Что такое пиксель в фотоаппарате: Ремонт и устранение битых пикселей на матрице фотоаппарата в СПб, проверка на горячие пиксели

Ремонт и устранение битых пикселей на матрице фотоаппарата в СПб, проверка на горячие пиксели

Проверка и устранение «горячих» и «битых» пикселей

Что такое «горячие» пиксели и чем они отличаются от «битых»?

Матрицы цифровых фотокамер состоят их множества отдельных светочувствительных элементов — пикселей. «Горячими» (Hot) принято называть пиксели, которые выдают неправильный цвет из-за нагрева матрицы. Как правило, это яркие точки красного, зеленого, синего или белого цвета. Матрица нагревается при длинных выдержках, которые обычно применяются при ночной пейзажной или астросъемке. В современных камерах речь идет о выдержках в несколько секунд и более, хотя у старых камер горячие пиксели могли появляться уже при выдержках в 1/8 или 1/4 с. Особенностью горячих пикселей является то, что они появляются только при длинных выдержках. Это является не дефектом, а конструктивной особенностью матриц, избавиться от которой при нынешнем уровне технологии можно только программно: многие фоторедакторы, такие как Adobe Photoshop, Lightroom и другие могут пакетно распознавать и подчищать такие пиксели, аналогичная функция есть и в меню большинства камер (хотя она работает более грубо и занимает много времени).

«Битыми» (Dead) принято называть пиксели, которые выдают неправильный цвет при любой выдержке. Если вы заметили точку, которая на всех кадрах светится неестественным цветом – это и есть битый пиксель. Пиксели могут становиться битыми как просто с течением времени, так и по вине пользователя. В первом случае речь идет о штучных пикселях, которые легко исправляются – либо через меню камеры, либо в сервисном центре, если у камеры нет такой возможности. Неисправный пиксель просто перестает учитываться камерой, а пустое место заполняется с помощью аппроксимации по соседним точкам. С учетом того, что пикселей на матрице миллионы, это никак не сказывается на качестве изображения.

Гораздо хуже дела могут обстоять при неаккуратном обращении с камерой: яркие источники света, такие как солнце (при использовании длиннофокусных объективов), электросварка (вблизи), промышленные / медицинские / осветительные лазеры с легкостью могут оставить неизгладимый след на матрице фотоаппарата.

Эти дефекты легко распознаются: на матрице остается целое пятно или дорожка выбитых пикселей. К сожалению, такое повреждение невозможно исправить программно: слишком большая часть изображения получается потеряна, чтобы камера могла угадать, что именно скрывается под этим пятном. Обычно подобное лечится только полной заменой матрицы: это очень дорогая операция, поэтому мы призываем всегда быть осторожными при работе рядом с яркими источниками, не наводить камеру в их сторону или, по крайней мере, использовать плотные затемняющие ND фильтры.

Как обнаружить битые пиксели?

Допустим, вы собираетесь купить новую камеру, или б/у фотоаппарат с рук. Как проверить его на битые пиксели? Это довольно просто:

• Закройте крышку объектива или снимите объектив и закройте байонетное отверстие штатной крышкой
• Для зеркальных камер: закройте видоискатель, чтобы свет не проникал через него (для этого у некоторых камер есть специальные шторки, а у других — отдельные крышки)
• Поставьте на камере ручной режим экспозиции (М)
• ISO выставьте минимальное, выдержку — на 1 секунду.
• Сделайте снимок
• Внимательно рассмотрите его на экране компьютера
• Если вы обнаружите подозрительный пиксель, запомните его расположение и сделайте снимок еще раз, затем проверьте эту часть кадра

Второй способ (при покупке камеры с истекшей гарантией с рук): приносите фотоаппарат в наш FOTO-ONE Service. У нас вы можете провести полную диагностику камеры: примерно за полчаса мы проверим ее на битые пиксели, состояние затвора и зеркального блока, проверим калибровку других систем, выдадим экспертное заключение о состоянии техники и рекомендации по ее обслуживанию.

Благодаря доступу к специальному диагностическом оборудованию и закрытому программному обеспечению, а также высокой квалификации наших специалистов, мы сможем быстро и точно выявить возможные неисправности и сориентировать по цене их устранения. При покупке дорогих профессиональных камер небольшая затрата на диагностику перед покупкой может избавить вас от больших расходов на дальнейший ремонт. В настоящий момент мы работаем с камерами Canon, Nikon и Fujifilm, т.е. являемся авторизованным (официальным) сервисом этих брендов.

Наш сервисный центр работает ежедневно, без обеда и выходных, с 9 до 21 часа

Получить бесплатную консультацию

Что такое пиксель, мегапиксель и сколько их нужно для хорошего фото? | Техника и Интернет

Термин пиксель широкую популярность получил вместе с популярностью цифры. Сам термин образован как сокращение слов picture element («элемент изображения»). Речь идет о точках, что образуют картинку, которую мы видим на компьютерном дисплее или экране телевизора. Один кадр, сделанный цифрой, может состоять из нескольких миллионов таких точек.

Любой пиксель

состоит из пяти элементов информации. Два отвечают за его координаты: положение по вертикали и положение по горизонтали. А еще три определяют цвет: яркость красного, яркость синего и яркость зеленого цвета. Совместно все эти элементы информации позволяют считывающему устройству определить правильный цвет точки и поместить ее в правильном месте на экране. Все пиксели, заполняющие экран, вместе образуют один кадр.

Но еще чаще употребляется термин мегапиксель. Это величина в один миллион пикселей, из которых создается изображение. Обычно в мегапикселях измеряют размер фотографии или отсканированного снимка.

Но при выборе фотоаппарата в мегапикселях отображается одна из его существенных характеристик — разрешение матрицы.

В магазине меня убеждали, что чем больше этот показатель, тем будет лучше. Но в действительности оказалось, что количество мегапикселей — отнюдь не самый главный показатель качества аппарата.

Важное значение имеет физический размер матрицы — чем она больше, тем качественнее получится снимок. Даже при одинаковом количестве пикселей качество фотографий с разных фотокамер может оказаться разным. Размер пиксельных ячеек приобретает первостепенное значение по сравнению с их количеством. Чем меньше размер пикселя, тем выше уровень шума изображения. Фото: Depositphotos

Если на матрице с диагональю ½, 5 дюйма реализовать 8 и больше мегапикселей, это обернется постоянным присутствием шума даже при низких значениях светочувствительности. В компактных камерах и большинстве зеркалок нежелательные эффекты сглаживает встроенная программа шумоподавления, но ее вмешательство приводит к замыленности снимка.

Конечно, от количества мегапикселей зависит размер и качество изображения. Но задумывались ли вы о том, почему большинство фотобанков устанавливает минимальную границу по этому параметру в районе от одного до четырех мегапикселей? Дело в том, что даже двух мегапикселей вполне достаточно, чтобы напечатать хороший снимок формата 10×15, а 4 мегапикселя хватит, чтобы создать качественное фото 20×30.

Кроме того, размер пиксельных ячеек совместно с качеством фотодиодов влияют на такой показатель как динамический диапазон — это способность светочувствительных ячеек матрицы воспроизводить детали объекта в определенном диапазоне ступеней экспозиции. Проще говоря, от этой характеристики зависит, насколько точно может камера передавать оттенки.

Но даже если в фотоаппарате установлена матрица с высоким разрешением, испортить картину в прямом смысле этого слова может дешевая оптика. Свойства объектива зачастую не соответствуют возможностям начинки, поэтому компактные цифровики не подходят для серьезной съемки. Почти 90 процентов любительских цифровиков имеют матрицы, на которых расположены от 5 до 12 млн. пикселей. У зеркалок разрешение от 8 до 21 млн. пикселей, зато размеры сенсоров куда больше. Фото: Depositphotos

Значения интенсивности пикселя различаются по геометрической и цветовой точности, динамическому диапазону, наличию шумов. На эти характеристики влияет число фотодетекторов, использованных для его определения, качество линзы, комбинации сенсоров, размеры фотодиодов, предустановленные программы обработки изображений, формат, в котором сохраняется изображение и т. д.

Впрочем, если вы не собираетесь устраивать фотовыставку и заниматься фотохудожеством вплотную, вполне можно найти адекватную модель для конкретных задач. А для оперативной съемки, размещения фото и отправки через интернет вполне можно выбрать фотоаппарат оптимальных возможностей — компактный цифровик среднего уровня. Специалисты рекомендуют обращать внимание на 5−8-мегапиксельные модели, т. е. выбирать для творческих работ непрофессиональных фотографов золотую середину — такого разрешения вполне достаточно, чтобы получить четкую и красочную картинку. Фото: Depositphotos

Что важнее размер матрицы фотоаппарата или количество мегапикселей?

Физический размер матрицы фотоаппарата, мегапиксели и качество снимков

По мере развития цифровой фото и видеотехники число мегапикселей, которыми производители приманивают покупателей, становится все больше. Но мало кто знает, что на самом деле для получения качественных фотографий гораздо важнее не разрешение, а физический размер самой матрицы.

 

Давайте разберем понятие мегапиксели. Пиксель — это одна маленькая точка из миллиона других, из которых состоит изображение.

 

Эти точки разные по размеру. Применительно к цифровой матрице, каждый пиксель — это миниатюрный датчик, на который при фотосъемке попадает свет, затем он преобразуется в цифровой сигнал и в таком виде передается в компьютер фотоаппарата. Таких датчиков на матрице огромное количество. Чем больше размер самой матрицы, тем больше размер каждого пикселя и их общее количество. Поэтому зависимость между матрицей и качеством снимков – самая прямая.

 

Вроде бы логично было бы писать эту площадь в виде длины и ширины, и желательно в миллиметрах. Но поскольку почти все параметры цифровой техники пришли к нам из-за границы, принято указывать размер матрицы в так называемых обратных дюймах, т.е. дробью, где в числителе единица, а в знаменателе – дюймовый размер матрицы. Например: 1/3.2 , 1/2.7  и т.д.

