In una discussione sulla PdC si è parlato con poche righe sulla diffrazione nelle ottiche.
Io sò che la diffrazione in una ottica è la caduta di nitidezza che si verifica con diaframmi molto chiusi, ma questo mio sapere è troppo generico et approssimativo.
Mi piacerebbe avere più conoscenza del fenomeno, essendo un amante della fotografia paesaggistica spesso utilizzo la massima iperfocale con i supergrandangolari ( ho il 12-24 dx) e scatto a f22.
in questi casi l'iperfocale è su tutto il campo inquadrato ma la diffrazione è in agguato.
Nei vari test delle ottiche non viene mai citata ma ci sono solo prove ai diaframmi minimi, come se i grandangolari venissero utilizzati a f4 e non tra f 11e 22....
Quando inizia la diffrazione e questa è un valore noto o dipende dalla quantità e posizione della luce che colpisce la lente?

Ciao Max

Max, la diffrazione dipende dalla dimensione fisica del "buco" del diaframma.
I raggi luminosi che passano vicino al bordo vengono deviatie creano una sfocatura.
Se il foro è grande, la percentuale dei raggi deviati rispetto al totali di quelli che passano è piccola, e ha poca influenta.
Più il diametro del foro si rimpicciolisce, e maggiore sarà percentualmente l'influenta della sfocatura.

A questo si aggiunge però la questione dei pixel: più sono piccoli, e maggiore sono soggetti alla diffrazione.

Ti metto un link molto completo ed interessante, dove puoi anche utilizzare un calcolatore che permette di capire con la propria attrezzatura qual'è il limite della diffrazione.

http://www.cambridgeincolour.com/tutorials...photography.htm

Nel calcolatore, tralascia la parte delle dimensioni di stampa, e metti la spunta invece su "Set circle of confusion* based on pixels?"
Poi scegli il tipo di sensore (per la D90 è "digital SRL with CF of 1,5X") e il numero di megapixel, e imposta il diaframma in uso.

Vedrai come la risposta in basso sia YES, quando la diffrazione degrada l'immagine, e NO se non avviene.

Con una reflex DX da 12mpx bisogna stare sotto a f11, mentre con una FX da 12mpx è intorno a f16

Ma con la nuova d7000, per esempio, per il fatto che ha più pixel sulla stessa dimensione di sensore, il limite sia ancora più basso... almeno mezzo stop.

Ciao Maxi,
credevo che la diffrazione fosse legata strettamente all'ottica e alla sua costruzione, a leggerti e a leggere il link che hai messo pare proprio di no....
Quindi con la mia d90 la diffrazione inizia a f 11 su tutte le ottiche.... però immagino che aumenti esponenzialmente con il chiudere il diaframma...?

Quindi l'aumento dei MP invece ha una grandissima influenza su questo fenomeno, e quindi se ho capito bene a parità di ottiche e diaframmi(Chiusi...) usati se aumento i Mp della macchina la diffrazione aumenta (e quindi diminuisce la nitidezza generale).
Ho capito bene?
Posso quindi dire che in una ipotetica foto a focale 12mm, diaframma 22 su d90 e una stessa foto ma con una d7000, la diffrazione in quest'ulima sarà peggiore e quindi la nitidezza inferiore????



Ciao Max

Mettersi a parlare di diffrazione è ficcarsi in un intrico di leggi difficili e complesse, su un argomento che ci tocca quotidianamente, dato che la diffrazione interessa non solo onde luminose, ma anche acustiche ed addirittura, marine, e comporta delle azioni di correzione in tutti i campi.

In aggiunta a già quanto giustamente detto da maxiclimb, in due parole, vorrei dirti come funziona, come impatta sulla fotografia ed infine, dulcis in fundo, la cura che riduce, e molto, i danni.

La cura è possibile solo in digitale, impossibile praticamente in pellicola.

