Pole widzenia

Obiektyw rektalinearny o zakresie ogniskowych 14-24 mm, na matrycy pełnoklatkowej, powinien dawać kąty widzenia zmieniające się od 114.2 do 84.1 stopnia i dokładnie takie wartości producent podaje w swojej specyfikacji. Zdecydowaliśmy się jednak sprawdzić, ile owo pole wynosi w rzeczywistości. W tym celu wykonaliśmy zdjęcia gwiaździstego nieba fotografując je używając zarówno skorygowanych plików JPEG, jak i nieskorygowanych plików RAW wywołanych neutralnym oprogramowaniem takim jak dcraw. Następnie dokonaliśmy transformacji układu pikseli (X,Y) do układu równikowego (rektascencja i deklinacja) opisującego położenia gwiazd na niebie. Dzięki temu mogliśmy bardzo dokładnie wyznaczyć pole widzenia obiektywu, i to tak jak należy, czyli dla promieni padających z nieskończoności.

Dla ogniskowej 14 mm i skorygowanego pliku JPEG transformacja została oparta o położenia 173 gwiazd równomiernie rozłożonych na całym obrazku. Średni błąd dopasowania siatki współrzędnych wyniósł 1 minutę i 21 sekund łuku. Uzyskany przez nas wynik to 115.17 stopnia z błędem, który nie przekraczał 0.05 stopnia. Jest to rezultat o około jeden stopnień większy od wartości podanej w specyfikacjach. Ta wartość odpowiada polu, jakie daje rektalinearny obiektyw o ogniskowej 13.7 mm.

Bardzo ciekawe rzeczy dzieją za to na ogniskowej 14 mm dla nieskorygowanego RAW-a. Tutaj transformacja została oparta o położenia 156 gwiazd równomiernie rozłożonych na całym obrazku. Średni błąd dopasowania siatki współrzędnych wyniósł 3 minuty i 41 sekund łuku. Uzyskany przez nas wynik to aż 118.93 stopnia z błędem, który nie przekraczał 0.08 stopnia. Tutaj zapas pola widzenia jest więc naprawdę spory, bo odpowiada on kątowi widzenia, jaki uzyskuje rektalinearny obiektyw o ogniskowej 12.8 mm. Za chwilę się przekonamy, że ów zapas jest faktycznie bardzo potrzebny.

W przypadku ogniskowej 24 mm użyliśmy tylko nieskorygowanego pliku RAW i położeń 157 gwiazd, a średni błąd dopasowania siatki zmniejszył się do 53 sekund łuku. Zmierzony przez nas kąt widzenia wyniósł 85.55 stopnia z błędem, który nie przekracza 0.03 stopnia. Tutaj więc pole też jest większe niż podane w specyfikacji, a to oznacza, że wynikowy kąt widzenia odpowiada temu, jaki dawałby rektalinearny obiektyw o ogniskowej 23.4 mm.

Dystorsja

O tym, że problemy z dystorsją będą tutaj poważne, przekonujemy się bardzo szybko, bo już na mniejszej matrycy APS-C/DX omawianą wadę dojrzymy bez najmniejszych problemów. Na ogniskowej 14 mm mamy do czynienia z dużymi zniekształceniami beczkowymi wynoszącymi -4.37%. Po przejściu do ogniskowej 19 mm wartość ta zmniejsza się do -1.80%, a na 24 mm do -0.59%.

Sony A7R IIIa, APS-C, JPEG, 14 mm

Sony A7R IIIa, APS-C, JPEG, 19 mm

Sony A7R IIIa, APS-C, JPEG, 24 mm

Prawdziwe szaleństwo pojawia się natomiast na pełnej klatce. Na najszerszym kącie widzenia musimy borykać się z ogromną dystorsją beczkową sięgającą aż -7.39%. Co więcej, ową wartość, którą uzyskaliśmy uśredniając dane z całego obrazka, i tak próbowano minimalizować dokładając trochę dystorsji falistej. Gdy nasze pomiary ograniczymy do obszaru wewnątrz znaczników 1:1, dystorsja beczkowa wzrośnie bowiem do wartości -8.08%.

Na szczęście, tutaj też widzimy szybki spadek zniekształceń wraz z wydłużaniem ogniskowej. Na 19 mm "beczka" zmniejsza się do wciąż łatwo dostrzegalnego poziomu -3.02%, a o umiarkowanej wartości możemy mówić dopiero dla 24 mm, gdzie uzyskany przez nas wynik to -0.88%.