Большинству покупателей эти цифры мало о чем говорят. 

Как правило, чем дешевле камера, тем меньше у нее физический размер матрицы и тем хуже качество сделанных ею фотографий.

Среди дорогих компактных камер иногда можно встретить модели с матрицей 2/3 , что обеспечивает неплохую детализацию снимков и достаточно высокую светочувствительность.

Матрицы 1/5 или 1/6 мы найдем в большинстве бюджетных зеркальных камер, это примерно половина кадра пленки 35 мм. Во многом именно за счет размера матрицы фотографии, сделанные зеркалкой, обычно выгодно отличаются от тех, которые сняты компактами.

 

Есть еще полнокадровые матрицы (36х24 мм), которые по размеру соответствуют полному кадру 35 мм, и матрицы среднего формата (60х45 мм), которые больше этого стандартного кадра и применяются в дорогих зеркальных камерах.

 

Итак, на что же, собственно, влияет размер матрицы?

 

Первое – на размер и вес самой камеры. Фотоаппараты с небольшими матрицами компактны, их можно носить в кармане. 

Камеры с большими матрицами, например, средний формат, приходится таскать в специальных кофрах, а то и вовсе использовать только в студии.

 

Второе – на увеличение цифрового шума — или, как еще по старинке говорят, зерна — на ваших снимках. «Шумные» фотографии выглядят так, будто изображение разбито на множество заметных цветных точек. Вид у них неопрятный, грязноватый.

 

Появление шума обусловлено тем, что на большую по площади матрицу попадает больше света, чем на маленькую. В результате передаваемый ею полезный сигнал будет лучшего качества, а отсюда – и лучшая проработка деталей, и более качественная цветопередача, и большая яркость картинки.

 

Кроме того, датчики большой матрицы расположены дальше друг от друга и изоляция между ними лучше, поэтому меньше пробивающих эту изоляцию токов, которые создают помехи, ухудшающие качество фотографий.

 

Отсюда, кстати, следует, что большое разрешение (те самые большие мегапиксели) при маленьком размере матрицы – скорее вредно, чем полезно. 

 

Что будет, если на матрицу одного размера впихнуть 8 000 000 пикселей и 12 000 000? Во втором случае это приведет к уменьшению размера датчиков, ухудшению слоя изоляции между ними — и увеличению цифрового шума.

 

От разрешения матрицы в мегапикселях зависит то, какого размера снимки вы сможете напечатать без заметной потери качества. Разрешения 8 мегапикселей достаточно для печати фотографий формата А4 (альбомный лист). И при малом размере матрицы такое разрешение еще не приводит к заметному цифровому шуму.

 

Выбирая себе фотоаппарат, обязательно обращайте внимание на физический  размер матрицы, желательно чтобы он был максимально большим, насколько вы сможете себе позволить по финансам. От этого напрямую зависит качество сделанных фотографий, конечно если вы выберите зеркальную камеру, советую вам не покупать стандартный «китовый» объектив, который предлагают чаще всего в комплекте. Так как оптически он очень слабый и не надежный. 

 

Но будьте готовы, что зеркальная камера с хорошим объективом будет стоить дороже компактного фотоаппарата да и будет не совсем миниатюрной.

 

Так что смотрите сами, что для вас важнее. Любые вопросы по фототехнике вы можете смело задать нашим фотографам: 

+375-29-122-92-40 (Viber)

 

+375-29-122-92-40 (whatsApp)

 

E-mail: [email protected]

 

Skype: sigma-by

 

Пишите в чат фотографу!

Анатомия цифрового фотоаппарата / Фото и видео

Сенсор

До сих пор почти все камеры на рынке оценивались по количеству пикселей, которые может снять цифровой фотоаппарат (чем их больше, тем более детализированной будет фотография). Количество пикселей зависит от физического размера и концентрации элементов на сенсоре. Сенсор является сердцем цифровой камеры, и в качестве сенсора выступает ПЗС или КМОП чип. Сенсор состоит из множества светочувствительных элементов (photosites), содержащих фотодиоды. Элементы на чипе упорядочены и образуют матрицу. Таким образом, элементы матрицы можно сопоставить с пикселями (равно как и назвать). Элементы реагируют на свет и создают электрический заряд, величина которого пропорциональна количеству попавшего света. Количество пикселей сенсора можно измерять по числу строк и столбцов AxB (например, 640×480), а можно — по общему числу элементов (например, 1 000 000 пикселей). Миллион пикселей обычно называют Мегапикселем (1 MP). В любом случае пиксель является наименьшим элементом цифрового изображения. Поэтому этот термин используется также и при описании мониторов и сканеров.

Сенсор Kodak ColorVGA

Некоторые производители иногда дают в технической спецификации две пиксельные характеристики КМОП/ПЗС сенсора. Первая из них показывает общее число пикселей (например, 3 340 000 пикселей или 2,11 MP), а вторая — число активных пикселей, которые используются для получения изображения. Разница между этими числами обычно не превышает 5%.

Существует несколько причин такого расхождения. Во-первых, при производстве сенсора создаются «темные», дефектные пиксели (создание полностью исправного сенсора практически невозможно при существующих технологиях). Во-вторых, некоторые пиксели используются для других целей, например, для калибровки сигналов сенсора. Свет не попадает на часть пикселей, расположенных по краям. Эти пиксели помогают определить фоновый шум, который затем будет вычитаться из данных остальных пикселей. Также часть сенсора может не учитываться для создания изображения с требуемым форматом кадра (отношение количества точек по горизонтали к количеству точек по вертикали).

Кстати, зависимость размера фотографии от числа пикселей не линейная, а логарифмическая. Переход от 3 MP к 4 MP сенсору увеличивает размер изображения не на 25%, а на меньшее значение. По этой причине даже в новейших цифровых фотоаппаратах с увеличенной концентрацией пикселей на сенсоре размер изображения незначительно отличается от предыдущих моделей, что вряд ли так уж важно для большинства пользователей.

Ход светового пучка через линзы в фотоаппарате Minolta

Сейчас все цифровые камеры любительского уровня используют один КМОП или ПЗС сенсор. Некоторые high-end профессиональные аппараты (равно как и многие портативные видеокамеры) используют несколько сенсоров. В них входящий свет разделяется призмой на ряд пучков, каждый из которых попадает на свой сенсор. Такая технология позволяет предотвратить наложение цветов (когда границы красного, синего и зеленого цвета сдвинуты на изображении). Однако подобные камеры требуют более аккуратного процесса изготовления, а по причине наличия призмы они более массивны и менее выносливы. Также в них должна использоваться улучшенная оптика, так что общая цена такой камеры существенно выше.

Что интересно, использование нескольких сенсоров не приводит к линейному росту количества пикселей. В большинстве фотоаппаратов (равно как и в многосенсорных видеокамерах) используется три отдельных КПОМ/ПЗС сенсора для красного, зеленого и синего цвета. Каждый из них получает 1/3 цветовой информации. Таким образом, при использовании трех 3 MP сенсоров они будут работать как один 3 MP сенсор. Однако зачастую в цифровых фотоаппаратах механизм использования информации, полученной от сенсоров, отличается. Фактически он зависит от модели и от производителя.

В некоторых трех-сенсорных фотоаппаратах каждый сенсор захватывает 1/3 от разрешения полного изображения, а затем происходит интерполяция. Другие камеры используют какую-либо комбинацию главных цветов на каждом сенсоре и задействуют сложные алгоритмы для получения изображения. Например, теперь уже не выпускающаяся Minolta RD-175 была оснащена тремя ПЗС сенсорами, два из которых были зелеными, а третий был красно-синим. (Такое удвоение зеленого сенсора напоминает технологию Bayer Pattern, о которой будет рассказано ниже). Каждый из сенсоров RD-175 содержал меньше 1 MP, но благодаря дальнейшему математическому преобразованию получавшееся изображение состояло из 1,7 Мегапикселей.

Во многих цифровых камерах только часть пикселя реагирует на свет, поэтому важно направить как можно больше света на нужную область пикселя (это явление называется коэффициентом заполнения, fill factor). Для этого на сенсорах большинства фотоаппаратов любительского уровня используются микролинзы, располагающиеся непосредственно над каждым пикселем и направляющие фотоны напрямую на светочувствительную область (well). Фотоны преобразуются в электроны с помощью кремниевого фотодиода, располагающегося в верхней части светочувствительной области, а сама область работает как конденсатор, так как обладает возможностью сохранения электрического заряда.

Так как сенсоры по своей сути есть черно-белые устройства, не различающие цвет, в цифровых фотоаппаратах чаще всего используется массив цветных светофильтров (color filter array, CFA), располагающихся между микролинзой и светочувствительной областью пикселя. С помощью светофильтра каждому пикселю присваивается свой цвет. Производители цифровых камер используют различные архитектуры светофильтров, как правило, задействующие комбинацию основных цветов (красного, зеленого и синего) или дополнительных цветов (голубой, пурпурный и желтый). Но в любом случае принцип работы фильтра заключается в пропуске только нужного цвета (с определенной длиной волны). При этом требуется уменьшать проявления цветовых артефактов и избегать взаимного влияния соседних пикселей, в то же время сохраняя правильную цветопередачу. (Ниже мы рассмотрим, как процессор камеры создает изображение из отдельных битов цвета).

Массив цветных светофильтров

Чаще всего массив цветных светофильтров использует технологию Bayer Pattern, при которой красные, зеленые и синие фильтры располагаются в шахматном порядке, причем число зеленых фильтров в два раза больше чем красных или голубых. Это связано с тем, что человеческий глаз более чувствителен к свету с длиной волны в зеленом диапазоне, чем к синему или красному диапазонам. Соответственно удвоение числа зеленых пикселей должно обеспечивать лучшее восприятие яркости и более естественные цвета для человеческого глаза (что очень напоминает соотношение яркостей полного видеосигнала, где яркость (Y) = 0,59G + 0,30R + 0,11B).