Quando :
- si ha diffrazione quando il diametro del diaframma, il cerchio, o quasi, formato dalle sue lamelle, entro il quale passa il raggio di luce principale, è troppo piccolo rispetto alla lunghezza d’onda della luce che ci passa.
Che cosa è:
- la diffrazione è l’emissione di luce secondaria da parte del diaframma, luce secondaria che diffonde il raggio principale perché ha direzione ed intensità diverse: le lamelle del diaframma cominciano loro ad emettere luce in direzione ed intensità diverse dal raggio principale, ci si sommano e lo diffondono.
-
Si può approssimare, fotograficamente parlando, che:
- la diffrazione dipende dalla lunghezza d’onda della luce (più è lunga, prima si ha diffrazione a pari diaframma e megapixel) e non dalla quantità o direzione della luce che entra nell’ottica
- come ti ha già detto, a pari diaframma, dipende dal sensore, più grossi i pixel meno si sente la diffrazione ed a parità di megapixel. comincia a quei diaframmi citati nell’altro messaggio e più si chiude il diaframma, peggio è.

Nota sui diaframmi.
Quel calcolatorino, calcola quando la diffrazione limita la risoluzione in funzione giustamente della grandezza della stampa e del numero dei pixel della fotocamera: quando si arriva in limite di risoluzione per diffrazione, la frittata in stampa è già fatta.
Per prudenza, stai un diaframma sotto, più aperto.

Un paio di domande che ci interessano: la diffrazione, come distrugge l’immagine e come e quando si può recuperare un’immagine diffratta?

Dato che diffonde il fascio luminoso, la diffrazione riduce la nitidezza, abbattendo di più la trasmissione delle alte frequenze spaziali (risoluzione) e meno, ma sempre significativamente, quelle delle più basse (micro contrasto): un’immagine diffratta si vede benissimo, dato che è “morbida”, manca di risoluzione ed ha minor microcontrasto

Chiaramente, se l’immagine ha perso completamente i dettagli, questi dettagli non li recuperi più, mentre se ci sono ancora dettagli, ma a basso o bassissimo microcontrasto, qualcosa, e molto, si può fare per recuperare quei dettagli.

Il recupero si fa bene sul RAW , ancora bene su un Tif, mentre sul Jpeg si fa male, dato che il Jpeg ha perso dettagli per diffrazione come gli altri, ma poi viene compresso, introduca artefatti per la compressione, ed il recupero di dettagli successivo con iterazioni si fa male, dato che ci sono anche gli artefatti (segnale spurio) di compressione e vengono esaltati anche loro, degradando l’immagine, il recupero è meno efficiente: altra ragione, ed estremamente seria per scattare in RAW da parte di chi fa paesaggi, che tipicamente possono essere afflitti da perdite di dettaglio per diffrazione.

Il recupero si fa con il capture sharpening, recupero dell’acutanza persa in fase di scatto, forzandolo, sul file RAW e/o con maschere di contrasto, successivamente, sul Tiff dopo la conversione.

Il Jpeg NON DEVE essere sottoposto a capture sharpening addizionale esterno, dato che è già intervenuta, in modo non efficiente per la diffrazione, la fotocamera col suo sharpening.

In Capture NX2, sul RAW, si fa con due passaggi, la maschera di contrasto 40 -60%, raggio 2, soglia 0 e fusione normale, opacità 100%, seguita da filtro accentua passaggio. Raggio 2, fusione in Sovrapponi, opacità 70%.

Ma c’è un’altra strada, forse più efficiente, con altro programma.
Una delle cure migliori per la diffrazione, almeno ad oggi, sembra essere l’iterazione d’immagine con il metodo deconvolutivo, iterazione di Richardson – Lucy: questo metodo, già usato nel telescopio di Hubble per recuperare la sua diffrazione, è stato recentemente applicato da Adobe in Photoshop CS5 e Lightroom 3, nella versione di ACR 6.1 e successive per dare il capture sharpening,

Lo strumento per operare in ACR è il comando Dettagli: se sposti il cursore Dettaglio del comando Dettagli, verso destra, sul valore 100 o lì vicino, ACR opera in iterazione deconvolutiva Richardson - Lucy, setta poi un raggio basso, 0,5 – 0,7 px ed ammontare non tanto basso, sopra i 40.
Con questo, recuperi discreta parte delle perdite di diffrazione, che si notano di più su immagini ad alta frequenza spaziale (erba, rami piccoli, tanti dettagli piccoli).

