1. использовать его на штативе микроскопа
2. с вменяемым рабочим расстоянием
3. с высокой степенью коррекции
4. позволяющий снимать в масштабе около 2:1 - 3:1.
У меня, конечно, есть возможность получить в этом диапазоне масштаб с замечательным планапохроматом Митутойо 5х0.14, применяя его с тубусной линзой с коротким фокусным расстоянием- порядка 100-125мм., но он высокоразрешающий, а иногда, для некоторых объектов, сложной геометрии, для стэкинга невредно иметь что-то с меньшим разрешением, но с большей ГРИП.
И такой объектив нашёлся - прикупил довольно дёшево на авито Fujinon-M c относительным отверстием f/6.3 (постоянная диафрагма) и фокусным расстоянием F=35mm.
Понятия не имею, от чего этот объектив, явно какой-то специализированный: корпус гладкий, с выступом, резьб не имеет, объектив очень компактный. Вот такой (на первом снимке он обмотан в два слоя малярным скотчем, ниже скажу, зачем):
Для понимания габаритов объектива, снял его рядом с микроскопным Ломо 4,7х011 П:
Пока что, для тестов, закрепил его временно в переходнике с м27 на RMS, для чего как раз и потребовался малярный скотч - в отличие от изоленты он имеет куда легче удаляющийся и не плывущий клей, кроме того, он на основе пропитанной чем-то бумаги, и позволяет удобно и плотно закреплять подходящие по диаметру оправы в резьбовые переходники - они "нарезают" на нём резьбу непринуждённо и довольно надёжно. Мне потребовалось в два слоя наклеить такой скотч и всё закрепилось как надо:
Да, я, конечно попробовал объектив в "прямом" положении, т.е. надписями "к объекту съёмки", но результат мне не сильно понравился - плоское поле не так широко, как хотелось бы. Зато в реверсном положении (маркировкой к матрице камеры) - всё прекрасно.
Вкрутил объектив в револьвер микроскопа МББ-1А и, для начала, установил самый короткий пустой тубус, какой удалось сделать имеющимися переходниками. Снимал на матрицу кроп 1,5 с шагом пикселя 4,29мкм. Поскольку фотохостинг не любит такие крупные файлы, прикрепляю ссылки на яндекс-диск с ними (камджипеги) - вот такой получился минимальный масштаб съёмки. Цена деления шкалы = 100мкм.:
https://disk.yandex.ru/i/Xvh5qXObcbuhAA
Т.е. получилось примерно 2,26:1. Поле плоское, картинка резкая, намёков на хроматику не наблюдается, и это при том, что освещал я как попало - конденсор снят, под предметным столиком просто лежит накамерный осветитель в виде сборки из кучки диодов, покрытых не очень хорошим рассеивателем.
Да, рабочее расстояние составило 32мм.
Далее я стал увеличивать длину тубуса, и, соответственно, масштаб съёмки.
Вот 3,05:1 - мне всё очень нравится:
https://disk.yandex.ru/i/AvbbUuUknnwONg
В принципе, на этом можно было бы и закруглиться, но стало интересно, каков же предел.
Увеличил масштаб ещё, до, примерно, 6,4:1 - это уже мягковато, но ещё не чрезмерно, в принципе работать можно, но уже не с таким небрежно поставленным светом:
https://disk.yandex.ru/i/0cBRKYU26xih-A
Так что я решил чуть внимательнее отнестись к освещению и поставил на место конденсор.
Ну и прибавил масштаб ещё немного - до 7,12:1 - конечно, с настроенным чуть менее небрежно освещением, стало лучше, и даже при таком масштабе, дифракционное смягчение ещё не слишком сильное:
https://disk.yandex.ru/i/nd3PNmtbl9iDAw
Ну и, наконец, прибавил ещё, до наступления явно избыточного дифракционного смягчения - тут примерно 7,97:1:
https://disk.yandex.ru/i/wHoYcXMzd4EWZQ
- настройка освещения как для предыдущего кадра стала негодной, в общем уже "всё".
Ну что же, диапазон масштабов мне вполне нравится, плоскость кадра тоже, равно как и отсутствие хроматики.
Ради интереса попробовал ещё снять с ним с тубусной линзой и на другую камеру, тоже кроп 1,5, но с размером пикселя 3,04мкм. В качестве ТЛ выступила Raynox DCR-150 (фокусное расстояние 208,3мм.) - масштаб 6:1 (вообще странно - он должен быть 5,95:1 - если, следуя стандартному расчёту, разделить фокусное ТЛ на фокусное объектива, но всегда есть некоторые погрешности - возможно, ТЛ не в идеальном фокусе в "бесконечность", и/или дело в реверсном положении фуджинона, или в допуске на его фокусное расстояние при производстве - это не редкость):
https://disk.yandex.ru/d/6CsrHSkejd8dEA
Это получилось, с одной стороны, куда лучше, чем 6,4:1 ранее, но кое-чем и хуже.
