Assessment of Lens Sharpness and Depth of Field Based on Psychophysical Method

โดย ชนิดา ศักดิ์สิริโกศล

ปี 2556

บทคัดย่อ (Abstract)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสมรรถนะของเลนส์ในด้านการถ่ายทอดความคมชัดของและความชัดลึกของเลนส์ 3 ชนิด ได้แก่ 1.เลนส์ 18-105 mm. f/3.5-5.6 2. เลนส์ 50 mm. f/1.8 และเลนส์ 50 mm. f/1.4

ในการศึกษาสมรรถนะในด้านการถ่ายทอดความคมชัดทำได้โดยการเปรียบเทียบรายละเอียดจากภาพถ่ายของแผนภูมิมาตรฐานในการวัดความคมชัดที่บริเวณต่าง ๆ กัน คือ กลางภาพ มุมภาพ และขอบภาพ ในการศึกษาความชัดลึกทำการถ่ายภาพวัตถุที่มีระยะโฟกัสแตกต่างกัน 5 ระยะ คือ ระยะจุดโฟกัสระยะก่อนจุดโฟกัส 20 ซ.ม. ระยะก่อนจุดโฟกัส 10 ซ.ม. ระยะหลังจุดโฟกัส 20 ซ.ม. และระยะหลังจุดโฟกัส 10 ซ.ม. รูรับแสงที่ใช้ในการถ่ายภาพที่รูรับแสง 8 จากนั้นประเมินผลโดยการนำภาพถ่ายให้กลุ่มตัวอย่างประเมินด้วยวิธีการจับคู่เปรียบเทียบ (Pairwise Comparison) ซึ่งกลุ่มตัวอย่างคือ นักศึกษาปริญญาตรีสาขาเทคโนโลยีการถ่ายภาพและภาพยนตร์หรือสาขาที่เกี่ยวข้อง และไม่มีความบกพร่องทางสายตาหรือมีการแก้ไขความบกพร่องทางสายตา จำนวน 10 คน

ผลการศึกษาสมรรถนะในด้านการถ่ายทอดความคมชัดของเลนส์พบว่า เลนส์ 50 mm. f/1.4 มีสมรรถนะการถ่ายทอดความคมชัดได้ดีที่สุด ตามด้วยเลนส์ 50 mm. f/1.8 และ 18-105 mm. f/3.5-5.6 ตามลำดับ ในด้านการประเมินความชัดลึกของเลนส์ พบว่า เลนส์แต่ละตัวมีความชัดลึกไม่เท่ากัน คือ เลนส์ 50 mm. f/1.4 มีความชัดลึกตั้งแต่ระยะก่อนจุดโฟกัส 20 ซม. จนถึงระยะหลังจุดโฟกัส 20 ซม. รองลงมาคือเลนส์ 50 mm. f/1.8 มีความชัดลึกตั้งแต่ระยะก่อนจุดโฟกัส 10 ซม. ไปจนถึงระยะหลังจุดโฟกัส 20 ซม. และเลนส์ 18-105 mm. f/3.5-5.6 มีความชัดลึกตั้งแต่ตั้งแต่ระยะจุดโฟกัส ไปจนถึงระยะหลังจุดโฟกัส 20 ซม. การประเมินความคมชัดของเลนส์โดยการใช้แผนภูมิมาตรฐานในการวัดความคมชัดเลนส์ทั้ง 3 ชนิด มีความคมชัดแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อนำมาเปรียบเทียบกับการประเมินความชัดลึกของเลนส์ที่ระยะจุดโฟกัสซึ่งประเมินจากภาพถ่าย

พบว่า เลนส์ 50 mm. f/1.4 และเลนส์ 50 mm. f/1.8 มีความคมชัดไม่แตกต่างกัน มีเพียงเลนส์ 18-105 mm. f/3.5-5.6 มีความคมชัดแตกต่างกันออกไป ดังนั้นการถ่ายภาพทั่วไปการประเมินผลความคมชัดของเลนส์อาจจะไม่ต้องประเมินด้วยแผนภูมิมาตรฐานในการวัดความคมชัด เนื่องจากการนำไปใช้งานจริงการประเมินความคมชัดของภาพจะประเมินจากภาพถ่ายโดยรวมมากกว่าการพิจารณาจากจุดใดจุดหนึ่งอย่างเจาะจงเหมือนการประเมินด้วยแผนภูมิมาตรฐานในการวัดความคมชัด ดังนั้นสามารถใช้วิธีการทางจิตวิทยาฟิสิกส์ประเมินแทนได้ในกรณีที่ไม่มีแผนภูมิมาตรฐานในการวัดความคมชัด

This research aims to assess the performance of the lens in terms of image sharpness and acceptable level of Depth of Field of three types of lens which are 18-105 mm. f/3.5 – 5.6G, 50 mm. f/1.8D, and 50 mm. f/1.4G.

The sharpness performance was measured by comparing photo details of different sharpness locations (center, angles, and edges) in the resolution test chart. The image sharpness level was examined by taking photos in five different focal distances which were focal length, +/- 10 cm focal length and +/-20 cm focal length. Also, the aperture of photo taking was specified at 8. To evaluate the result, the pairwise comparison method was used to collect the data from ten samples that had normal or normal corrected vision and were students majoring in Photography and Cinematography or related.

The performance result of sharpness expression of lens found that 50 mm. f/1.4G lens could perform the sharpness, followed by 50 mm. f/1.8D lens and 18-105 mm. f/3.5-5.6G lens respectively. In terms of Depth of Field, each lens carried different Depth of Field. The 50 mm. f/1.4 had Depth of Field from -20 cm focal length to +20 cm focal length. The 50 mm. f/1.8 had Depth of Field from -10 cm. focal length to +20 cm focal length. The 18-105 mm. f/3.5-5.6 had Depth of Field from a focal length to +20 cm focal length. According to the evaluation of the lens’ depth of field used the standard chart, three sorts of lens had various statistical significances. When compared with the evaluation of depth of field at the focal length of the photos, 50 mm. f/1.4 lens and 50 mm. f/1.8 lens had same depth of field, but 18-105 mm. f/3.5-5.6 lens has different depth of

field. Generally, ordinary photo taking does not need the evaluation of the depth of field with the standard chart since the evaluation of the photo’s depth of field in the real application will evaluate from photos in overall rather than considering in a specific point. Physics psychology method, hence, can be instead used to evaluate in the case that there is no standard chart to evaluate the depth of field.

Download : การประเมินความคมชัดและความชัดลึกของเลนส์โดยวิธีการทางจิตวิทยาฟิสิกส์