Altro intervento addizionale, dopo la conversione in Tiff, è cercare di fregare l’occhio, con una falsa impressione di nitidezza, dando un’ulteriore maschera di contrasto, con valori variabili in funzione del formato e risoluzione di stampa.
Se usi Photoshop, invece della USM, vecchia tecnologia, usa Contrasta Migliore, sfocatura con lente, Più preciso: anche quello opera con la Richardson – Lucy.

Dato che forzando il capture sharpening e dando maschere di contrasto esalti anche il rumore, intervieni coi comandi di riduzione rumore in modo opportuno.

Io tendo anche a sovraesporre in esposizione, per ridurre ancor più il rumore ed ampliare la gamma tonale.

Più pixel sul sensore ci sono, più piccoli sono, più sono sensibili alla diffrazione, che abbatte la risoluzione, ma più pixel ci sono, maggiore è risoluzione:
- tenendo le ottiche fuori dal rischio di diffrazione, è SEMPRE meglio, molto meglio avere maggior risoluzione, più pixel e non per nulla te li fanno pagare un mucchio di soldi.

I paesaggi ci vogliono estremamente nitidi, anche se c’è la nebbia, altrimenti si impastano e sono brutti, tremendi: ad eccezione della D3x, Nikon non ha fotocamere ad alta risoluzione e se su queste non eccelse doti di risoluzione ci aggiungi anche la diffrazione, i paesaggi ne sono fortemente penalizzati: ci vuole molta cura in scatto, nel trattamento del RAW e del file immagine, sempre e solo Tiff a 16 bit.

Evita la diffrazione: anche coi sofisticati sistemi oggi disponibili, si degrada sempre l’immagine; lavora con ottiche un po’ aperte, e tieni presente che le massime prestazioni ottiche si raggiungono lontano dal minimo accenno di diffrazione, ossia ad f 5,6 per le ottiche molto luminose, quelle f 1,4 – f 2,8 di apertura massima, e ad f 8 per quelle meno luminose, gli f 4.

Usa un treppiede solido, non esporti al vento forte, scatto in remoto, con specchio alzato se ce l’ha la tua fotocamera, usa l’ottica al diaframma ottimale, quello sopra, fai molta attenzione allo sviluppo del RAW ed al fotoritocco del Tif.

Buon divertimento e saluti cordiali

Complimenti per la qualita' del tuo intervento, veramente ottimo !!!

Una sola curiosita' sul punto sopra indicato.... Cosa intendi con foro diaframma e' "troppo piccolo rispetto alla lunghezza d'onda" ?... il rosso non si aggira sui 700 nanometri? Ovvero 0,0007mm ? a f/22 su un grandangolare almeno un millimetro di foro lo abbiamo...

Grazie

Complimenti per la qualita' del tuo intervento, veramente ottimo !!!

Una sola curiosita' sul punto sopra indicato.... Cosa intendi con foro diaframma e' "troppo piccolo rispetto alla lunghezza d'onda" ?... il rosso non si aggira sui 700 nanometri? Ovvero 0,0007mm ? a f/22 su un grandangolare almeno un millimetro di foro lo abbiamo...

Grazie

Volevo aggiungere una cosa, Nel paesaggio una grande profondita' di campo e' quanto di piu ricercato dal fotografo, pertanto, e' a mio avviso preferibile scattare a f/16 p F22 e poi ridurre l'immagine da 12 a 6 Megapixel....

Quindi passare ad una macchina con più Mp ci penalizzerà dal punto di vista della diffrazione, però guadagneremo in risoluzione.
Quindi il risultato finale come sarà rispetto ad una macchina con meno Mp, migliore o peggiore??




Ma sei sicuro di questo? Come fai a ridurre da 12 a 6 senza fare crop?

1) Tra foro del diaframma e lunghezza d'onda della luce che ci passa non c'è una relazione lineare diretta, quindi non puoi fare il semplice conto se la lughezza d'onda della luce è uguale o maggiore del diametro del buco, la situazione non è così semplice.

Leggii l'effetto Fresnell- Huyens, come lavora in relazione alla lunghezza d'onda e lo trovi. Io non sono in grado di farti la trattazione matematica, non sono un progettista.

2) La diffrazione, per chi fa fotografie ad alta definizione, ed i paesaggi ne sono un esempio classico, VA EVITATA COME LA PESTE, non bisogna chiudere il diaframma tanto se uno va poi ad ingrandire la fotografia, la diffrazione è deleteria.

