Телеконвертор и макро – имеет ли смысл?

Имеет ли смысл использовать телеконвертор (ТК) в макросъемке? Этот вопрос задают довольно часто, причем не только новички, но и опытные макрушники. На первый взгляд применение ТК вполне оправдано: достижимый масштаб съемки увеличивается пропорционально кратности ТК, а увеличения, которые дает объектив без ТК, становятся доступными с бОльших расстояний. С другой стороны, хорошо известно, что ТК снижает качество картинки: могут появляться хроматические аберрации, падать разрешение, измениться боке. Существует установившееся мнение, пришедшее от фотоохотников, использующих длиннофокусные объективы, что ТК с кратностью 2х существенно ухудшают картинку, в то время как использование ТК с 1.4х на картинку оказывает лишь незначительное влияние. Но так ли это при макросъемке? В нашем клубе начинает складываться негативное отношение к ТК даже небольшой кратности. Проведя сравнительные тесты, многие начинают отказываться от использования ТК. Но как решиться покупать или не покупать ТК (хороший ТК по цене сравним с не самым плохим объективом), если сравнительных тестов нет, а есть лишь сложившееся мнение? Я решил немного изменить ситуацию, благо с одной стороны у меня есть ТК, а с другой – я сам до сих пор не могу понять – стоит ли его использовать. Предлагаемый мною тест не стоит рассматривать как истину в последней инстанции. Следует иметь ввиду, что другая пара объектив-ТК может дать другой результат. Кроме того, тест имеет откровенные погрешности в своей постановке, которые я постараюсь отметить.
Итак, в тесте я пробовал проверить, как работает пара Sigma 105/2.8 EX DG Macro и Kenko 1.4x teleplus PRO 300. Кроме этого, в тесте использовались удлинительные кольца Kenko Extension Tube 12, 20 и 36 мм. Съемка велась на камеру Canon EOS 5D в режиме приоритета диафрагмы. Съемка велась со штатива с дистанционным спуском и предварительным подъемом зеркала.
Первая проблема, которая передо мной встала – выбрать, что снимать. Обычные распечатанные миры не подходят для проверки макросъемки с увеличением бОльшим, чем 1:1, т.к. доступные мне принтеры просто не в состоянии напечатать миру с необходимым разрешением. Вторая мысль – использовать уже отпечатанные полиграфическим способом микротексты, например, микротексты на банкнотах. От этой идеи тоже пришлось отказаться – эти микротексты слишком крупные, чтобы на них смотреть разрешение. И тут мне вспомнилось, что хорошей тестовой структурой может быть мелкая фасетка насекомых. Конечно, говорить о численном сравнении разрешения в такой ситуации не придется, но визуально решить, что лучше, скорее всего, возможно. Понятно, что снимать живых насекомых для данной цели занятие неблагодарное, поэтому я на балконе нашел прошлогоднюю осу и снимал ее глаз. Это наложило дополнительный негативный отпечаток на тест – т.к. снималась объемная, а не плоская структура, можно было промахнуться с фокусом. Другим неоднозначным моментом является алгоритм сравнения двух кадров. Для этой цели я использовал встроенное в фотошоп масштабирование для кадров, выполненных без ТК. Очевидно, что это не самый корректный путь. Следующим моментом, который мог повлиять на результат теста является некоторое изменение рабочего расстояния при использовании ТК. Т.е. при использовании ТК кадр приходилось компоновать заново, что могло изменить угол, под которым велась съемка. Держа в памяти все описанные проблемы, предлагаю перейти к результатам.
На первой картинке представлено сравнение “разогнанной” картинки с объектива и картинки того же объектива в паре с ТК. Снимки специально делались на разных диафрагмах, чтобы за счет изменения ГРИП можно было судить о промахе при фокусировке. Как мне кажется, в приведенном сравнении однозначно бОльшее разрешение удалось получить в паре объектив + ТК. Не сказать, что фасетка разрешена хорошо, но в отличие от случая с одним объективом она хотя бы видна. У сигмы наибольшая резкость, похоже, достигается на 11. В обоих случаях картинки при F11 выглядят наиболее хорошо. Так же видно, что даже, несмотря на огромный размер пиксела у 5D, при F16 начинает наблюдаться замыливание.

Второй тест проводился при использовании одного удлинительного кольца 36 мм. В случае с ТК кольцо ставилось между ТК и объективом. В данном случае однозначный вывод делать уже непросто – фасетка разрешена в обоих случаях. Мне кажется, что картинка с ТК чуток порезче, но пускай каждый делает выводы сам. Одно можно утверждать с уверенностью – при F16 детализация падает в обоих случаях.

