Udskriv

Testchart

Testkortet kan hentes her!

Det vi ser her er et testkort, fortrinsvis beregnet til måling af et objektivs opløsning. Som det vil fremgå senere i artiklen kan testkortet også bruges til andre formål.  Jeg har valgt at tilpasse testkortet, så det kan printes på et stykke 10 x 15 cm mat fotopapir. Glossy fotopapir er også udmærket, men det kræver lidt mere omhyggelighed, hvad angår belysning, idet det er vigtigt ikke at få et genskin fra testkortet. Printeren skal indstilles til størst mulig opløsning.

 

En tavle på ca 75 x 50 cm med f. eks 9 stk 10 x 15 cm testkort jævnt fordelt er udmærket. Hvis kameraet har en APS-C sensor vil en tavle af den nævnte størrelse kunne dække ca. 1/4 af søgebilledet. Tavlens fysiske størrelse er ideel, når den skal opbevares, og den er nemmere at håndtere og placere i en testopstilling.

 

Når man måler objektivets opløsning, deles søgebilledet op i 4 rektangler. Testtavlen skal dække en af rektanglerne, således at objektivets opløsning kan måles fra midten og ud mod et af hjørnerne. Det er normalt uden betydning hvilken af rektanglerne der vælges, med mindre objektivet er dårlig centreret. 

 

Har man mistanke til at objektivet ikke er 100 % centreret lader man testtavlen fylde hele søgebilledet. Nu er det ikke opløsningen der har interesse, men derimod objektivets evne til at tegne lige skarpt i alle fire hjørne

 

Når testtavlen fylder 1/4 af billedet passer skalaerne på testkortene i øvrigt nogenlunde.  Mere om nøjagtigheden senerer.

 

Er det kameraets kvalitet man vil teste, så skal testtavlen være centreret i midten af søgebilledet. Man måler i midten, således at objektivets aberrationer, som bliver værre jo længere vi kommer ud mod hjørnerne, influerer mindst muligt på måleresultatet. Et objektiv tegner altid optimalt lige i midten. En sensor yder ens over hele overfladen. Derfor!  

 

Kameraet skal være i vatter vandret og lodret og 100 % vinkelret på testtavlen. Der skal bruges stativ og fjernudløser. Har kameraet et spejl skal det låses. Har kameraet liveview og der kan zoomes ind på motivet, bør den mulighed udnyttes, fordi det giver den mest nøjagtige afstandsindstilling. Afstandsindstillingen skal ikke bare være nogenlunde. Den skal være 100% præcis.  

Testkortet indeholder 2 metoder til  måling af opløsning. Vi ser på den store røde firkant først. Den er inddelt i lp (linje par) som fra venstre mod højre har en finere og finere inddeling. 

 

Den røde firkant skal på testkortet printes så den fylder 10 cm i bredden og  testkortet skal affotograferes på en afstand, så de 10 cm bliver afbilledet på kameraets sensor i en størrelse på 2 mm.

 

Dividerer vi 10 cm med 2 mm får vi skalaforholdet 1:50.  I praksis vil kameraets afstand til testkortet aldrig være helt præcis, og derfor kan skalaforholdet variere temmelig meget, men det løses ved at korrigere det aflæste måleresultat. Beregningerne kommer vi til!

 

Der hvor de sort/hvide lp ( linje par) ikke længere kan ses tydeligt og klart og hvor de gradvis begynder at flyde sammen til en grå farve, aflæser vi objektivets maksimale opløsning. 

 

Skalaen er logaritmisk inddelt og målefeltet er dimensioneret så skalaen viser lp/mm (antal  linje par pr. mm), når skalaforholdet vel og mærke er 1:50. Skalaen går fra 30 lp/mm til 150 lp/mm. Et 6 megapixel APS-C kamera opløser typisk ca. 50 lp/mm. 

 

Et kompaktkamera med en pixelopløsning på 6 megapixel skal på grund af en mindre sensor kunne opløse flere linjer, måske 150 lp/mm?  2 mm på en lille sensor dur derfor ikke. Der skal også være plads til langt flere testkort i søgefeltet. Det kan løses ved at ændre skalaforholdet.

 

Hvis vi affotografer et 10 cm testkort i en afstand, så det modsvarer en bredde på 1 mm på kompaktkameraets sensor, så er skalaforholdet 1:100.  Det betyder til gengæld at aflæsningen på den logaritmiske skala skal ganges med 2.  Går vi ned til 1/2 mm på kamerates sensor er skalaforholdet 1:200 og så skal aflæsningen ganges med 4. 

 

Testkortet kan bruges uanset sensor størrelse. Det klares ved at ændre skalaforholdet op eller ned, og korrigere aflæsningen tilsvarende.

 

Den blå cirkel viser en Siemens Star. Fra periferien og ind mod centrum bliver den enkelte linje smallere og smallere. 