Также в результате использования этой технологии получаются более резкие изображения. Проблема соответствия воспринимаемого цвета и фактического цвета решается несколькими способами. Различные производители используют всевозможные цветовые модели и алгоритмы для улучшения цветопередачи цифрового фотоаппарата.

Все цифровые камеры оснащены электронным эквивалентом затвора (он отличается от традиционного механического затвора в пленочных фотоаппаратах), который встроен в сенсор. Он нужен для точной регуляции времени приема света сенсором. Электронный затвор — это переключатель, который включает (или выключает) сенсор для приема приходящего светового потока. Некоторые цифровые камеры также используют и более дорогой механический затвор, но отнюдь не для избыточности, а для предотвращения попадания на сенсор света после окончания времени выдержки. Таким образом, предотвращаются артефакты типа появления ореола, затуманивания и смазывания.

Если вы нажимаете клавишу затвора наполовину, то в цифровом фотоаппарате фиксируются фокус и время выдержки в ожидании последующей съемки. Точно также все происходит и на обычной пленочной камере типа «навелся и снял» при нажатии клавиши затвора наполовину. Однако дальнейшие события в цифровом фотоаппарате принципиально отличаются от пленочного. При полном нажатии клавиши затвора в цифровой камере почти одновременно происходят следующие действия.

1. Если фотоаппарат оснащен механическим затвором, то он закрывается. Далее сенсор немедленно освобождается от любых электрических зарядов. Это связано с постоянной активностью сенсора, что приводит к накоплению электрических зарядов в различных точках. (На некоторых усовершенствованных камерах сенсор должен находиться в режиме сна перед съемкой изображения для исключения влияния нагрева и увеличения соотношения сигнал/шум). Если камера не получает никаких инструкций, то сенсор будет непрерывно освобождаться от заряда примерно каждую 1/60 долю секунды. Таким образом, перед съемкой изображения весь электрический заряд должен быть сброшен.
   Что интересно, некоторые цифровые фотоаппараты (типа Olympus Camedia E-100RS) сохраняют последнее «удаленное» с сенсора изображение во временном буфере памяти. Они могут показать «удаленное» изображение после съемки, так что пользователь может выбрать лучший вариант из двух. Такой «предварительный» режим съемки оказывается полезен для получения фотографий детей или животных, которые зачастую моргают или двигаются при любом щелчке фотоаппарата.
2. Удаляет ли камера накопленный электрический заряд перед съемкой или преобразует ли его в изображение во временном буфере, в любом случае один из процессоров камеры использует эти данные для регуляции и выбора параметров будущей фотографии. Например, один из процессоров камеры, занимающийся регуляцией баланса белого (цветокоррекцией), может использовать полученные значения для определения, какие пиксели текущего изображения должны быть белыми. Он может попытаться отрегулировать все цвета для устранения смещения от «точки белого». Точно также на базе полученных данных выбирается фокус, необходимость вспышки и другие обязательные параметры (еще перед фактической съемкой изображения). Эти параметры сохраняются в буфере и могут быть использованы далее на фазе обработки изображения. Если для съемки используется ЖК видоискатель, то на него также поступят эти данные.
3. Как только электрические заряды будут сброшены с сенсора и необходимые параметры съемки будут выбраны, сенсор готов к принятию требуемого изображения (которое вы ожидаете получить при нажатии на клавишу затвора). Далее камера открывает механический затвор и активизирует электронный затвор. Оба из них остаются открытыми на время выдержки (определенное ранее). По окончании времени выдержки механический затвор закрывается.
4. Пока камера занимает обработкой, затвор вновь открывается. Он будет закрыт только при последующем нажатии на клавишу затвора (когда будет начат процесс сброса заряда для подготовки к получению следующего изображения). Если процессор (или фотограф) решит использовать электронную вспышку для получения фотографии сцены (обычно применяется встроенный в камеру стробоскопический источник света), то вспышка будет освещать сцену до тех пор, пока отдельный световой сенсор не решит, что вспышка достаточно осветила сцену для данного времени выдержки и не выключит вспышку.

Примечание: Olympus представляет себе процесс получения цифрового изображения в следующем виде.

Процесс получения цифрового изображения с точки зрения Olympus

Так как для сброса заряда сенсора требуется некоторое время (равно как и для чтения информации и установки параметров), всегда существует некоторая неизбежная задержка между полным нажатием на клавишу затвора и временем съемки изображения. На рядовой любительской цифровой камере эта задержка начинается от 60 миллисекунд (этот промежуток настолько мал, что вы вряд ли его заметите) до 1 секунды.

Использование больших буферов памяти и скоростных процессоров может уменьшить задержку, по этой причине дорогие фотоаппараты снимают быстрее своих дешевых собратьев. Среди самых дорогих профессиональных камер можно выделить новый Nikon Dh2 с 128 Мб буфером. Другие камеры типа Kodak DCS 520, 620 и Fuji S1 оснащены 64 Мб буфером. Очень небольшое количество профессиональных и high-end любительских камер оснащено буферами размером 16 Мб или 32 Мб.

Кроме того, ряд сенсоров (особенно КМОП) являются многофункциональными чипами с некоторым встроенным интеллектом, что помогает им уменьшать время, затрачиваемое на передачу и на обработку полученной информации. Подобно любой другой цифровой системе, цифровая камера работает тем быстрее, чем выше ее внутренняя пропускная способность.

Когда сенсор преобразует попавшие на него фотоны в электроны, то он работает с аналоговыми данными. Следующим шагом является снятие сохраненных электрических сигналов из пикселей и дальнейшее их преобразование в электрический ток посредством встроенного выходного усилителя. Ток посылается на внешний или встроенный аналого-цифровой преобразователь (АЦП).

Одним из главных отличий между КМОП и ПЗС сенсорами является то, что в КМОП сенсоре АЦП интегрирован, а при использовании ПЗС сенсора он находится на внешнем чипе. Но по этой же причине КМОП сенсор более зашумлен. АЦП преобразует различные уровни напряжения в двоичные цифровые данные. Цифровые данные подвергаются дальнейшей обработке и организуются в соответствии с битовой глубиной цвета для красного, зеленого и синего каналов, что выражается в интенсивности данного цвета для выбранного пикселя.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Рост мегапикселей и реальное отражение на реальных разменах изображения

Эта статья посвящена соотношению роста количества мегапикселей у фотоаппаратов и росту реальных размеров изображения.

Математика и Мегапиксели. Только для самых пытливых. Хочешь заработать на выходе нового фотоаппарата? Просто добавь пикселей!

Все началось с того, что для обзора YONGNUO LENS EF 50mm 1:1.8 проект Photo Dzen и официальное представительство Canon в Украине предоставило мне фотоаппарат Canon 5Dsr. На то время это был фотоаппарат с самым большим количеством мегапикселей среди всех полноформатных цифровых камер (т.е. среди узкого формата).

Табличку с узкоформатными камерами Nikon & Canon, которые имеют самое большое количеством мегапикселей, можно найти здесь.

С помощью Canon 5Dsr я смог поснимать не только на YONGNUO LENS EF 50mm 1:1.8, но и на Canon EF 24-70 f/2.8L II (обзор которого я подготовить не успел), а также на легендарный Industar-50-2 3,5/50. Мне было интересно, как разрешают все эти объективы такую супер-мегапиксельную камеру. В разрешении, как оказалось, ничего интересного я не нашел, но в то же время наткнулся на один очень интересный нюанс.

Industar-50-2 3,5/50 и Canon EOS 5DSR

Вместе с Canon 5Dsr у меня на обзоре одновременно была и камера Sony a7 II. Ковыряясь в RAW файлах Canon 5Dsr и Sony a7 II я не сразу понял, где же хваленых 50 мегапикселей Canon 5Dsr, или как их почувствовать на ощупь.

Напомню, что Canon 5Dsr на своем сенсоре имеет 50 МП, а линейные размеры изображения в пикселях составляют 8688 Х 5792, что равняется 50.320.896 пикселям (которые и округляются до 50 МП).

Sony a7 II имеет на своем борту 24 МП, а линейные размеры изображения в пикселях составляют 6000 Х 4000, что равняется 24.000.000 пикселям (и соответствует ровно 24 МП без округления).

Важно: физический размер сенсоров данных фотоаппаратов одинаковый и составляет 36 мм на 24 мм. Сенсоры отличаются именно количеством мегапикселей.

Если поделить 50 МП на 24 МП, то мы получим:

50 МП/24 МП=2.08

т.е. 50 МП составляет 208% от 24 МП. Если перефразировать, то 50 МП на 108% больше, чем 24 МП.

Многим кажется что разница вдвое – это очень много, но мы забываем что вдвое увеличивается площадь (количество мегапикселей на сенсоре), а не линейные размеры (ширина и высота изображения).

Количество мегапикселей – это функция площади линейных размеров (ширины и высоты изображения в пикселях). Пользователи часто обращают внимание только на рост мегапикселей, забывая про линейные размеры изображений.

Если визуально пронаблюдать изображения в пропорциях, может показаться, что изображение на 24 МП меньше перед 50 МП не в 2 раза (визуально я бы сказал, что оно меньше примерно в полтора раза).

Важно: картинки, показанные ниже, иллюстрируют соотношения размеров изображений с разных сенсоров, если бы они были просмотрены или отпечатаны с одинаковой плотностью пикселей. Исходный размер изображения можно посмотреть здесь.

Насколько больше изображение с 50 МП по сравнению с 24 МП

Реальное увеличение длины изображения в пикселях составляет всего 45%, а не 100%, как можно ошибочно предположить (когда 50 МП делится на 24 МП).

8688/6000=1.448. Т.е. длина изображения с 50 МП всего на 45% больше, чем длина изображения с 24 МП. То же самое касается и высоты изображения.

