小、边缘尖锐，正常。

但是接下来的曝光增大了16倍的第2级（1/16），光点扩大了，直径至少扩大一倍以上，说明一小撮光起了作用。这一小撮光的来源是理论上的，也就是艾里斑的扩散。

再接下来的第3级别（2秒曝光），光点进一步扩大，同时出现了光芒！这光芒的成因有两个：一个是光圈的叶片不是圆的，另一个是光的衍射。光芒的数量等于光圈叶片的数量（偶数时）或者等于叶片数量的2倍（奇数时）。可以看出此时光芒数量是14根，该镜头的叶片是7片。

典型测试结果：Nikon标头 AF50/1.8D。
这镜头是性价比最好的镜头之一，原厂、大光圈、价格也不贵，成像质量中上。
由于所有的镜头在中心部分表现都差不多，因此以后除非特别场合，就不再贴上中心结果的图片，而主要贴上边角的结果。中心结果参考上一贴。
要知道，5D的像素还是比较大的，而这里贴的图片都是100%截取的，因此看照片实际上的表现不是那么差劲。而且，这是在全幅的角上，即便DX的角上要比这个好很多。



第一图是AF50/1.8在光圈为f/2、角上的第1、第2、第3级表现。
第二图是AF50/1.8在光圈为f/2.8、角上的第1、第2、第3级表现。
第三图是AF50/1.8在光圈为f/2、角上的第3级表现，放大成200%具体说明。

评价：
大光圈、边角处、长时间、点光源曝光（夜景或天文拍摄会用到），成为船型/蝴蝶型扩散。
正常白天使用收缩到f/2可用，但夜间曝光要收缩得更小才有好的结果。

测试综合结果。
测试条件：全幅镜头，边角处，第3级（过曝光8档），100%局部。

结果简单评述：
S20/1.8不错，大光圈散的很小，对于广角很不容易。
MF24/2表现欠佳，在此极端场合使用需要收缩2档。
AF35/2D也一般，在此极端场合使用需要收缩1-2档。
AF50/1.8D表现尚可，在此极端场合使用需要收缩1档多。
俄罗斯85/2表现不好，不仅需要收缩2-3档使用，事实上中心部分像散比较大。
AF85/1.4D表现绝佳。事实上全开光圈边缘也相当好。
SP90/2.8微距表现相当出色，但容易出现蓝边
XZP表现非常棒
EF17-40/4L表现良好
EF24-85/3.5-4.5，广角表现很一般，但长焦处表现不错。
S120-300/2.8表现出色。

测试结果：DX边角和中心处的表现。第一张中心，第二张为DX格式（APS-C格式）的角。
测试条件：全幅镜头，第3级（过曝光8档），100%局部。


结果简单评述：
S20/1.8相当好，全开光圈中心没有问题，角上最好收一档。
MF24/2表现欠佳，全开光圈中心也软，收一档中心理想，边缘最好收2档。
AF35/2D也一般，在此极端场合使用需要收缩1-2档。
AF50/1.8D表现尚可，收1档就好用。
俄罗斯85/2表现不太好，中心需收一3档，边缘要收2档。
AF85/1.4D表现绝佳。事实上全开光圈边缘也相当好。
SP90/2.8微距表现相当出色，全开光圈边缘稍有蓝边
XZP表现非常棒
EF17-40/4L表现良好，全开光圈边缘稍有蓝边
EF24-85/3.5-4.5，广角全开光圈表现一般，其它不错。
S120-300/2.8表现出色。中心非长焦时全开光圈稍有蓝边。

补充测试。测试条件同前，即全幅镜头，第3级（过曝光8档），100%局部。


第一图是角，第二图是DX/APS-C格式的角。

结果简单评述：
Canon 24/3.5L，全开光圈一般，要收缩到f/5.6才好。当然在非全幅下全开也很好。
Noct Nikkor，大光圈下表现不是很差，但也不好。收缩到f/4才比较理想。（备注：这个表现可能是像场弯曲所致，但没有重复测量）
AFS28-70/2.8，全开光圈也不错，尤其是70mm端。收缩一档就比较理想了。有蓝边
ZF85/1.4，表现相当不错，比Nikon 85/1.4D稍好。但大光圈下有少许蓝边（Nikon的85/1.4类似）
85/1.2II，表现相当不错，其实在f/1.2下表现类似f/1.4，不过大光圈下容易出紫边。
AF135/2DC，表现相当好，全开光圈完全可用，收一档很理想。

测试场景。
测试FSQ106时，由于焦距长，家里空间有限，退到14m开外才刚刚够用。

部分测试用镜头。

测试用镜头之一：Canon的著名的85/1.2，这个是最新的II型，1.2的大光圈，少有的拍摄彗星利器。

测试用镜头。Nikon著名的Noct，58mm/1.2，目前二手价格也过万。




感谢卖水的鱼借用Canon 85/1.2。


（全文完）

,网页保存下来慢慢研究,谢谢大虾了,呵呵

镜头好多啊::0022::

好强！还有n多毒头坐镇

哈哈，这些都不都是我的。
下次弄三个200/2来测测，那才叫毒！口径都是>=100mm的。

NikonNoct都有！強啊！實用的好帖子！頂！

非常棒的测试，测试的原理、方法都做了详细的说明。
有很好的参考价值。

还是关注便宜又好用的老头在数码下的表现。。。毒品级的看了也是白看呀

难得一见的好贴！！！