 

Siemensstjernen er en forholdsvis simpel metode til måling af opløsning. Der er 144 lp hele vejen rund eller 288 linier i alt. 

Hvis den gule cirkels omkreds, som er placeret der hvor linierne begynder at flyde sammen til en grå flade, er lig med 288 pixel, så er opløsningen 100%.

Der vil altid være flere pixel end de 288 linier, for opløsningen kan ikke være  større end 100%.  Hvis omkredsen på den gule cirkel f. eks  er 360 pixel, så er opløsningen 288 / 360 x 100 = 80 % .

Hvis billedsensorens højde i pixel er 2400, så svarer 80%  til en opløsning på  80 x 2400 / 100 = 1920 pixel.

1920 pixel = 960 lp (linje par)

Når en fabrikant måler på et objektiv er det ikke maksimal opløsning, der har størst interesse, men kontrasten ved de lidt lavere spatial frekvenser, typisk hvad der svarer til en opløsning på 10 og 30 linier pr. mm. 

En  god kontrast er kendetegnende for et fint objektiv. God kontrast sammen med en rimelig høj opløsning og lav forvrængning er befordrende for et godt billedresultat. Hvis objektivet ikke har en god kontrast, så er en høj opløsning af mindre betydning. 

Den særlige kontrast, som et godt objektiv tilfører billedet, kan ikke efterlignes 100 % i et redigeringsprogram. Der er tale om en form for lokal kontrast i billedet som ikke efterfølgende kan opnås med en almindelig kontrastregulering. Det ville sandsynligvis føre til en halo effekt, hvis man forsøgte sig.

Nederst på testkortet har vi 3 formler, som skal hjælpe med opstilling og aflæsning af testbillederne.

Vi ser på formel nr. 2  ( magenta ) først. Den  bruges til at beregne testkortes aktuelle skalaforhold hvis bredden ikke er 10 cm. Testkortet kan udmærket printes på et A4 fotopapir. Vi vedtager at bredden på et A4 print nu er målt til præcis at være 20 cm.

50 * measured with (mm) / 100 = scale (actual)

50 * målt bredde ( i mm) / 100  = det korrekte skalaforhold

50 * 200 /100 = 100  skrives normalt 1:100

 

 

Den øverste formel (cyan) bruges til at finde en passende afstand til testkortet nu hvor vi kender det rigtige skalaforhold.

(scale +1) * Lens(mm) =  taget distance 

(skalaforholdet +1) * objektivets brændvidde i mm  = afstand til testkortet

(100 + 1) * 28 mm = 2828 mm  eller ca. 3 meter

En Siemens Star er ikke kritisk med afstanden. Det er den logaritmiske del af testkortet. Testkortet skal for at aflæsningen er korrekt fylde 2 mm i bredden på kamerates sensor. I modsat fald skal måleresultatet korrigeres.

Det kræver at vi kan måle afstande i pixel på en testoptagelse. Vi skal kende målene på kameraets sensor i mm og i pixel. Så ved vi hvor mange pixel der går på 1 mm.

Den sidste formel ( grøn) bruges til at korrigerer aflæsningen af den logaritmiske skal, hvis   testkortes bredde afviger fra de 2 mm.

(lp/mm on chart) * ( specified length) / (measured length) = lp/mm (actual)

(Den logaritmiske skala aflæst på testoptagelsen) * ( kortets specificerede bredde på sensor i mm) / ( målt bredde på testoptagelsen i mm) = lp/mm ( det korrigerede resultat)

50 * 2 / 2 = 50

Til at måle pixel på en testoptagelse kan vi anbefale programmet ImageJ. Det er et gratis program  skrevet i sproget Java. Det virker på Windows, Mac OS X og Linux i både 32 og 64-bit mode. Det kan hentes her :

http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html

For  dem der gerne vil prøve at måle et objektivs opløsning ved hjælp af SE MTF ( Slanted Edge Modulation Transfer Function) findes der et plugin til ImageJ som virker rigtig fint. 

Det kan hentes her:

 http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/se-mtf/index.html

 

Indledningsvis nævnte jeg at testkortet kunne være nyttig til anden måling end opløsning. De 3 følgende billeder er taget med en lukkerhastighed på henholdsvis 1/ 200,  1/ 5 og 1/10  sekund. Klik på billederne og se de originale udsnit ( Det af udsnit fra større billeder).  

 

På Siemens stjernen er skarpheden størst der hvor en rystelse har samme retning som linjerne.  Det er nemmere at se end at forklare. Se på kanter og bogstaver og lær af det. Et lidt uskarpt billede bliver altid afsløret på et testkort, men ikke på et almindeligt motiv, med mindre der er tale om en stor forstørrelse.

 

 Lukkerhastighed 1/200 sekund

 

 Lukkerhastighed 1/5 sekund

 

Lukkerhastighed 1/10 sekund