Реальное увеличение длины изображения составляет всего 45%

Кстати, разница между 12 МП и 24 МП, тоже, чувствуется не так серьезно, как того хотелось бы. Даже во время обработки и просмотра фотографий в соотношении ‘1 к 1’ сложно сказать, что находится перед моими глазами – 50 МП или 24 МП. Только когда начинаешь перемещаться по кадру с инструментом ‘лупа’, можно заметить, что изображение 50 МП немного больше.

Соотношение размеров изображений с фотоаппаратов Nikon D700, Sony a7 и Canon 5Dsr

Разница между 12 МП (Nikon D700) и 50 МП (Canon 5Dsr)

Из-за того, что площадь растет квадратично, для увеличение ширины изображения в два раза (с 4256 пикселей у Nikon D700, до 8688 пикселей у Canon 5Dsr) количество Мегапикселей пришлось увеличить больше, чем в 4 раза (с 12 МП у Nikon D700 до 50 МП у Canon 5Dsr):

• Разница в длине: 8688/4256=2.04 раза
• Разница в количестве: 50 МП/12 МП=4.17 раза

Получается довольно забавно: изображение с 50 МП камеры всего в два раза длиннее, чем с 12 МП камеры.

Парадокс

Мой опыт

Никакого ‘ВАУ!’ от 50 Мп у Canon 5Dsr не произошло. Даже после перехода от изображений на 12 МП к изображениям на 50 МП ничего кардинально не поменялось. Изображение просто стало в 2 раза выше и шире. 2 раза – это очень мало. Что действительно я ощутил от 50 МП – так это подтормаживание моего компьютера во время выполнения одних и тех же операций, которые я провожу с 12 или 24 МП изображениями.

Если говорить грубо, то суть этой статьи такова: при обработке, просмотре и печати фотографий разница в количестве мегапикселей чувствуется не так сильно, как того можно было ожидать.

По теме мегапикселей еще советую заглянуть в разделы ‘Пиксели и субпиксели‘, ‘Гигапиксели‘ и ‘Битва Мегапикселей‘.

Спасибо за внимание. Аркадий Шаповал.

Сколько нужно мегапикселей в фотоаппарате?

Для новичков и простых любителей фотографии выбор фотоаппарата является весьма нелегким делом, ведь производители предлагают сегодня огромное разнообразие моделей, отличающихся как субъективными параметрами, так и техническими характеристиками. Причем компании-производители в рекламных предложениях, главным образом, напирают на количество мегапикселей в своих камерах.

В результате, рядовые покупатели вынуждены обращать свое внимание на то, сколько мегапикселей в данном фотоаппарате —  7, 8, 10, 12 и так далее. У них складывается впечатление, что чем больше мегапикселей, тем лучше камера. Но так ли это на самом деле? Является ли количество мегапикселей такой уж важной характеристикой фотоаппарата? Попробуем ответить на эти вопросы.

Сколько нужно мегапикселей?

Как известно, пиксели – это точки, которые сохраняют в светочувствительной матрице фотоаппарата информацию в цифровой форме об отдельной части кадра. Поскольку в матрице любой цифровой фотокамеры таких пикселей очень много, то счет идет уже на мегапиксели (мега – миллион). Итак, существует расхожее мнение, что от количества мегапикселей зависит качество получаемого фотоизображения.

В действительности же, количество мегапикселей влияет на максимальный размер фотографии, которую Вы сможете распечатать без потери качества. Любое цифровое устройство, будь то экран персонального компьютера или ноутбук, выводит отснятое фотоизображение в фиксированных размерах.  Поэтому, чтобы качество выводимого на экран изображения было максимально высоким, необходимо его полное соответствие размерам снимка, отснятого фотокамерой. В противном случае Ваш принтер или персональный компьютер начнет подгонять размеры снимка под фиксированные размеры, что, в конечном счете, оборачивается определенной потерей качества.

Сколько же Вам необходимо мегапикселей в фотокамере для того, чтобы, например, без потери качества рассматривать отснятые снимки на экране монитора или распечатывать изображения? Оказывается, что не так уж и много. В частности, при печати стандартной фотографии размером 10х15 Вам понадобится разрешение 1180х1770 пикселей, что соответствует всего двум мегапикселям!

Конечно, лучше иметь разрешение матрицы чуть побольше, на всякий случай, чтобы, например, укрупнить или поменять экспозицию. Таким образом, для печати обычных фотографий для домашнего фотоальбома Вам достаточно будет фотокамеры с матрицей в 3 – 4 мегапикселя. Правда, сейчас таких фотоаппаратов уже нет в продаже.

Для чего же в таком случае производители фототехники делают акцент на количестве мегапикселей и постоянно выпускают все новые модели фотоаппаратов с большим разрешением матрицы? В первую очередь, это хороший маркетинговый ход. Ведь всегда приятно похвастаться перед своими друзьями или знакомыми, что у Вас 12-мегапиксельная камера, в то время как они являются обладателями «какого-то» фотоаппарата с матрицей в 7,1 мегапикселя.

Но все же есть и практическая польза от большого количества мегапикселей. Правда, она проявляется только тогда, когда Вы собираетесь распечатывать фотографии в большом формате – большие плакаты или постеры. Если Вы занимаетесь профессиональной студийной фотографией и часто распечатываете большие фотографии, то здесь можно остановиться на фотокамере с матрицей в 10 – 12 мегапикселей. Итак, чем больше мегапикселей в фотоаппарате, тем меньше ограничений на размер качественного снимка. На качество же фотографий влияют совершенно другие параметры.

Физический размер матрицы фотоаппарата.

На качество получаемых изображений оказывает влияние совершенно другая характеристика, нежели количество мегапикселей в матрице фотокамеры. Это, в первую очередь, физический размер матрицы фотоаппарата. Под физическим размером матрицы понимают геометрические размеры сенсора, то есть его длину и ширину в миллиметрах.

Правда, в описании технических характеристик фотокамеры физический размер матрицы указывается чаще всего в виде дробных частей дюйма, например, 1/2. 3″ или 1/3.2″. Чем больше размер матрицы, тем число после дроби меньше. Величина 1/2.5″ соответствует геометрическим размерам сенсора — 4.3х5.8 мм.

На что влияют физические размеры матрицы фотоаппарата? Этот параметр определяет уровень цифрового «шума» и детализацию фотоизображения. Чем больше размеры светочувствительного сенсора, тем больше его площадь и, соответственно, тем больше света  на него попадает. Это позволяет Вам получить качественное изображение с большим количеством деталей и естественными цветами.

Поскольку физические размеры матрицы в компактных фотоаппаратах меньше, чем в более профессиональных моделях камер, то они и проигрывают по качеству получаемых снимков.  Поэтому если Вы выбираете оптимальный вариант камеры из нескольких моделей при одинаковом количестве мегапикселей, то лучше остановиться на том цифровом фотоаппарате, у которого больший физический размер матрицы. Это даст Вам большую свободу при выборе места съемки и снизит уровень «шумов» в условиях недостаточной освещенности.

Не стоит никогда акцентировать свое внимание на количестве мегапикселей в фотокамере. Производители фототехники используют эту характеристику, в первую очередь, как рекламный прием для продвижения своих новых моделей на рынок. Большинство пользователей, кто просто собирается хранить свои снимки в электронном формате и время от времени показывать их знакомым в домашнем фотоальбоме, вполне могут ограничиться покупкой фотокамеры с минимальным количеством мегапикселей, ведь разницу между 7- ми и 12-мегапиксельной камерой они все равно не почувствуют.

С точки зрения качества получаемых фотоизображений, гораздо более важен другой параметр – физический размер матрицы фотоаппарата. На эту характеристику, а также качество оптики и функциональность, и надо ориентироваться при выборе подходящей Вам фотокамеры.

Источник: Фотокомок.ру – учимся фотографировать (при копировании или цитировании активная ссылка на источник обязательна)

Битые пиксели.

Известные способы ремапинга — Уютный бложек PhotoSar

       Битые пиксели есть на матрице?! А если найдем? Вот примерно такой заголовок я планировал для статьи изначально. Но тема довольно серьезная и интересная. «Испорченные» пиксели на матрице фотоаппарата бывают двух типов: «битые» и «горячие». И то, и другое неприятное явление, но с этим можно относительно успешно бороться.

       Битый пиксель — дефективный («мертвый») пиксель пиксель курильщика, имеющий постоянное значение выходного сигнала. Проявляется на фотографиях это в виде маленьких белых и черных точек в одних и тех же местах. Не меняют своего состояния при смене значений выдержки, диафрагмы, светочувствительности. Выглядит примерно как на изображении ниже.

Пример битого пикселя при увеличении изображения 400% Доставлять особые неприятности битые пиксели могут при съемке видео в высоком качестве.

       Горячий пиксель — также дефективный пиксель (пиксель «инвалид») с ограниченными возможностями по выводу сигнала. Может проявляться в виде разноцветных точек в одних и тех же местах. Однако, в отличии от битых пикселей, может не проявляться на коротких значениях выдержки и низких значениях светочувствительности. Как правило, чем дальше в лес, тем толще партизаны выше значение выдержки и светочувствительности, тем больше «горячих» пикселей спешит себя проявить в полной красе.

       Зависимые пиксели — программное решение аппаратной проблемы. Суть сводится к маскировке дефектных пикселей за счет усреднения значений сигнала (ремапинг), получаемого с соседних рабочих.

       Так как камера является сложным техническим устройством, а матрицу можно проверить только после этапа производства, для снижения количества отбраковки, производители допускают наличие некоторого небольшого количества битых пикселей на матрицах фотокамер. Однако, сам факт их наличия не считается нормальным. Как проверять: отключаем все шумодавы в меню камеры. Выставляем значение iso 100 (в ряде камер iso 200), делаем несколько снимков в формате jpeg с различными значениями выдержки: 1/60, 1/4, 4 секунды. Снимки делаются с закрытой крышкой объектива (режим фокусировки предусмотрительно переводится на ручной заранее), либо без объектива, но с закрытой крышечкой от байонета. Задача состоит в получении «идеально черного снимка» по всему кадру. Далее рассматриваем результаты в 100% масштабе (1 к 1) и радуемся / расстраиваемся. 

