Dans quelle mesure le grossissement de l'objectif peut-il être amélioré sans abaisser considérablement la qualité de l'image?

Actuellement, je ne possède qu'un objectif macro à grossissement 1X (35 mm F / 2,8) mais je joue avec un objectif Canon MP-E 65 mm loué qui peut aller jusqu'à 5 fois. La photographie à ce grossissement est un monde à part!

La question est alors de savoir dans quelle mesure puis-je augmenter le grossissement de la macro 35 mm via des tubes d'extension ou d'autres adaptateurs macro sans perdre en qualité d'image? Que faudrait-il pour dépasser 2-3X si possible?

Vous devriez être bien empilé sur un ensemble complet de tubes d'extension. Vous augmenterez la diffraction, mais vous agrandirez également votre sujet d'un facteur plus important, peut-être plusieurs fois plus ... donc les détails fins ressortiront encore plus qu'ils ne le feraient à un niveau d'agrandissement inférieur car les effets de la diffraction restent plus petits que les détails agrandis (jusqu'à un certain point ... la diffraction augmentera plus rapidement que l'agrandissement de détail, cependant longtemps avant d'arriver au point où le disque aéré est plus grand que vos détails d'origine, d'autres choses limiteront votre capacité à continuer à s'étendre.) Les facettes d'un œil d'insecte deviennent gigantesques, et les détails fins de CHAQUE FACETTE pourraient être visibles avec un grossissement suffisant, au point où ils s'étendent sur de grands groupes de pixels ... où le disque de diffraction aéré ne peut s'étendre que sur quelques pixels.

Pour les expériences, disons que l'insecte hypothétique est en fait notre sujet. Disons que nous tournons avec un appareil photo APS-C 18mp, au grossissement 1: 1. Disons que les facettes des yeux de nos sujets s'étendent sur des zones de 8x8 pixels (très petites!)

Si vous filmez 35 mm 1: 1 @ f / 5,6 et appliquez une rallonge de 25 mm. Le gain d'agrandissement est une extension / focale, vous pouvez donc ajouter un agrandissement de 25 mm / 35 mm ou 0,714 x plus. L'agrandissement affecte le diaphragme efficace sur lequel vous photographiez. Avec un grossissement de 1,0x, vous ressentez déjà certains effets et votre ouverture effective est de f / 11. Avec le grossissement supplémentaire, votre f-stop efficace est f/5.6 * (1 + 1.714), ou f / 15. Les facettes des yeux de vos sujets mesurent maintenant environ 26 x 26 pixels et la diffraction affecte environ 4 zones de pixels.

De même, une extension de 50 mm équivaudrait à un grossissement supplémentaire de 1,43x (50/35), donc le f-stop efficace est f/5.6 * (1 + 2.43), ou f / 19. La diffraction à ce niveau est visible et aura un impact modéré sur le QI, mais pas aussi proche que les aberrations optiques vont être à f / 2,8. Cependant, cela n'affecte toujours pas la qualité ultime de votre image ... car votre sujet a également grandi en détail. Les facettes des yeux de votre sujet mesurent maintenant environ 43x43 pixels et la diffraction affecte environ 6 zones de pixels.

Prenons l'expérience plus loin ... vous devez vous arrêter à f / 22 pour obtenir suffisamment de DOF, et votre extension par un grossissement entier de 5x. Cela vous donne une ouverture effective de f/22 * (1 + 5), ou f / 132 . À ce stade, les effets de la diffraction s'étendraient sur une zone d'environ 150 pixels pour un capteur APS-C 18mp (qui est TRÈS haute résolution, environ 116 lp / mm ... paires de lignes / millimètre.) Vous pourriez être enclin à penser que le les effets de la diffraction effacent désormais tous les détails que vous avez travaillé si dur pour obtenir. Ce ne serait pas nécessairement le cas, cependant. Votre grossissement 5x , près de trois ordres de grandeursupérieur à ce que vous étiez à un grossissement de 2,43x auparavant, où ces petits détails couvraient des zones de 26x26 pixels. Les mêmes détails devraient couvrir plus de 250 x 250 pixels maintenant. La diffraction a augmenté et va probablement brouiller les petits détails, mais affecte environ 50 zones de pixels. Vous extrairez toujours plus de détails que vous ne perdez à la diffraction.

