Imatest

Det er næsten 200 år siden Fourier fandt ud af, at et lydbillede kunne opløses (analyseres) og deles op i sinussvingninger. Jo højere frekvenser der bliver gengivet i ”lydbilledet” jo bedre lyd får vi.

Sender vi en perfekt firkantet impuls gennem et lydsystem, så vil vi få en impuls retur som vil være lidt mindre firkantet end udgangspunktet. En perfekt firkant indeholder i teorien ”alle frekvenser”. Ved at analysere den mindre perfekte firkant kan vi se hvilke frekvenser den indeholder og dermed få et billede af hvor god forstærkeren er. Det er kendt som Fourier Transform eller Fourier analyse.

Det er dog en ret ny erkendelse, at de samme principper, som gælder for lyd, også kan overføres til billeder taget med et digital kamera. Lyd er, som nævnt, antal svingninger i forhold til tiden. Ved billeder bruger vi dimensionen rum i stedet for tid. Vi måler stejlheden på en sort/hvid kant og transformer resultatet om til en slags frekvenser, som vi benævner spatial frekvenser. Spatial hentyder nemlig til rum eller rummelighed.

Den højeste frekvens, der er til stede, repræsenter den højeste opløsning. Frekvensens amplitude, som er forskellen på svingningens højeste og laveste punkt, er et udtryk for kontrasten. Kontrasten falder typisk med stigende frekvens og når kontrasten er faldet til 10% af det maksimale har vi fundet grænsefrekvensen. Lige omkring grænsefrekvensen finder vi Nyquist punktet.

 

 

Imatest er et af de programmmer, som bruger Fourier Transform metoden. En kæmpefordel ved metoden er, at alle kan fremstille en test tavle med et passende antal målepunkter. Et målepunkt er meget enkel og består i sin grundform af en sort firkant på en hvid baggrund, som vist ovenfor Der anbringes simpelthen målepunkter (sorte firkanter) på testtavlen de steder hvor opløsningen ønskes målt.

 

Målepunktets størrelse er ikke kritisk, men ROI (Region of interest ), som er det område der er markeret med en rød firkant, skal have en størrelse på sensoren svarende til et par hundrede pixel. Kanten der måles på skal have en hældning på ca 1 -10 grader i forhold til sensorens pixel, som typisk er anbragt på rad og række.

 

Inden vi ser på målingerne, er det vigtigt at forstå, at test af kameraer og objektiver ikke altid er så objektive, som man gerne vil tro. Producenten af kameraet har mulighed for at påvirke måleresultatet og det visuelle indtryk ved f. eks. at tilføre ekstra skarphed og på anden måde ændre i billedet. Det er da fristende at ”peake” billedet, så de målinger og test fotobladene udfører, får produktet til at fremstå som værende bedre end produktet i virkeligheden er. Problemet er størst med kompaktkameraer.

Når man ændre gammakurven, hvidbalancen, skærpning og støj undertrykkelsen, så påvirker man måleresultatet. Testbilleder med overdreven kontrast og skærpning af billedkanter bliver, når de er værst, heldigvis afvist af programmet. Et neutralt testbillede uden overdrivelse, kan Imatest yderligere tilpasse, så måleresultaterne fra forskellige kameraer kan sammenlignes på fair vis. I nedenstående histogrammer repræsenterer den røde stiplede linie det korrigerede billede.

Imatest kan til orientering selv fremkalde og måle på billeder taget i Raw formatet. Det kan vi anbefale, fordi det giver de bedste forudsætninger for sammenlignelige målinger.

 



Ovenstående histogram viser den maksimale opløsning. Opløsningen er større jo mere lodret flanken ( Edge Profile ) er. Der måles kun på den rette del af kurven. På ovenstående histogram vises en gråtoneskala øverst og flankens pixelbredde på nederste vandrette skala.

I nedenstående histogram er målingen omsat til en frekvenskurve, som viser kontrasten i forhold til opløsningen.

 

 

Med stigende spatial frekvens falder svingningernes amplitude. Når spatial frekvensens amplitude (SFR(MTF)) er faldet til 50 % (0.5 på skalaen) af grundsvingningen, har vi en kontrast der svarer til en MTF på 50. Kontrasten falde yderligere med stigende spatial frekvens, således at de sort/hvide linjepar (LP/mm) i et testbillede til sidst er så små og kontrastfattige, at de flyder mere og mere sammen til en grå masse. Ved en MTF på 10 kan man reelt ikke længere tale om brugbar opløsning. Jo højere SFR(MTF)) ved en given Cycles/pixel er, jo bedre er kontrasten ved den pågældende opløsning.

Det kan diskuteres om en sammenligning af opløsning omkring Nyquist punktet, hvor der mere er tale om flimmer end eksakt opløsning er relevant. Hvis det er en sammenligning af forskellige objektiver, så er MTF50 efter min mening bedre. Det er lettere at aflæse, og det objektiv, som har den største opløsning ved MTF50 vil sandsynligvis også være fin hvad angår de små detaljer i et billede. En høj opløsning ved MTF50 fortæller at objektivet vil have en god kontrast i hele frekvensområdet.

Det er værd at lægge mærke til at producenterne i deres tekniske specifikationer slet ikke måler den maksimale opløsning, men i stedet måler kontrasten ved de frekvenser som øjet er særlig følsom overfor, og som rigtig vurderet fortæller langt mere om objektivets kvalitet end en måling af objektivets maksimale opløsning.

Der er en tendens blandt forbrugerne til ensidigt at fokusere på bestemte ting. Antal pixel er noget forbrugerne går op i uden egentlig at kunne vurdere betydningen. Nogen går op i lydeffekt og andre i lydkvalitet. Maksimal opløsning som eneste parameter, når et objektiv skal vurderes dur ikke.

Vi bør også interessere os for. hvor meget astigmatisme, Coma, Spherical aberration, curvature of field, kromatisk aberration og distortion objektivet må døje med.

Coma og astigmatisme kan få et objektiv til at være ret så bluret ude i hjørnerne. Coma og astigmatisme bliver ikke nødvendigvis afsløret ved en måling af opløsningen. Ved astigmatisme bliver en cirkel (lyspunkt) gengivet som en oval og alt efter om man måler opløsningen i den retning hvor ovalen er smal eller i ovalens længderetningen vil der være stor forskel på opløsningen. Coma kan betyde at en cirkel (lyspunkt) får en hale ligesom en komet og det påvirker også skarpheden forskelligt alt efter retning. Tingene hænger sammen.

Graden af kromatisk aberration måler Imatest i øvrigt også ved samme lejlighed. Se nedenstående histogram.

 

Det skal lige tilføjes, at det ofte er sådan, at objektiver med en høj opløsning, som regel også er vel korrigerede, hvad angår de mange andre aberrationer, som har stor betydning for billedkvaliteten.Men det er ikke en given ting. En måling af opløsning kan ikke stå alene. Målingen fortæller hvad opløsningen er, men ikke hvordan et rigtigt billedet kommer til at se ud.