       От битых пикселей можно избавиться с переменным успехом. Разумеется, успешность процедуры зависит от множества факторов. Еще раз напомню, что все перечисленное ниже делается исключительно на свой страх и риск. Процедура ремапинга может не затрагивать «горячие» пиксели вот как убьют — так и приходите.  

Nikon

       Встроенного в саму камеру пункта меню, в камерах этой компании мне не удалось найти. Вероятно, эта и многие другие интересные возможности (например смотка пробега камеры) доступны в сервисном программном обеспечении. Качать подобный софт с сомнительных источников крайне не рекомендую. О подобных мелочах следует задумываться еще на этапе выбора фотокамеры и системы под нее (правильнее будет обратное: системы и фотокамеры к ней). 

Canon

       На многих фотокамерах этой компании существует «недокументированный» ремапинг битых пикселей. Про систему на байонете RF пока ничего не скажу. Речь пойдет о системе EF. Итак, процедура такова:

1. Делаем контрольный снимок («состояние до ремапинга»), предварительно отключив все шумодавы в меню камеры. Как это сделать? А гугл его знает! В инструкции к своей фотокамере найдете. Снимок делается в формате RAW (обычно это файлы с расширением *.cr2 и *.cr3). Рекомендую делать этот кадр с закрытой крышкой объектива и соответственно, с переведенной в ручной режим фокусировкой.В ручном режиме, соответственно.
2. Выключаем камеру, включаем камеру и лезем в меню. В нем нам нужно найти что-то похожее на пункт «Очистка сенсора» и выбрать режим «ручная очистка».   После выбора ручной очистки, будет слышен хлопок от приподнимания зеркала. В ближайшие 60 секунд ничего не делаете, ничего не нажимаете и не крутите. Просто тупо ждете неизвестно чего.  Затем выключаете камеру (и услышите еще один хлопок — механизм опустил зеркало).
3. Для верности результатов повторяете процедуры 1 и 2 еще пару раз.
4. Делаете второй контрольный снимок.

Если все прошло успешно, то после ремапинга битых пикселей вы не обнаружите. Горячие пиксели останутся. У Canon данная процедура, как правило, не затрагивает «горячие» пиксели. 

Sony

       В ряде старых фотокамер возможность ремапинга была доступна в меню (если Вы счастливый обладатель камеры этой системы, то сами в своем меню и разбирайтесь. Искать следует что-то похожее на pixel mapping). В новых камерах производитель решил спрятать данную возможность. Описанная ниже процедура актуальна для таких камер, как: a7S2, a7R3, a7 mark 3, a6300, a6500. С выходом новых прошивок ситуация может измениться. Ремапинг производим следующим образом:

1. Включаем фотокамеру.
2. В меню находим пункт, в котором можно изменить настройки даты и времени. Меняем дату на пару лет вперед. Подтверждаем и производим перезапуск камеры (выключаем и включаем обычным способом).
3. Ждем 15-30 секунд до щелчка срабатывания затвора.
4. Возвращаем дату в меню на актуальную. 

Olympus

       Переходим в меню и ищем там Pixel Mapping. Нажимаем «Start».

p.s.: Информацию по ремапингу на фотокамерах Pentax и Panasonic добавим позже. Если после ремапинга остались «горячие» пиксели, то борьбу с ними можно продолжить в настройках шумоподавления и в графических редакторах.  

 

Общие сведения о разрешении цифровой камеры

Общие сведения о разрешении цифровой камеры

Знакомство с цифровой камерой разрешение

Термин «Разрешение», когда он используется для описания цифровой камеры, означает размер цифрового изображения, создаваемого камерой, и обычно выражается в «мегапикселей» или сколько миллионов пикселей он может записать в одно изображение.

Для Например, камера с разрешением 1600 x 1200 пикселей создает изображение с разрешение 1.92 миллиона пикселей и будет называться 2,0-мегапиксельным камера. Вы получите 1,92 миллиона пикселей, умножив вертикаль на горизонтальные размеры. Затем это число округляется до 2 для маркетинга. целей.

• Подробнее разрешение означает лучшее качество — до определенного предела! И оптика, и качество микросхемы захвата изображения тоже играют роль.

• Преимущество камеры с более высоким разрешением в том, что у вас больше пикселей для работы.Это большой плюс при получении распечаток.

• Помните, вы можете сделать распечатку практически с любого изображения, но чем больше у вас чтобы взорвать его, тем больше вы ухудшите качество.

Компьютер мониторы отображают изображения с разрешением 72 ppi (пикселей на дюйм), то есть 72 пикселей на дюйм. пикселей на каждый 1 дюйм линейного экранного пространства, которое вы видите на экране.

Следовательно, если у вас есть изображение на экране шириной 720 пикселей, оно займет 10 дюймов линейного пространства экрана (72 dpi x 10 дюймов = 720 пикселей).

Это может красиво выглядеть на экране, но если вы попытаетесь распечатать это изображение на на принтере с разрешением 72 dpi результат будет выглядеть очень прерывистым и неровным.

Кому получите красивый отпечаток со своего принтера, вам нужно будет распечатать его с разрешением 300 ppi (пикселей на дюйм), что означает, что 10 дюймов по ширине экрана будут уменьшен до 2,4 дюймов на бумаге (720/300 = 2,4, или 24% от исходных 10 дюймы).

1200 пикселей 72ppi = 16.6 дюймов

Вкл. бумага с тем же изображением будет шириной 4 дюйма.

1200 пикселей 300 пикселей на дюйм = 4 дюйма

Сколько Количество пикселей изображения, которые вам нужны, зависит от размера отпечатка, который вы хотите сделать. Как Правило, вам нужно минимум 300 пикселей на каждый линейный дюйм отпечатка. Для Например, для хорошей печати размером 4 x 6 дюймов требуется 1200 пикселей по горизонтали на 1800 пикселей. пикселей по вертикали, или общее количество пикселей 2160 000, что чуть больше 2 мегапикселей.

Потому что соотношение сторон (ширина по отношению к высоте) цифровой фотографии составляет 4: 3, что отличается от традиционных размеров кадра, показанных в таблице, ваша камера вероятно, не предлагает конкретные размеры пикселей, указанные в таблице. Пока поскольку ваша камера имеет количество пикселей, которое равно или превышает числа показано здесь, вы будете настроены на хорошее качество печати.

Размер печати (300 пикселей на дюйм или 150 пикселей на дюйм)	Разрешение пикселей	Технические характеристики камеры
4 х 6	1200 х 1800	2-мегапиксельные камеры и выше
5 дюймов x 7 дюймов	1500 х 2100	3-мегапиксельные камеры (2048 x 1536) и вверх
6 х 8	1800 х 2400	5-мегапиксельная (2592 x 1728) и выше
7 х 10	2100 х 3000	камеры с разрешением 6 мегапикселей и выше
8 х 10	2400 х 3000	8 мегапикселей и выше
11 х 14	3300 х 4200	12 мегапикселей и выше

Что такое пиксель? — Советы Ultimate Photo

Что такое пиксель?

Что такое пиксели? Слово «пиксель» означает элемент изображения. Каждая фотография в цифровой форме состоит из пикселей. Они представляют собой наименьшую единицу информации, из которой состоит изображение. Обычно круглые или квадратные, они обычно расположены в виде двухмерной сетки.

На изображении ниже одна часть была увеличена во много раз, чтобы вы могли видеть ее индивидуальный состав в пикселях. Как видите, пиксели приблизительно соответствуют реальному изображению. Чем больше у вас пикселей, тем больше изображение напоминает оригинал.

Что такое пиксель?
© Фотография Джули Уотерхаус

Разрешение

Количество пикселей в изображении иногда называют разрешением , хотя это немного неправильное употребление этого термина.Если мы используем этот термин для описания количества пикселей, одно из соглашений состоит в том, чтобы выразить разрешение как ширину по высоте, например, разрешение монитора 1280 × 1024. Это означает, что есть 1280 пикселей от одной стороны до другой и 1024 сверху вниз.

Согласно другому соглашению количество пикселей выражается одним числом, как у 5-мегапиксельной камеры (мегапиксель — это миллион пикселей). Это означает, что пиксели по ширине, умноженные на пиксели по высоте изображения, снятого камерой, равны 5 миллионам пикселей.В случае наших мониторов с разрешением 1280 × 1024 это также может быть выражено как 1280 x 1024 = 1310 720 или 1,31 мегапикселя.

Итак, сколько пикселей мне нужно?

Теперь, когда мы ответили на вопрос «Что такое пиксель?» Давайте посмотрим, сколько из них вам нужно на вашем изображении.

Разрешение изображения описывает количество деталей, содержащихся в изображении. Этот термин может применяться к цифровым изображениям, изображениям на пленках и отпечаткам. Суть в том, что более высокое разрешение означает больше деталей изображения.

Производители фотоаппаратов всегда пытаются продать вам количество мегапикселей. Дело в том, что с точки зрения строго мегапикселей, у большинства телефонов с камерой «достаточно» для среднего домашнего пользователя.

Ответ на вопрос, сколько пикселей «достаточно», зависит от того, что вы хотите сделать с изображением и насколько большим вы хотите его увеличить. Как вы видите на изображении выше, которое является изображением с довольно низким разрешением, когда я слишком сильно его увеличиваю, я начинаю видеть отдельные пиксели. Этот эффект называется «пикселизация ». ”

Подсказка

Существует программное обеспечение, которое поможет вам искусственно увеличить разрешение ваших изображений. Он использует алгоритм интерполяции , который по существу заполняет лишние пиксели с «наилучшим предположением» в правильном цвете. Genuine Fractals от onOne Software — отличный пример такого программного обеспечения.