Se fai una foto a f 22 a qualsiasi cosa, o fai una stampa formato cartolina o la metti sul web, ma altro non ci fai, stampe serie nitide non ce le fai, a meno di fare ricorso a programmi molto specializzati e non viene bene.

Se scatti a diaframma chiuso e poi abbassi il numero di pixel, peggio ancora, dato che sei ancora in perdita di diffrazione ed hai abbassato la risoluzione

Per avere maggiore profondità di campo su un ingrandimento discreto per una foto nitida (già un A3 da FX o da Dx) , va usata un'ottica grandangolare, punto e basta.

Cacciate fuori il soldo, se volete nitidezza: ottiche buone e della focale giusta, ahimè non c'è altra via.

Saluti cordiali

Ottimo dopo aver letto concordo con te. Ritiro quanto detto sopra. Grazieeee

molto banalmente, le dimensioni angolari e lineari del disco di Airy ovvero di un punto luminoso visto attraverso un sistema ottico di apertura circolare caratterizzato da un diametro D e lunghezza focale F sono

come si nota tanto piu' e' piccolo D tanto saranno maggiori le dimensioni.
Inoltre le dimensioni lineari sono proporzionali al numero di apertura.
L'aumentare del numero di pixel "peggiora" nel senso che si campiona di piu' l'effetto. se le dimensioni del disco sono 1pxl, hai che un punto viente campionato da 1 pxl, quindi apparentemente nessun effetto.
Ma piu' la densita' dei pxl aumenta, piu' il punto diventa un tondo.
alla fin fine se stampi sempre con lo stesso formato (20x30?), il numero di pxl e' irrelevante una volta che sei in situazione di "diffraction limited" (ovvero la tua risoluzione e' determinata dalla diffrazione: punto di dimensioni piu' di 1-2 pxl), conta solo la dimensione fisica. Quello che succede e' che anche aumentando la densita', non aumenti i dettagli rilevabili.

Piccola precisazione: le lamelle non emettono nessuna luce. Il discorso e' piu' complesso ed e' appunto legato al principio di Huygens-Fresnel che dice che si puo' considerare ogni punto di un fronte d'onda come una sorgente d'onda secondaria. Il fatto che il diaframma limiti spazialmente il fronte d'onda causa la diffrazione. Alla fine la figura di diffrazione non e' altro che la trasformata di Fourier dell'apertura

Di sicuro, hai ragione, ma io non ho fatto tutta la trattazione esatta della diffrazione, dato che è complessa,e per dirla in due parole, in modo ruspante ma comprensibile a tutti, puoi simulare l'effetto del fronte d'onda che emette onde secondarie, come luce sorgente dal diaframma, agli effetti pratici è uguale,

Grazie comunque della precisazione.

Non ho sicuro di aver capito bene la connessione tra il formato di stampa e la diffrazione... Puoi spiegare meglio?

Comunque riepilogando, se sono sotto il diaframma di diffrazione nessun problema, dal f11 in poi per un aps-c è un effetto come se la risoluzione diminuisse progressivamente.
Ok.. ma fino a quanto? Come quantificare, riferito al formato di stampa, in termini pratici tutto questo, quando scatto a f22 con un 12 mp oppure a f22 con un 16 MP...

Ed ecco anche spiegato perche le compattine hanno diaframmi minimi molto limitati, non scendon sotto 5.6 o 8

allora.
mettiamo che stampi 20x30cm quindi ingrandisci il sensore 16x24mm di 12.5volte
vuoi che un punto sia al piu' grande .1mm nella stampa, quindi sul sensore 8 micron
nel visibile hai l=.67micron*f<8micron ergo f<12
anche avendo 50Mpxl, visto che non ingrandisci. L'unica cosa che importa in questo caso e' che l sia piu' grande o uguale ad un pixel, altrimenti il tuo dettaglio e' limitato dai pixel
in tal caso (16mm/8micron)*(24mm/8micron)=2000*3000=6Mpxl

quindi per avere stampe 20x30cm con un dettaglio minimo di .1mm (stampa da almeno 256dpi ovviamente) ti serve un sensore da almeno 6Mpxl e f<12