Rozlišovací schopnost

U Rochů se probírá spoust záležitostí světských i duchovních. Včera jsme se zabývali optikou a mě nedal celou noc spát problém rozlišovací schopnosti optických soustav.
Věc se má tak. Někdo by řekl, že je to jednoduché. Rozlišovací schopnost je počet čar na milimetr, které dokáže optická soustava ještě rozlišit. Tak jednoduché to ale není, protože žádný objektiv nedokáže zachytit čáry dokonale ostře. Nelze říct, že by se s rostoucí hustotou čar slévaly jednotlivé dokonale ostré čáry do sebe. Spíš se snímaný obraz vyvíjí v šedou plochu. Pěkně je to vidět na obrázku.

Když jsou čáry více a více hustší, ubývá v obrázku černé a bílé. Tuto skutečnost vyjadřuje MTF (tzv. Modulated Transfer Function). Tato funkce udává relativní hodnotu kontrastu. Může nabývat hodnot od jedné do nuly. V grafu C jsou hodnoty MTF pro soustavu, která je dokonalá (zobrazuje čáry, které jsou pořád bílé a černé). Ovšem reálný případ je znázorněn v grafu D. S ubývajícím kontrastem klesá hodnota MTF. V poslední části máme kontrastu velice málo, hodnota MTF je 0,1.

A co je tedy rozlišovací schopnost? Respektive kdy jsou jednotlivé čáry mezi sebou ještě rozlišitelné? Dříve se brala frekvence čar při hodnotě MTF 0,5. Dnes výrobci objektivů "zvyšují" rozlišovací schopnost svých výrobků snižováním této hladiny. To ale znamená, že rozlišovací schopnost je veličina, která nám toho o kvalitě objektivu moc nepoví, protože je nutné brát v potaz ještě kontrast jednotlivých čar. Dalo by se říct, že výroky "Rozlišovací schopnost našich objektivů je 1000 čar na milimetr." a "Náš prášek pere o 50% lépe." jsou na tom z hlediska poskytnuté informace dost podobně.

Ale to není vše. Různé MTF mohou mít různé průběhy s rostoucí prostorovou frekvencí (v podstatě s roustoucím počtem čar na milimetr). Takže se klidně může stát, že při hotnotě MTF = 0,5 dokáží dva objektivy rozlišit stejný počet čar, ale první z nich (modrá) má lepší charakteristiky pro nízké prostorové frekvence, zatímco u druhého (červená) je tomu naopak.

Je to tedy mnohem složitější, než se na první pohled může zdát a sám rozumím dobře pouze základním myšlenkám této problematiky. Nicméně poselství bylo předáno. Nemusí se vyplatit hodnotit podle údajů (klidně i číselných), poskytnutých výrobcem, pokud nevíme, za jakých okolností byly naměřeny.

Zdroje:
http://photo.net/learn/optics/mtf/
http://www.quickmtf.com/about-resolution.html