Для получения отпечатков превосходного качества в идеале требуется минимум 240 пикселей на дюйм в каждом измерении. Это означает, что для печати размером 4 ″ x6 ″ вам потребуется 240 × 4 пикселей в ширину и 240 x 6 пикселей в высоту.Это 960 пикселей в ширину и 1440 пикселей в высоту. В сумме получается 1 382 400 пикселей, или примерно 1,4 мегапикселя. Точно так же, чтобы сделать приличный отпечаток 8 ″ x10 ″, вам понадобится камера с разрешением 4,6 мегапикселя.

Имейте в виду, что для камеры «наведи и снимай» за пределами определенной точки (вероятно, от 4 до 5 мегапикселей) большее количество мегапикселей не обязательно приведет к лучшему изображению. Другие проблемы, такие как отсутствие общей резкости изображения из-за плохого качества изображения или объектива или плохого освещения, ограничивают полезность большего количества мегапикселей.

В DSLR, однако, большее количество мегапикселей дает вам возможность больше увеличивать ваши изображения, а также обрезать их части, сохраняя при этом приемлемое разрешение для печати.

Убедитесь, что вы используете максимальное количество мегапикселей!

Цифровые камеры имеют настройку «качества», которая изменяет количество фактически записываемых пикселей. Если у вас нет настроек качества на самом высоком уровне, вы не в полной мере используете возможности камеры для записи.

Если вы не знаете, где находится ваша камера, загляните в руководство пользователя.(Извините, существует слишком много камер, чтобы дать инструкции для каждой из них!). Он будет называться что-то вроде «качество» или «размер» и будет выражаться в пикселях. Например:

1. Большой (3072 x 2304 пикселя) — 7 мегапикселей
2. Medium (2048 x 1536 пикселей) — около 3 мегапикселей
3. Small (640 x 480 пикселей) — 0,3 мегапикселя — действительно низкое разрешение!

Информация о цвете

Для чего нужен пиксель? Каждый пиксель хранит информацию о цвете вашего изображения.Обычно он хранится либо в трех компонентах, известных как RGB (красный, зеленый, синий), либо в четырех компонентах, известных как CMYK (голубой, пурпурный, желтый, черный).

Количество различных цветов, которые могут быть представлены пикселем, зависит от количества информации, хранящейся для каждого пикселя. Информация хранится как бит . чем больше хранится битов на пиксель (bpp), тем больше цветов может отображать пиксель. Например, в простейшем случае, если для пикселя хранится только один бит информации, он может быть «включен» или «выключен» — черный или белый.Фактическое количество битов, используемых для представления цвета одного пикселя, известно как глубина цвета , или глубина цвета бит.

Надеюсь, теперь вы можете ответить на вопрос: «Что такое пиксель?»

Затем вы можете посетить другую страницу с основными сведениями о цифровых камерах, чтобы узнать о цифровых датчиках.

пикселей имеет значение в цифровой фотографии | Винсент Табора | High-Definition Pro

Вот общие разрешения пикселей различных цифровых камер:

iPhone 6 6 МП (2816 x 2112)
Samsung Galaxy S8 12 МП (4200 x 2800)
iPhone XS Max 12 МП (4200 x 2800) )
Nikon D7000 16 МП (4928 x 3264)
Canon EOS 5D Mark III 22. 3 МП (5760 × 3840)
Sony Alpha A7 II 24,3 МП (6000 x 4000)
Canon EOS 5D Mark IV 30,4 МП (6528 x 4664)
Nikon D810 36,3 МП (7360 x 4912)

Чем больше MP, тем выше разрешение, тем больше деталей и качества изображение содержит в формате RAW. Хотя общее качество изображения также зависит от объектива камеры, датчика, программного обеспечения для обработки изображений и постпроизводства, количество пикселей имеет наибольшее значение, когда вам нужно наилучшее качество, которое может обеспечить ваша камера.

Количество пикселей и качество изображения не так важны при загрузке в социальные сети, такие как Instagram или FB.Большинство из них снято со смартфонов, которые могут иметь сенсор камеры от 6 до 12 МП, что неплохо для просмотра в Интернете. Фактически, изображение уменьшено до 1080 x 1080, что делает Instagram, чтобы не отставать от высокого разрешения на устройствах с дисплеем Retina и разрешением QHD, хотя на самом деле это разрешение не приближается к этому разрешению. Для коммерческой фотографии, где изображения должны иметь наилучшее качество, лучше всего использовать больше пикселей. Это связано с тем, что изображения также увеличиваются для печати до 8.Плакаты размером 5 на 11 дюймов и даже рекламные щиты. Изображения профессионального качества с высоким разрешением также используются в печатных изданиях, таких как журналы и брошюры. Изображения с более высоким разрешением также будут выглядеть лучше всего, когда их увидят на высококачественных дисплеях с разрешением> HD.

Параллельное сравнение двух фотографий с разным разрешением, увеличенных.

Лучший способ увидеть, чем больше пикселей — лучше, чем меньше, — это разместить рядом два изображения с разным разрешением. Теперь увеличивайте каждое изображение сколько угодно раз.Когда вы увеличиваете масштаб изображения с высоким разрешением, вы можете видеть более мелкие детали, в то время как с изображениями с более низким разрешением детали теряются, а изображение становится размытым. Изображения в моем примере имеют разные размеры. Изображение слева имеет размер 3264 x 4928, а изображение справа — 800 x 1208. Обратите внимание, что при увеличении изображения с меньшим количеством пикселей появляется много артефактов и заметны искажения по краям изображения. Вот почему для коммерческих распечаток лучше снимать цифровой зеркальной камерой с высоким МП, чем смартфоном с низким МП.В противном случае, если просто поделиться фотографиями с друзьями, подойдет камера с низким разрешением. Итак, получение хороших снимков — это в основном композиция и освещение, а не количество пикселей. Хороший снимок — это снимок, сделанный с правильной фокусировкой, резкостью и выдержкой. Подсчет пикселей — это получение более детального и качественного изображения.

Объяснение мегапикселей камеры телефона: НАСТОЯЩАЯ ИСТИНА

Сколько мегапикселей достаточно?

Итак, сколько мегапикселей хватит на камеру смартфона? Это похоже на вопрос, сколько кирпичей достаточно для постройки дома.Это зависит от размера дома, размера кирпичей и дизайна дома, который вы строите.

Если вы строите большой дом с прекрасными архитектурными деталями, вам понадобится много кирпичей меньшего размера, чем если бы вы строили небольшой и простой дом.

То же самое касается мегапикселей на камерах смартфонов. Все зависит от размера сенсора (домика), размера пикселей (кирпичей) и того, что производитель хочет от камеры (дизайн).

Например, если производитель смартфонов решит, что они хотят, чтобы камера их устройства больше фокусировалась на светочувствительности, чем на изображениях сверхвысокого разрешения, они будут иметь более крупные пиксели на сенсоре.Это означает меньше пикселей, чем на камере с более высоким разрешением.

Количество мегапикселей, которое можно считать достаточным, действительно зависит от вас и того, что вы хотите делать со своими фотографиями. Если вы собираетесь оставить фотографии при себе или распечатать их и поделиться ими с друзьями и семьей, вам не нужно беспокоиться о камере с большим количеством мегапикселей.

Все, что вам нужно, это телефон с хорошей камерой и домашний фотопринтер , который может дать вам лучшие отпечатки .На мой взгляд, лучший принтер в этом отделе — Epson SureColor P400 .

Конечно, это может быть дорого, но оно того стоит. Однако есть несколько более дешевых и довольно приличных вариантов настольного фотопринтера .

Если фотосъемка на смартфон для вас не более чем случайное времяпрепровождение и вы храните снимки при себе или делитесь ими только с несколькими друзьями и семьей, вы можете обнаружить, что даже приличная 8-мегапиксельная телефонная камера может оказаться всем, что вам нужно.

Если вы собираетесь продавать свои фотографии или сделайте большие распечатки и плакаты , то вам подойдет даже камера телефона с разрешением 12 или 16 мегапикселей или более.

Размер сенсора и пикселя

Прогрессивное технологическое развитие сенсоров CCD и CMOS позволяет изготавливать все более тонкие полупроводниковые структуры. Как правило, размеры сенсоров и пикселей уменьшаются, чтобы вырезать все больше и больше сенсоров из одной пластины.Это возможно, потому что чувствительность пикселей также все больше увеличивается, так как шумовые характеристики электроники оптимизируются.

Поскольку в этом отношении также достигнуты технические ограничения, целесообразно сравнить камеры с разными сенсорами и размерами пикселей с одинаковым разрешением, особенно если…

• мало света
Требуется
• изображений с низким уровнем шума и высоким динамическим откликом
Предполагается провести
• прецизионных измерений

Более крупный сенсор с большими пикселями почти во всех случаях является технически лучшим выбором, однако цена всегда выше.

Размеры сенсоров стандартных камер

Камеры машинного зрения

Classic имеют датчики различного размера в зависимости от используемой камеры и разрешения. Большинство камер с меньшими сенсорами используются с так называемой оптикой с байонетом C или, возможно, с CS-креплением. Резьба C-mount имеет фактический диаметр 1 дюйм, то есть 25,4 мм, и шаг резьбы 1/32 дюйма.

Датчики, используемые в стандартных камерах, явно меньше по размеру и имеют диагональ изображения от 4 до 16 мм. Размеры этих сенсоров тоже указаны в дюймах.1-дюймовый сенсор имеет диагональ 16 мм.

Типичные размеры сенсора промышленных камер

дюймовые данные ПЗС- и КМОП-датчиков имеют только историческое объяснение: приемные трубки телекамер использовались до середины 1980-х годов и долгое время превосходили ПЗС- или КМОП-датчики, изобретенные в конце 1960-х годов.