В третьем тесте использовалось сразу 3 удлинительных кольца. И опять, на мой взгляд, разрешение системы с ТК оказалось несколько выше.

В последнем сравнении я предлагаю свести результаты от комбинации объектив+68 мм удлинительных колец и объектив + удлинительное кольцо 36 мм + ТК 1.4х. Дело в том, что эти комбинации дают практически одинаковое увеличение, и результаты можно сравнивать, не прибегая к масштабированию.
В данной ситуации резкость выше при использовании 3х удлинительных колец. Критична ли эта разница – пусть каждый решает для себя сам.

Какие можно сделать выводы из теста?
1) ТК даже кратностью 1.4х снижает резкость картинки.
2) при использование камер с большим размером пиксела (например, 5D), прирост детализации за счет увеличения все же несколько выше, чем потери за счет падения резкости
3) прикрытие диафрагмы до 16, вызывает падение резкости большее, чем использование ТК. Причем возникает подозрение, что это падение резкости не связано с дифракцией (или связано не только с дифракцией). Дело в том, что при F16 наблюдается падение резкости независимо от масштаба съемки (а он меняется от 1:1 при использовании одного объектива до примерно 3:1 при использовании объектива в связке с тремя кольцами и ТК). Возможно, это связано с падением резкости самого объектива на закрытых диафрагмах.
Так как же ответить на вопрос о целесообразности использования ТК? Во-первых, стоит отметить, что использование ТК при масштабах съемки меньших, чем 1:1, если есть возможность подойти к объекту съемки на необходимую для съемки без ТК дистанцию, вряд ли оправдана. Если же съемка идет в масштабах бОльших 1:1, то использование ТК может быть оправдано на камерах с большим размером пиксела. Применимость ТК на современных кропнутых зеркалках с числом Мпик 10-12 нужно проверять отдельно. Но на первый взгляд, оно нецелесообразно. Есть еще один момент, о котором стоит упомянуть. При съемке с удлинительными кольцами их число приходится варьировать в зависимости от размеров снимаемого объекта. Иногда можно оставить одно кольцо, иногда – все 3. Смена числа колец в полевых условиях означает повышенную запыленность матрицы. Если же использовать ТК и ставить его сразу у байонета, то число колец можно менять, не боясь пыли – ТК защищает камеру. Ну и последнее – когда снимается маленький объект, то чем бОльшую площадь в видоискателе он занимает, тем проще наводиться на резкость. А ТК как раз и увеличивает изображение в видоискателе. С другой стороны, при использовании ТК изображение становится более темным и, если недостаточно света это может стать проблемой. Наконец при меньшем увеличении (т.е. без использования ТК) получается бОльшая ГРИП, что говорит о целесообразности работы без ТК.
Вот такие мысли.

Комментарии

Настройки просмотра комментариев

Выберите нужный метод показа комментариев и нажмите "Сохранить установки".

Саша, очень интересно и

Саша, очень интересно и подробно изложено, но я соглашусь с критикой Ильи.
Еще несколько критических моментов (надеюсь, не обидитесь :)):

1). Очевидно, что нельзя оценивать эффективность TK как такового по комбинации с одним макрообъективом. Если, допустим, сам по себе объектив ("голый" или с кольцами) четче Сигмы 105, то ситуация может смениться на противоположную. К тому же ТК может усиливать имеющиеся оптические недостатки линзы, а может и наоборот, компенсировать их, работая "в противовес". Возможно, зависит даже не от модели линзы, а от конкретного экземпляра...

2). Важно знать, как меняется изображение по всей площади кадра -- и в центре, и на периферии.

3). Очень важно влияние ТК не только на разрешение, но и на цвет и контраст. У меня, например, ТК настолько уродует цвета, что мне не удается их восстановить в постобработке. Особенно холодную часть спектра.

угу, заклюем сейчас ;) 1)

угу, заклюем сейчас ;)
1) Хотел тоже придраться к названию (слищком обобщенное), да пожалел ;)
Насчет компенсации аберраций конвертором - такое возможно только в теории, реально практически невозможно (и не только из-за законов Мерфи).
2) По-моему, полное "обследование" показано если результаты по центру дают положительный результат. Если уже по ним можно отбросить опцию использования ТК, то можно и не доводить.
3) Одна из причин, по которой придрался к объекту съемки.