Sony A7R IIIa, FF, JPEG, 14 mm

Sony A7R IIIa, FF, JPEG, 19 mm

Sony A7R IIIa, FF, JPEG, 24 mm

Chcąc być uczciwym, trzeba jeszcze pokazać, jak wygląda dystorsja na najszerszym kącie widzenia, po skorygowaniu obrazu o zniekształcenia. Przecież obrazy przed korektą mają znacznie wyższe pole niż deklarowane i nawet kadr, który uzyskujemy włączając automatyczną korektę dystorsji, też ma minimalnie większe pole, niż wynika to ze specyfikacji.

Poniższe zdjęcie pokazuje obraz uzyskany przy włączeniu automatycznej korekty zniekształceń w korpusie. W tym przypadku dystorsja spada do umiarkowanej wartości -1.21%, choć, gdy uważnie się przyjrzymy, możemy dojrzeć, iż oprogramowanie wciąż nie pozbyło się do końca dystorsji falistej.

Sony A7R IIIa, FF, JPEG SKORYGOWANY, 14 mm

Oczywiście, na pierwszy rzut oka, teraz sytuacja jest znacznie lepsza. Przecież w zasadzie dostajemy to, co producent deklaruje, czyli obraz o kącie widzenia na poziomie 115 stopni ze stosunkowo umiarkowaną dystorsją. Niestety sprawa jest bardziej skomplikowana, bo korygowanie dużej dystorsji wiąże się z późniejszym przycinaniem obrazu i jego przeskalowaniem do oryginalnej rozdzielczości, czyli niejako "pompowaniem" pikseli z niczego.

W komentarzach pod testami pojawiają się prośby o to, żeby podawać dokładną wartość straty pikseli wynikającą z korygowania dystorsji. Problem w tym, że to wcale nie jest takie proste. Byłoby takie, gdyby początkowa dystorsja była tylko beczkowa lub poduszkowa, a ostateczny obraz miałby dystorsję skorygowaną do zera. Niestety zwykle obraz już skorygowany przez oprogramowanie aparatu ma pozostawiony pewien poziom dystorsji. Musiałbym więc pisać swoje własne oprogramowanie, które skaluje dystorsję od jednej niezerowej wartości do drugiej niezerowej wartości. A w wielu przypadkach to by i tak nie załatwiło sprawy, bo sytuacja jest dodatkowo mocno komplikowana, gdy optyka wprowadza dystorsję falistą. Wtedy o uzyskanie dokładnego wyniku jest już naprawdę trudno.

Jakby tego było małe, w większości współczesnych konstrukcji, które ustawiając ostrość zmieniają cały układ optyczny, dystorsja zależy od odległości od fotografowanego obiektu. Na różnych zdjęciach wykonanych tym samym obiektywem, poziom dystorsji, a więc także poziom korekty i straty pikseli może być więc zauważalnie inny.

Doskonałym przykładem jest tutaj właśnie testowany Samyang, który na samym starcie ma dużą dystorsję beczkową z wąsami, a po korekcie dystorsja ta spada do poziomu umiarkowanego, ale wąsy wciąż są widoczne. W efekcie, bez pisania specjalnego oprogramowania, jesteśmy w stanie tutaj podać tylko i wyłącznie zgrubne szacunki na stratę pikseli.

Plik TIFF, wywołany dcrawem, ma w tym przypadku rozdzielczość 7968x5320 pikseli, czyli 42.39 Mpix. Gdy skorygujemy dystorsję tak, aby jej średnia wartość wzdłuż linii prostej zbliżała się do zera i przytniemy, wynikowy obraz będzie miał rozdzielczość 7388x4928 pikseli, czyli 36.41 Mpix. W tym przypadku tracimy więc 14% pikseli. Gdy skorygujemy jeszcze mocniej, tak aby wąsy przeszkadzały mniej, wynikowa rozdzielczość spadnie do 7094x4732 pix, czyli 33.56 Mpix. Oba te wyniki wyglądają źle, ale trzeba pamiętać, że obraz, do którego koryguje oprogramowanie aparatu, ma pozostawioną dystorsję falistą i tam straty pikseli powinny być mniejsze. Zupełnie zgrubne oszacowanie pokazuje, że w tym przypadku owe straty nie przekraczają 10%, ale trzymają się blisko tej wartości.