Pour répondre à votre question fondamentale: combien pouvez-vous agrandir avant de perdre des détails? La taille du disque aéré augmentera légèrement plus vite que la taille du détail d'origine avec un grossissement de 1,0x. Cela est dû à la nature non uniforme de la diffraction et à la façon dont elle va interférer avec / s'amplifier à mesure que son effet augmente. La diffraction dépend également de la longueur d'onde de la lumière ... alors même si j'ai utilisé la longueur d'onde de la lumière jaune-vert (564 nm) pour mes calculs jusqu'à présent, la lumière visible s'étend sur une plage d'environ 340 nm violet à 790 nm rouge profond. La lumière rouge profonde diffractera plus que les autres longueurs d'onde et produira une plus grande diffraction. Vous pouvez éventuellement atteindre une limite, dans laquelle la diffraction affecte suffisamment le QI pour que vous ne tiriez aucun avantage supplémentaire. Cette limite est très loin au-delà du point où d'autres limitations mécaniques vous empêchent de prolonger davantage.

En photographie normale, plus vous fermez l'ouverture vers le bas, plus les effets de la diffraction affectent l'image. Étant donné que les détails de l'image n'augmentent pas lorsque vous vous arrêtez, plus vous perdez de détails à mesure que les disques aérés grandissent. En ce qui concerne la macro photographie, vous agrandissez les détails lorsque vous augmentez l'extension ... et tandis que votre diffraction augmente également, l' originalles détails sont toujours plus grands que le disque aéré. Vous perdrez certains détails à mesure que vous étendez (vous apporterez de plus en plus de détails à la lumière, et au-delà d'un grossissement d'environ 3x, la diffraction commencera à affecter la visibilité des détails plus fins que ce que vous aviez commencé à 1,0x.) les effets de la diffraction vous empêcheront de continuer à faire des gains utiles avec un grossissement supplémentaire. Mais vous pouvez pousser le grossissement très loin. Dans le cas général, vous êtes beaucoup plus susceptible de rencontrer le problème où votre plan focal se retrouve trop près ou réellement à l'intérieur de l'objectif avant de rencontrer des problèmes de diffraction affectant le QI d'une manière vraiment préjudiciable.

Tout d'abord, l'ajout de tubes d'extension rapprochera l'avant de l'objectif du corps, tout en rapprochant le plan focalisé. Il y a une limite à ce que vous pouvez étendre jusqu'à ce que votre objectif ne s'adapte pas physiquement entre le plan focalisé et le corps de l'appareil photo. Un objectif macro 35 mm est déjà très proche de la mise au point, de sorte que la longueur physique de l'objectif limite la mesure dans laquelle vous pouvez l'étendre.

Lorsque vous utilisez des tubes d'extension, vous éloignez davantage votre objectif de la surface d'imagerie (film ou capteur). La plus grande distance signifie que le cercle de l'image projetée sera plus grand et que vous en utilisez une partie plus petite - pour obtenir la même résolution, votre objectif doit maintenant projeter l'image avec plus de précision. L' extension intrinsèque d'un objectif macro 35 mm 1: 1 est de 70 mm; vous devrez ajouter encore 70 mm de tubes d'extension pour un double grossissement, mais cela nécessite également deux fois plus de puissance de résolution pour obtenir la même qualité de projection.

Par conséquent, vous commencerez à perdre en qualité d'image lorsque la résolution de votre objectif divisée par le facteur d'extension est inférieure à la résolution à laquelle vous avez besoin de l'image. À partir de là, vous pouvez utiliser le recadrage à la place.

De même, la photographie de l'anneau d'inversion est limitée par le pouvoir de résolution de l'objectif inversé (qui est optimisé pour des résolutions comme celles de votre capteur, pas 2 à 3 fois plus). Obtenir un grossissement élevé sans optique spécialement conçue pour cela est soit très bon marché et simple (imprimer un recadrage et accepter la résolution inférieure), soit impossible.

Procurez-vous un objectif grand angle 28 mm d'occasion et inversez-le. Ensuite, ajoutez des tubes d'extension au goût.

Alternativement, utilisez des lentilles rapprochées.