Фактический преобразователь изображения трубчатых камер был расположен в стеклянной вакуумной трубке, а различные приемные трубки, среди прочего, были классифицированы в соответствии с их внешним диаметром стеклянной колбы.Диагональ светочувствительной поверхности внутри трубки была, конечно, меньше и составляла примерно две трети внешнего диаметра. Эквивалентные ПЗС-сенсоры, которые должны были заменить электронно-лучевые трубки, должны были покрывать именно эту поверхность. ПЗС-матрица, светочувствительная поверхность которой соответствует 1/2-дюймовой трубке, поэтому называлась 1/2-дюймовым сенсором, даже если это не соответствует реальному размеру ПЗС-сенсора.

В промышленных камерах обычно используются датчики 1/3 дюйма при разрешении 640 x 480 пикселей, в камерах с разрешением 1280 x 1024 пикселей — в основном 1/2 дюйма.В довольно популярной камере с разрешением 1600 x 1200 пикселей часто используется сенсор несколько большего размера с размером 1 / 1,8 дюйма с тем же размером пикселя.

В целом на рынке массовых камер наблюдается тенденция к уменьшению размеров сенсоров. Если в конце 1980-х стандартный датчик VGA в некоторых случаях имел размер 2/3 дюйма, то сегодня он составляет всего 1/3 дюйма. Миниатюризация является следствием усовершенствованных производственных процессов, которые позволяют изготавливать светочувствительные поверхности меньшего размера с (надеюсь) аналогичными характеристиками.Это позволяет производителям изготавливать большее количество датчиков по более низкой цене из одной пластины. Например, 1/3-дюймовый сенсор имеет только примерно 40% поверхности сенсора 1/2 дюйма и, следовательно, дешевле.

Важно: Если у вас есть выбор между большим и меньшим сенсором для той же версии камеры, выберите больший вариант, если вы…

• проводить точные измерения, например, или тончайшие проверки поверхности с минимальным шумом камеры, искажающим результат.
• позволяет планировать работу с критичными к свету быстрыми приложениями с коротким временем воздействия.
• использует цветные камеры, которые, возможно, должны заменить монохромные камеры, и, если доступно мало света, они требуют в 3-4 раза больше света, чем сопоставимый монохромный датчик.

Размеры широкоформатных сенсоров камер с линейным сканированием или камер с линейным сканированием

В случае камер с высокой разрешающей способностью или камер с линейной разверткой, используются датчики значительно большего размера с размером в несколько сантиметров.Размеры этих датчиков обычно не стандартизированы и являются результатом разрешения и размеров пикселей датчиков. Все разрешено и ограничено только бюджетом.

Линейная камера с 2048 пикселями и размером пикселя 10 мкм имеет длину строки 10,48 мм, в случае размера пикселя 14 мкм длина сенсора составляет уже 28,6 мм. Начиная с диагонали сенсора 20 мм соединение объектива с байонетом C больше не может использоваться.

В этих камерах обычно используется байонет Nikon (байонет F) или M42 — M72 в качестве соединения объектива.Только в этом случае можно использовать датчики высокого разрешения с большими пикселями для создания камер с линейной разверткой с разрешением до 12 тыс. Пикселей или камер с разверткой по площади с разрешением до 28 миллионов пикселей.

Размеры пикселей ПЗС- или КМОП-сенсоров

Вследствие миниатюризации сенсоров размеры пикселей становятся все меньше и меньше. Датчики бытовых фотоаппаратов (от 8 до 12 мегапикселей за 200 евро) сегодня имеют размер пикселей в основном 1,7 мкм, поэтому светоактивная поверхность на пиксель составляет всего примерно 3 мкм2.Это приводит к очень сильному шуму сенсора в случае неоптимальных условий освещения. Для контроля качества с помощью фотоаппаратов это абсолютно недопустимо.

Камеры машинного зрения (с байонетом C) с разрешением от VGA до 2 мегапикселей обычно имеют пиксели от 4,6 до 6,5 мкм с 10-15-кратным увеличением светоактивных поверхностей и, следовательно, явно лучшими результатами сигнала. Если вам нужны изображения с максимально низким уровнем шума и точные результаты измерения, ищите желательно большие пиксели сенсора, даже если эти камеры более дорогие!

Типичные размеры пикселей промышленных камер

Пиксели с длиной края 14 или 10 мкм преимущественно используются в камерах с линейной разверткой.Например, из-за высокой частоты линий, составляющей 18 Гц, максимальное время экспозиции составляет 1000/18000 = 55 мкс для одной строки захваченного изображения. Светоактивная поверхность пикселя в этом случае никогда не может быть достаточно большой.

Полная емкость пикселя

Эта спецификация описывает, сколько электронов может удерживать элемент пикселя, прежде чем он полностью насыщается. Пиксель размером структуры 5,5 мкм может накапливать примерно 20 000 электронов, пиксель 7,4 мкм — 40 000 электронов.

Чем больше полная емкость скважины, тем лучше максимальное отношение сигнал / шум.Обычным камерам с размером пикселя 1,7 мкм требуется всего около 1000 фотонов для насыщения пикселей. В случае оцифровки с 8, 10 или даже 12 битами другие шумовые эффекты (фотонный шум, шум оцифровки, темновой шум) уже могут принимать значительные масштабы, мешать сигналу и, таким образом, оказывать крайне негативное влияние на изображение.

Чем больше полная емкость скважины, тем лучше максимальное отношение сигнал / шум. Обычным камерам с размером пикселя 1,7 мкм требуется всего около 1000 фотонов для насыщения пикселей.В случае оцифровки с 8, 10 или даже 12 битами другие шумовые эффекты (фотонный шум, шум оцифровки, темновой шум) уже могут принимать значительные масштабы, мешать сигналу и, таким образом, оказывать крайне негативное влияние на изображение.

Важное значение для машинного зрения

• Чем меньше пиксели, тем больше света требуется для захвата изображения. В случае короткого времени проверки недостаток света может легко стать проблемой.
• В случае недостаточного освещения, маленькие пиксели создают явно более шумные изображения, чем большие пиксели, динамический отклик изображения снижается.Шум мешает работе приложения. Используйте яркое освещение или контроллеры светодиодных вспышек, чтобы было больше света!
• Большое количество мегапикселей не всегда помогает. Маленькие пиксельные структуры требуют высококачественного оптического изображения, то есть линз с высоким разрешением. В противном случае создаются размытые изображения с большим количеством пикселей, но без реальных деталей структуры.
• Маленькие пиксели камеры, кроме того, требуют чрезвычайно точного механического выравнивания сенсора, так как глубина резкости значительно уменьшается.Наклон сенсора 5 мкм в корпусе должен быть только вдвое меньше (+ / 1 15 мкм при апертуре = 2,8), чем в случае пикселей с размером структуры 10 мкм. Поэтому ищите поставщиков, производящих качественные, иначе лучший сенсор в камере окажется напрасным.

12 камер с самым высоким разрешением, которые вы можете купить сегодня

Эти многомегапиксельные монстры — камеры с самым высоким разрешением на открытом рынке. Насколько далеко вы пойдете в достижении максимальной разрешающей способности?

Sony A7R Mark IV и Sigma fp L с разрешающей способностью 61 МП являются камерами с самым высоким разрешением и полнокадровыми датчиками, но есть камеры с гораздо большим количеством мегапикселей, чем это. В самом деле, в рейтинге по просмотру пикселей доминируют одни из лучших камер среднего формата, но вы можете быть удивлены тем, что пара зеркальных фотокамер предлагает лучшие беззеркальные камеры за свои деньги.

Мегапикселей, конечно, в цене, а лучшие профессиональные камеры неизбежно сопровождаются огромной ценой. Мы включаем только профессиональные или потребительские камеры, которые вы действительно можете купить, а не промышленные камеры, прототипы, специальные решения или концепции для разработчиков.

Мы также не выбрали каждую модель и каждую перестановку из ассортимента каждого производителя.Если бы мы это сделали, списки PhaseOne и Hasselblad были бы неуправляемыми! Вместо этого мы выбрали знаковые модели в каждой линейке камер.

Итак, начнем…

(Изображение предоставлено Hasselblad)

1. Hasselblad H6D-400C Multi-Shot

У нас был большой спор по этому поводу, и он все еще продолжается

Датчик: CMOS 53,4 x 40 мм | Мегапикселей: 100MP, 400MP Multi-Shot | Крепление объектива: Hasselblad H | LCD: 3-дюймовый сенсорный экран | Видоискатель: Оптический / сменный | Максимальная скорость непрерывной съемки: Н / Д | Максимальное разрешение видео: 4K UHD | Уровень пользователя: Профессиональный

400 миллионов пикселей.400 МИЛЛИОНОВ!

Часть системы Hasselblad H

Использует захват изображения со сдвигом пикселей

579 МБ 16-битные файлы TIFF

Аргумент основан на системе захвата. В H6D-400c используется система захвата со сдвигом пикселей для получения выходного сигнала 400 МП от своего 100-мегапиксельного сенсора. У многих других камер есть подобные системы сдвига пикселей. ЕДИНСТВЕННАЯ причина, по которой включен H6D-400c, заключается в том, что он создан для захвата 400 МП, и это не просто случайный режим работы — он указан в названии модели камеры. При многокадровом захвате используется шесть различных экспозиций и требуется подключение к компьютеру. Это делает их подходящими только для статических объектов и, например, важных архивных работ. Таким образом, хотя H6D-400c может иметь самое большое количество мегапикселей в этом списке, у него не самое высокое собственное разрешение. Если это то, для чего вы сюда приехали, вам нужно сразу перейти к номеру два …

(Изображение предоставлено: Phase One)

2. Phase One XF IQ4 150MP Camera System

С 151 миллионом пикселей, это самый высокий показатель » родное разрешение можно получить

Сенсор: Средний формат | Мегапикселей: 151MP | Крепление объектива: Phase One | ЖК-дисплей: 3.2 дюйма | Видоискатель: Варианты видоискателя на уровне глаз или на уровне пояса | Максимальная скорость непрерывной съемки: Н / Д | Максимальное разрешение видео: Н / Д | Уровень пользователя: Профессиональный

Максимально возможное собственное разрешение

Полнокадровый датчик MF, 53,4 x 40 мм

Очень дорого

Для продуманной (медленной) фотографии

Сумасшедшие деньги? Для любителя, возможно, но для профессионального коммерческого или модного фотографа это бизнес-решение, подобное любые другие, такие как аренда помещения или покупка коммерческого транспорта.Phase One XF IQ4 требует осторожного обращения и значительных вложений. Это не универсальная камера, которую можно положить в рюкзак. Но эта и ей подобные, а также высококачественные камеры среднего формата позволяют достичь такого уровня качества, точности и контроля, в который вы даже не поверите. Система XF 1Q4 настолько эксклюзивна, что вы не можете просто пойти на Amazon и купить ее — вам нужно пройти через специализированную дилерскую сеть Phase One.