Лучше в том плане, что разрешение явно повыше, причём явно выше чем это зависит от разницы между 6:1 и 6,4:1, как мне кажется, как и контраст, однако по аберрациям - хуже - объектив настолько хорошо исправлен сам, что добавление даже очень хорошей ТЛ, а также и конденсора - сразу добавили хроматики - при просмотре в 100% видно, как от центра к краям всё более заметны цветные окантовки линий.
Хотя самый центр остался хорошим - вот в том же масштабе уже микрометрическая шкала с ценой деления 10мкм. - и даже явно мягкие линии тут не страдают цветными окантовками:
https://disk.yandex.ru/i/qP9wxDtEQBJ1hg
Конечно, применение тубусной линзы, позволяет получить эффективную диафрагму с точки зрения матрицы несколько более открытую, что хорошо для некоторого "отодвигания" момента наступления слишком явного дифракционного смягчения, а более мелкий пиксель в таких масштабах позволяет лучше дискретизировать картинку, построенную объективом, но стоит ли оно появления ХА? Тут вопрос спорный, поскольку их появление очень мало и для объектива и ТЛ (не говоря уж про конденсор) не заявленных апохроматическими - они более чем скромные. Но когда постоянно работаешь с ПланАпохроматической оптикой, это уже не кажется так уж хорошо, и хочется иметь действительно "чистую" от аберраций картинку по всему захватываемому полю зрения. Я, конечно, потом ещё попробую с другой оптикой в качестве ТЛ, так как такой масштаб мне всё равно велик для этого объектива, и ТЛ с фокусным куда меньше - порядка 125 и 100мм., были бы куда интереснее для меня, но это всё потом. Главное, что он прекрасно себя ведёт без ТЛ в интересующих меня масштабах. А бОльшие у меня с лихвой "закрыты" другой высококачественной оптикой.
Ещё для оценки отсутствия хроматических аберраций добавлю снимок - объектив в реверсе (буковками к камере), масштаб примерно 3,92:1 на матрицу кроп 1,5 с шагом пикселя 4,29мкм. Ресайз с 5472 до 5000 пикселей по длинной стороне (чтобы на фотохостинг влезло):
Свет тут специально небрежный косо падающий, как раз в котором ХА обычно хорошо проявляются, а характерный рельеф даёт переотражения, которые слегка "моют" его. Даже при таком раскладе я ХА здесь не наблюдаю - отличное стекло этот фуджинон-М, и грип при таком масштабе мне нравится, и даже соотношение разрешения и резкости при даже таком свете - можно оценить потенциал.
Достался мне этот объектив за 1800 рублей на авито, и, надо сказать, что я не знаю ни одного микроскопного объектива не только за такую, но и за на порядок большую цену, который бы имел настолько плоское поле, такую шикарную коррекцию ХА, и при том такое удобное рабочее расстояние.
Ну и первая проба с ним:
Игла морского ежа, найденная в коралловом песке. Снято с объективом Fujinon-M f/6.3 F=35mm в реверсном положении на штативе микроскопа МББ-1А. Косо падающий свет. Стэкинг 41 кадр. Масштаб съёмки 4,27:1, кадрирование. Длина иглы ~ 2.38мм.
Sea urchin needleВ оригинальном размере снимок не отличается резкостью, хотя и "безнадёжно мягким" я его тоже не могу назвать. Попробуем разобраться в деталях.
Выясняя причины размытия, бывает непросто определить, что именно его вызывает и в каком соотношении. И здесь, конечно же важно рассматривать оба варианта - и собственно дифракцию, и семплирование.
Поскольку из обзора на этот объектив известны некоторые его параметры и известно, как он применён, то несложно прикинуть, что именно оказалось доминирующей причиной мягкости изображения в оригинальном размере.
Что известно:
Объектив с фокусным расстоянием 35мм и постоянной диафрагмой 6.3 применён в реверсном положении с пустым тубусом, обеспечивающим масштаб съёмки 4,27:1 на матрице кроп 1,5 с шагом пикселя 4,29мкм.
Это уже вполне достаточно для прикидок.
Если игнорировать "фактор зрачка", приняв, что, цитирую: "Фактор зрачка не имеет большого значения, когда линза сфокусирована около бесконечности или когда она перевернута и используется с большим увеличением." (Источник - пост от Вс Апр 19, 2015 10:27 в теме: http://www.photomacrography.net/forum/v ... =29&t=8895 ), и зная, что эффективная диафрагма с точки зрения матрицы для объектива, увеличение с которым достигнуто длиной пустого тубуса вычисляется вот так:
f_eff = f_nominal * (увеличение + 1) (источник: https://www.photomacrography.net/forum/ ... 29&t=44327 ), то мы получаем, что для камеры данная компоновка для съёмки давала эффективную диафрагму 6.3*(4,27+1)= f/33.2
Уже этого более чем достаточно, чтобы считать основной причиной мягкости изображения дифракционное размытие.
Но пойдём дальше. Для получения числовой апертуры данного объектива, воспользуемся следующим расчётом: NA = m/(2*f_eff) (источник - пост от Пт Дек 02, 2022 4:17 pm в теме: https://www.photomacrography.net/forum/ ... macro+lens ) - где NA - числовая апертура, m - масштаб съёмки/увеличение, f_eff - эффективная диафрагма (которую мы выше только что посчитали) и получим: 4,27/(2*33.2)=0.06.