Жень, не знаю, как другие, я

Жень, не знаю, как другие, я здесь для того, чтобы учиться и общаться. Так что на конструктив обижаться глупо.
1) я специально упомянул, что сравнивается конкретная пара объектив-ТК. стоило даже сказать - конкретная тройка объектив-ТК-камера. для мня главное в этом тесте - проверить по сути Ваше утверждение, что резкость картинки от использования ТК падает пропорционально кратности конвертора. имхо, единственный способ, как это можно сдлать - найти структуру, которую объектив разрешить не в состоянии, а объектив в паре с ТК способен.
2) здесь я скорее соглашусь с Ильей - нам бы по центру разобраться. до переферии дойдем последовательными итерациями.
3) у меня, к сожалению, очень малый опыт в области цветокоррекции. пока на мой взгляд, я не вижу разницы в цветопередаче отдельно взятого своего объектива и объектива с ТК. но, боюсь, что моей квалификации не достаточно, чтобы это утверждать уверенно. что касается падения контраста, то его скорее стоит рассматривать в связке с падением резкости (по сути изменяется частотно-контрастная характеристика системы). кстати, это видно даже на приведенных мною картинках - при использовании ТК контраст несколько падает.

Трудно сделать какие-то

Трудно сделать какие-то выводы по таким картинкам - крайне низкий контраст, что-то тут не то.

вопрос - что? по большому

вопрос - что?
по большому счету - картинки сделаны при одинаковом освещении, а т.к. разница по разрешению видна (если очень хочется - можно скачать картинки и посмотреть на них при увеличении 200%), то имхо не столь важно, насколько контрастной она получилась. на самом деле результат вполне укладывается в мое понимание - ТК портит картинку, но все же не так сильно, что достаточно просто апсайзить картинку с объектива без ТК. Илья, мне больше хотелось бы, чтобы ты прокомментировал результат на всех кадрах на F16. не оказывается ли, что мы зачастую говоря о дифракционном мыле на закрытых диафрагмах, имеем просто падение разрешения объектива (грубо говоря, такое же, какое имеется на полностью открытых дырках). из этого может последовать вывод, что макрообъективы имеет смысл сравнивать на сильно закрытых диафрагмах, что они там могут показать разное падение резкости.

Результат относительно плохой

Результат относительно плохой при всех диафрагмах, я об этом. Не видно попиксельного разрешения даже на f8. Желательно показать не-"разогнаную" картику без ТК для референса.
Насчет "недифракционного" падения - аберрации при закрытии дырки не добавляются. Может быть разного рода шевленки при больших выдержках, но, надеюсь, что в тесте они исключены (преподъем зеркала и прочее).
Плохое разрешение везде, а на максимальной дырке еще хуже, скорее всего это малое падение из-за дифракции.
Диафрагма 16 на камере не есть эффективная, особенно это заметно в последнем тесте - c кольцами ГРИП заметно больше, чем с ТК.
Сравнения трудно делать - стоит показывать большую объемную картинку для оценки ГРИП и фрагмент с увеличением для оценки ГРИП.
По последнему сравнению (хотя эффективная дырка там и разная) - с кольцами 68 мм (еще и большей эффективной апертурой, исходя из логики и оценки ГРИП) разрешение как-никакое, а с конвертором, несмотря на меньшую эффективную апертуру, мыло мыльное.

Не в тему :
Насчет защиты от пыли - защитный фильтр можно встроить и в удлинительное кольцо. У меня он стоит, с супер-дупер антибликовым покрытием, чтоб бликами не вредил (отражение от сенсора не должно отpажаться), на картинку он мало влияет.

я подумаю какие картинки

я подумаю какие картинки добавить. хотя, не знаю, как может ресайзнутая картинка помочь в сравнении. начсет отсутствия попиксельного разрешения.... не знаю, что сказать - я же ничего не допридумывал, что камера выдала, то и выложил. а условия получения картинок расписал довольно подробно.
а вот что касаемо F16. Илья, ты же всех нас учил, что эффективная аппертура пропорциональна (1+М). пускай даже на увеличении 1:1 при установленной на камере F16 эффективное диафрагменное число чуть меньше, чем 16*(1+1)=32. но ведь в этом случае уже наблюдается замыливание. при этом картинка при использовании ТК и 68 мм удлинительных колец наиболее резкая при F11 (при том, что М в этом случае близко к 3). но 11*(1+3) = 44, что существенно больше, чем 32, при котором на отдельно взятом объективе уже наблюдалось падение резкости. у меня это как-то не укладывается в голове.
впрочем, подумал, может ты и прав. максимальная резкость на F8, просто из-за того, что ГРИП ложится не очень удачно, F11 кажется более резкой. а на самом деле даже на F8 при увеличениях 2:1 и больше, уже начинается замыливание.
ЗЫ про защитный фильтр в удлинительном колечке - поделился бы секретом с товарищами, да написал бы небольшую статейку по этому поводу. проблема с пылью мучает всех в той или иной степени. так что многим могло бы быть интересно.

