数字相机 解像力 的意涵

前言

相对于传统银盐相机，数字相机在解像力的比较评析上，要考量的因素是较多的。常见的变因－

1. 感测的片幅大小不同、像素值不同。

2. 镜头在传统银盐相机上的表现和 DSLR 上的表现也不同。

但是进行解像力 的 测试对于消费者有其重要的意义，我们在选择一部相机 / 一个系统时，不能只看其像素值，依据 GIGO 原则，「影像品质不错的 6MP 图档」和「影像品质不佳的 8MP」，在输出时，6MP 图档常会胜出。

所以，我们在考量品质时，不能去看「这部相机是多少像素」 ( 影响 ppi / dpi ) ，而是要看「相机 / 系统的 解像力」( 影响 LW/PH )，解像力才是客观的依据。

影像品质好 ?

一般而言，我们要求影像要高解析度、锐利 ( Sharpness )、不要有色散( Color fringing )、尽量降低变形及噪音。摄影者会环绕在这几个课题上。

尤其是 Sharpness 的课题。

8MP 的 DSLR 搭配一支常用变焦镜，若解像力在 1600 LW/PH ，不同的系统的 6MP DSLR 在搭配定焦镜时，若解像力在 1800 LW/PH ，则「6MP DSLR +定焦镜」有更好的影像品质。

如下图所示，解像佳的系统可以清楚地分辨这些黑白相间、越来越密的线条；而解像不佳的系统则如下方区域所示，无法清楚地分辨。

衡量这个空间週期的 (output contrast/input contrast) 方法，我们即将它称为 MTF ( Modulation Transfer Function )或是 SFR ( Spatial Frequency Response )。

在传统银盐相机的镜头测试时，使用的是 lp/mm ( Line pairs per millimeter ) 的单位，常用的测试图表为 USAF 1951 chart，在数字相机系统的测试上，使用的是 LW/PH ( Line widths per picture height )的单位，常用的测试图表为 ISO 12233 ( 下图 )。

( The I3A/ISO Camera Resolution Chart conforms to the ISO-12233 standard )

以 LW/PH 做为空间週期的单位之概念可以用来解决数字相机在片幅不同、像素值不同，所面临的客观比较问题。

LW/PH= 2 * lp/mm * (picture height in mm).

( one line pair =2 line widths )

计算 SRF 的 Matlab 原始码可以从 I3A download page 下载取得( ISO 12233 Slant Edge Analysis Tool sfrmat 2.0 )。

输出上的意涵

在过去，我们常以数字相机的像素值来考虑输出品质的问题。

例如，6MP ( 3072x2048 Pixels )的数字相机，欲输出至 12x18" 的相纸上，那么在高的部份，2048 Pixels / 12" = 170 ppi 。

其实这并不是很好的判断方式，因为一个 6MP 图档，也有可能细节、反差的表现均不理想，如此，170 ppi 便不是客观的、看输出品质的好方法。

LW/PH 的概念则可以相对客观：

MTF50( Line Widths / inch on the print)=	MTF50(LW/PH)
	Print height in inches

这个数值若是达到 150 左右，输出时即可以确保品质相当的优越。

另一个测试上的挑战

由于数字相机的韧体都还是会对影像进行锐利化，这个韧体锐化的步骤会影响到「解像力的测试结果」( 让解像力的数值变的较佳 )。

我们可以理解到这样的情况会使得比较的基础失真。甚至让目测或是计算得到误判的结果。

因此，我们必须将韧体锐化的参数还原，然后进行标准化，才能进行解读与比较。在我们目前使用的 Imatest 模组里面也考量了这个因素，然后再以标准化的结果来做为客观的数据。

解像力与镜头

在传统的 135 银盐相机上，我们一谈到解像力，便可直接意识到是在做镜头的测试，这是因为 135 相机的底片片幅固定为 36x24mm，所以，片幅的因素、像素值多寡的因素，便被固定了。

数字相机的解像力测试，镜头、片幅、像素值是连带考虑的。

以 LW/PH 做为空间週期的单位之概念可以测出：

1. 数字相机 ( + 特定镜头 )的解像力。

2. ( 以特定数字相机为基础 + ) 特定镜头的解像力。

所以，我们讲的解像力，必须标明是在特定相机上的表现。

假设，一支卓越的定焦镜 ( 如 50mm f1.8D )在 D70 的搭载上解像力为 1750 LW/PH，当 D70 的下一代诞生时，在新的相机上重新测试，这个数值可能还会再度提昇。

但是，在同一部 DSLR 相机上，进行镜头测试，我们还是可以得到不同的解像力参考，例如：

1350 LW/PH @ f1.8
1400 LW/PH @ f2.0
1700 LW/PH @ f2.8
1760 LW/PH @ f4.0
1780 LW/PH @ f5.6
1700 LW/PH @ f8.0
1650 LW/PH @ f11

镜头 @ DSLR

很微妙的，许多传统的镜头在银盐相机上、在 DSLR 上的表现并不完全相符，例如：

1. 某些在传统上表现不错的镜头，在 DSLR 上的解像力不如预期。

2. 传统镜头最佳的解像光圈常在最小光圈的中点处，例如：F8、F11 ，但是，在 DSLR 上，我们则发现这个最佳的解像光圈已经不一定在 F8、F11 这些常见的数值上。甚至，缩到 F11 时，解像力已是开始下降了。

3. 图表的边缘，解像力会比中心点来得差，但是对于 APS DSLR 系统而言，图表的边缘尚不能代表镜头的边缘。

跨系统的解像力比较

可以各厂的 50mm 标准镜头，放在光圈 F8.0 时进行比较。如上所言，这样的比较基础，会有些微的误差。

小结

随着 DSLR 的风行，解像力的议题，将会越来越为用户所关注，传统如 Photodo 的 MTF 测试资料，仍然深具参考价值，但是由于镜头在 DSLR 上的表现差异，未来，如何更适切深入瞭解镜头在 DSLR 的表现，乃成为一个有趣的课题。