Итак, наша числовая апертура "на объекте съёмки" равна 0.06. При расчёте мы сделали некоторые допущения в плане игнорирования фактора зрачка, однако эта цифра выглядит в любом случае близкой к реальности - она вполне согласуется с известными расчётами и конкретными данными в сети для промышленных и микроскопных объективов малых увеличений, обычно рассчитанных на увеличение 1-3х.
Теперь посчитаем разрешение объектива с такой числовой апертурой - учитывая, что объектив с высокой степенью коррекции и "относительно современный", полагаю можно посчитать по критерию Аббе, а не Рэлея. Т.е. R= 0,5*λ/NA. За значение Лямбда возьмём ныне действующий стандарт длины волны 550 нанометров для середины видимого диапазона.
Таким образом, разрешение этого объектива у нас в самом лучшем случае и близко к теоретическому пределу, будет составлять 0,5*550/0.06 = 4 583 нанометра, т.е., округлённо, 4.58 мкм.
Зная, что была использована камера с шагом пикселя 4,29мкм. и что масштаб съёмки был 4,27:1, получаем, что размер проекции единицы разрешения на матрицу у нас составляет 4,58*4,27= округлённо 19,56мкм. Теперь поделим эту цифру на размер пикселя 4,29мкм. и получим значение дискретизации 4,56 пикселя.
Это _совершенно_ нормальное, хорошее и прекрасное значение дискретизации, при котором мы должны полностью разрешить изображение, построенное объективом. Т.е. никакого "оверсемплинга" у нас нет. Однако, надо понимать, что полное разрешение всех деталей изображения, никогда не дают предельной резкости, о чём я ранее уже не раз писал и ссылался на темы Рика Литтлфилда, где он объяснил и разжевал это всё максимально подробно:
https://www.photomacrography.net/forum/ ... f=8&t=2439
https://www.photomacrography.net/forum/ ... =8&t=41213
Однако, и столь размытым изображение не может быть, если в него не вмешается сильно дифракция, что мы и наблюдаем на снимке, который я привёл в качестве первой пробы. По-моему, получился наглядный пример именно влияния дифракционного размытия на конечный результат, при том, что семплирование было выполнено "практически идеально".
Поскольку мне часто задают вопросы о разных объективах, которыми я пользуюсь, я постарался сделать пример, в котором изображение, на мой взгляд, достаточно неплохое, и даже не безнадёжно размытое (есть куча ситуаций, в т.ч. как раз в микрофотографии, с куда более сильными и по увеличению и по разрешению объективами, когда именно дифракция будет постоянно мешаться, как ни выполняй семплирование, и где в оригинальном размере картинка просто не может быть в принципе особо резкой), но при том несложный расчёт показывает, что причиной размытия является именно дифракционная составляющая. Ну и вот к этому примеру мне будет удобно обращаться.
Чисто практически, если такой снимок "для веба" - интернет-публикаций, то он вполне хорошо выглядит, на мой взгляд, в развёртке до, примерно, 62%. Если же предполагается использовать в полноразмере - например, печатать - конечно, с ситуацией надо что-то делать: либо удалять родную фиксированную диафрагму и либо использовать без неё, либо устанавливать более широкую (6.3 всё-таки очень узкая диафрагма в принципе, особенно, как можно видеть, для таких масштабов - обычно для них нужна не уже f/4, а лучше ещё заметно шире). Либо подобрать подходящую тубусную линзу (при прочих равных, ТЛ способна обеспечить несколько более широкую эффективную диафрагму при том же масштабе съёмки, при условии, что ограничивать апертуру будет по прежнему "основной объектив" - это можно увидеть во второй формуле по сравнению с первой, в теме, на которую я уже выше в данном посте ссылался - https://www.photomacrography.net/forum/ ... 29&t=44327 ), либо, банально использовать этот объектив в масштабах меньших - при которых эффективная диафрагма будет куда "более приличной" и дифракционное размытие не будет таким явным.
Возникает вопрос, как эта проба соотносится с тестовыми снимками в разных масштабах в обзоре объектива ранее?
Там мне показался неким "оптимальным максимумом" масштаб около 3:1. Но при том и около 6,4:1 мне не показался чрезмерно мягким и вот это уже с "реальными объектами съёмки" в разбираемой пробе соотносится плохо. Я это вижу в особенности объекта. В отличие от плоской масштабной шкалы с чёткими делениями, объект на разбираемом снимке в принципе не контрастен, имеет сложную форму и не имеет особо резких и чётких фрагментов, что явно не способствует тому, чтобы применять для него масштаб свыше оптимального. Это к слову о том, что "тестовые шкалы" - не так уж много могут сказать о реальных пределах эффективности оптики, о чём и уважаемый Рик Литтлфилд неоднократно писал. И чем дальше мы от некоего "максимального оптимума" - тем этот разбег усугубляется. Т.е. объект съёмки и специфика его освещения неизбежно вносят свои коррективы по применяемому диапазону масштабов для того или иного объектива.