3 ответа Написал пространный

3 ответа
Написал пространный ответ, да вылетел из системы когда постил его... :(
Попытаюсь ответить кратко.

"начсет отсутствия попиксельного разрешения.... не знаю, что сказать - я же ничего не допридумывал, что камера выдала, то и выложил. а условия получения картинок расписал довольно подробно."

Я же не обвиняю :) Просто ощущение, что выход за границы попиксельного разрешения наблюдается в во всех или почти всех примерах. Возможно, что объектив не "разрешает" и в номинальном положении (без колец и конверторов), это хотелось бы видеть.

"а вот что касаемо F16. Илья, ты же всех нас учил, что эффективная аппертура пропорциональна (1+М)"

Формула верна для простейшего способа "фокусировки" (изменения увеличения) - перемещения линзы (объектива) , выдвижения ее от изображения. Для многих объективов это верно или почти верно. Применение колец, к примеру, моделирует именно этот метод изменения увеличения.
Но это лишь один из способов фокусировки. Большинство современных (особенно автофокусных) макрообьективов его не используют из-за того, например, что для увеличения 1х было бы необходимо выдвинуть оптику вперед на отрезок, соответствующий фокусному расстоянию данного обьектива....
Альтернатива - перестройка линз внутри обьектива, что приводит к изменению увеличения без удлинения, изменяется при этом фокусное расстояние объектива, может изменятся и относительное расстояние.
Эффективное относительное отверстие при больших увеличениях не обязательно соответствует простым формулам. Оценить же эффективное отверстие с ТК и/или кольцами еще сложнее... Если будет интересно, то могу написать обзор на эту тему...

"ЗЫ про защитный фильтр в удлинительном колечке - поделился бы секретом с товарищами, да написал бы небольшую статейку по этому поводу. проблема с пылью мучает всех в той или иной степени. так что многим могло бы быть интересно."

У меня защитный фильтр встроен в тильт-адаптер, у входа в камеру, "заложен" туда на стадии проектирования. Встроил и в меха, там это особо актуально...
Обычные кольца сейчас не использую, но можно и в них встроить, в Кenko точно получится.

Илья, про формулу оно

Илья, про формулу оно понятно.
Но согласись, что нам в данной ситуации не столь принципиально истинное значение относительного отвестия. Совершенно очевидно, что выставив объектив в положение 1:1 я изменил его фокусное расстояние (оно стало насколько-то меньше 105 мм). изменяя установленную диафрагму на камере, я лишь меняю апертуру отвестия. т.е. в отношении D/F F у нас остается зафиксированным на протяжении всего эксперимента, меняется только D. Т.о. эффективная аппертура все равно пропорциональна установленному на камере значению - разница в эффективной аппертуре для F8 и F16 все равно остается 2 раза. Удлинительные кольца никоим образом не влияют ни на D ни на F, а лишь меняют масштаб съемки, т.е. их наличие проявляется лишь в множителе (1+М). Вот не уверен, как правильно рассматривать в этой ситуации ТК - очень хочется просто как множитель D/(1.4*F), но не уверен правильно ли это - ведь меняется еще и масшаб съемки, т.е. вроде должно еще стать (1+М*1.4). Впрочем, если у тебя дойдут руки до обзора по данной теме - будет интересно почитать.

Возможно, что объектив не "разрешает" и в номинальном положении (без колец и конверторов), это хотелось бы видеть.
здесь хотелось бы уточнение - если мы говорим, что разрешение падает из-за дифракции, то аналогичная ситуация должна надлюдаться для любого объектива. к сожалению, у меня нет возможности это проверить.

Меняется и D и F. D (диаметр)

Меняется и D и F. D (диаметр) скорее всего пропорционально (обратно пропорционально, точнее) установленному на камере числу, а с F (фокусное или, для эффективного Относительного Отверстия, задний отрезок) много сложностей (меняется фокусное, добавляются кольца....)
Если посмотреть на последние сравнение (конвертор+колечко vs. 3 колечка) - увеличение одно, а ГРИП разная...
Думаю, что верно сравнивать картинки при равной ГРИП, ведь ради соотношения резкость в фокусе/ГРИП мы и закрываем дырку...

здесь хотелось бы уточнение - если мы говорим, что разрешение падает из-за дифракции, то аналогичная ситуация должна надлюдаться для любого объектива. к сожалению, у меня нет возможности это проверить

Дифракция сказывается, конечно, но не только она определяет...