(Изображение предоставлено: Phase One)

3. Phase One XT

Удивительно, что что-то такое маленькое может стоить столько денег

Датчик: Средний формат | Мегапикселей: 151 | Крепление объектива: Phase One XT | ЖК-дисплей: 3. 2 дюйма | Видоискатель: НЕТ | Максимальная скорость непрерывной съемки: Н / Д | Максимальное разрешение видео: N / A | Уровень пользователя: Professional

Очень компактный и портативный

Опциональный монохромный цифровой задник

Невероятно дорогой

Ограниченный диапазон объективов

Phase One XT — необычная камера. Phase One не хочет называть это «технической» камерой или «полевой» камерой, но это наиболее близкое описание. Это чрезвычайно компактная модульная система, которая использует те же цифровые задники IQ4, что и система Phase One XF, описанная выше, но предназначена для портативности и путешествий.Он имеет собственные встроенные движения линз для коррекции перспективы и полагается на ЖК-дисплей на цифровой задней панели для компоновки изображений. Он также использует собственное крепление объектива и линзы, поэтому стоимость покупки самого XT — это только начало.

(Изображение предоставлено Fujifilm)

4. Fujifilm GFX 100 / Fujifilm GFX 100S

GFX 100 с массивными 102 миллионами пикселей не так уж сильно отстает от

Датчик: Средний формат | Мегапикселей: 102MP | Крепление объектива: Fujifilm G | ЖК-дисплей: 3.2-дюймовый сенсорный экран, 2,36 миллиона точек | Видоискатель: EVF, 5,76 миллиона точек | Максимальная скорость непрерывной съемки: 5 кадров в секунду | Максимальное разрешение видео: 4K при 30 кадрах в секунду | Уровень пользователя: Professional

AF с быстрым определением фазы

Выдающееся значение

Стабилизация внутри тела могла бы быть лучше

Утомление при длительном использовании с рук

Fujifilm GFX 100 чуть превосходит Hasselblad H6D-100c (ниже) треть цены — а более дешевый и компактный Fujifilm GFX 100S стоит еще меньше. Вот как далеко продвинулись доступные среднеформатные камеры! При этом размер сенсора дает вам право хвастаться в среднем формате, как и где бы то ни было — а Hasselblad и PhaseOne имеют полноразмерные сенсоры среднего формата, в то время как GFX 100 имеет сенсор меньшего размера посередине между этим и обычным полнокадровым 35-мм . Но посмотрите — GFX100 — это 100-мегапиксельная камера, которая стоит меньше трети стоимости других. Это само по себе удивительно, как и тот факт, что вы можете использовать эту камеру с рук, с объективами, которые вы действительно можете себе позволить!

(Изображение предоставлено Hasselblad)

5.Hasselblad H6D-100c

Со 100 миллионами пикселей (но с большим сенсором), вот H6D-100c

Сенсор: Средний формат | Мегапикселей: 100MP | Байонет: Hasselblad | ЖК-дисплей: 3-дюймовый сенсорный экран, 920 тыс. Точек | Видоискатель: Оптический, сменный | Максимальная скорость непрерывной съемки: 1,5 кадра в секунду | Максимальное разрешение видео: 4K | Уровень пользователя: Professional

Профессиональная модульная система

Превосходное качество

Дорого!

В основном для студии / использования штатива

Canon и Nikon годами боролись за это на рынке DSLR, но в мире среднего формата это Phase One против Hasselblad.H6D-100c — последняя разработка в давно работающей модульной системе среднего формата Hasselblad, и, хотя Hasselblad не может сравниться с Phase One по мегапикселям, не прибегая к многосъемочным моделям, таким как H6D-400c (на фото), у него есть отличительные черты. и лояльность клиентов к бренду Hasselblad, и компания очень хорошо сочетает свои новые технологии со своими столь любимыми устаревшими продуктами. Должен ли он быть на третьем месте после GFX 100? Только для мегапикселей — это совсем другая камера.

(Изображение предоставлено Sony)

6.

Sony A7R IV

61MP — наивысшее разрешение для полнокадровой камеры

Датчик: Полнокадровый | Мегапикселей: 61MP | Крепление объектива: Sony FE | ЖК-экран: 3-дюймовый наклонный сенсорный экран, 1,44 миллиона точек | Видоискатель: EVF, 5,76. миллион точек | Максимальная скорость непрерывной съемки: 10 кадров в секунду | Максимальное разрешение видео: 4K | Уровень пользователя: Professional

Наивысшее полнокадровое разрешение на сегодняшний день

4K-видео и съемка 10 кадров в секунду

Внутренняя стабилизация неубедительна

Объективы Sony могут быть БОЛЬШИМИ

Sony хочет, чтобы пользователи видели Sony A7R Mark IV как носитель соперник формата — и если судить только по мегапикселям, то он тут как тут.Он немного превосходит 50-мегапиксельные модели среднего формата базового уровня и действительно наступает на пятки некоторым очень большим и дорогим камерам. Однако, хотя превосходные объективы Sony G Master достаточно светосильные, чтобы соответствовать малой глубине резкости более крупных, но более медленных объективов среднего формата, все же существует волшебный X-фактор, который исходит от более крупных датчиков.

(Изображение предоставлено Sigma)

7. Sigma fp L

61MP в самом маленьком и легком полнокадровом беззеркальном корпусе в мире

Датчик: Полнокадровый | Мегапикселей: 61MP | Крепление объектива: L крепление | ЖК-дисплей: 3.15-дюймовый сенсорный экран, 2,1 миллиона точек | Видоискатель: Нет | Максимальная скорость непрерывной съемки: 18 кадров в секунду | Максимальное разрешение видео: 4K 30p | Уровень пользователя: Professional

Невероятно компактный и легкий

Расширяемая модульная система

Без внутренней стабилизации

Ненадежный автофокус

С тем же количеством мегапикселей, что и Sony A7R IV, в меньшем, более легком корпусе, более дешевая и расширяемая, Sigma fp L — замечательная технология. Тем не менее, ее размер и модульность означают, что это не такое элегантное решение прямо из коробки — в нем отсутствует электронный видоискатель, сенсорный экран фиксирован и нет ручки, поэтому с камерой может быть сложно работать без клетки или других аксессуаров. . Тем не менее, вы не найдете больше нигде 61-мегапиксельную камеру, которая могла бы буквально ускользнуть в карман ваших джинсов!

(Изображение предоставлено Pentax)

8. Pentax 645Z

51MP 645Z похожа на большую зеркалку Pentax, но далеко от новой

Датчик: Средний формат | Мегапикселей: 51MP | Крепление объектива: Pentax 645AF2 | ЖК-дисплей: 3.2 дюйма, 1037000 точек | Видоискатель: Тип призмы | Максимальная скорость непрерывной съемки: 3 кадра в секунду | Максимальное разрешение видео: Full HD при 30 кадрах в секунду | Уровень пользователя: Professional

Большой сенсор с большим количеством пикселей

Наклон Экран с поддержкой Live View

Большой и тяжелый (1,5 + кг без объектива)

Это хорошо, но ему уже 5 лет

Никогда не забывайте Pentax! 645Z существует так долго, что легко упустить из виду тот факт, что это Камера, которая сделала средний формат доступным и по-прежнему остается одной из лучших камер Pentax.В наши дни конструкция зеркальной камеры, размер, максимальная скорость серийной съемки 3 кадра на пиксель и видео в формате Full HD заставляют ее чувствовать себя устаревшей и все более неуместной, но ее разрешение по-прежнему ставит ее в верхнюю половину нашего списка с самым высоким разрешением за все время, и если вам нравится олдскульный подход, его дизайн может понравиться вам намного больше, чем его недавние беззеркальные конкуренты.

(Изображение предоставлено Fujifilm)

9. Fujifilm GFX 50R

Как 50-мегапиксельная камера может занять восьмое место? Вот как далеко мы зашли

Датчик: Средний формат | Мегапикселей: 51. 4MP | Крепление объектива: Fujifilm G | ЖК-дисплей: 3,2-дюймовый сенсорный экран, 2,36 миллиона точек | Видоискатель: 0,5 дюйма OLED, 3,69 миллиона точек | Максимальная скорость непрерывной съемки: 3 кадра в секунду | Максимальное разрешение видео: 1920×1080 (Full HD) | Уровень пользователя: Professional

Верхняя панель управления в стиле дальномера

Устойчивый к атмосферным воздействиям компактный корпус

Привлекательная цена

Видео 4K не предлагается

Скромный режим серийной съемки и неторопливый автофокус

Мегапикселей стоит денег, особенно при повышении на камеру среднего формата.Но теперь вы можете получить этот среднеформатный x-фактор в камере, которая кажется примерно вдвое меньше и, безусловно, меньше, чем вдвое дешевле. Fujifilm GFX 50R не имеет мегапикселей, фазовой автофокусировки или внутренней стабилизации, как у GFX 100 / S, но он ненамного дороже, чем полнокадровая камера премиум-класса, и дает вам совершенно другие впечатления от съемки. и превосходные файлы RAW.

(Изображение предоставлено Hasselblad)

10. Hasselblad X1D II 50c

Сочетание стиля и качества изображения… по цене

Датчик: Средний формат | Мегапикселей: 50MP | Крепление объектива: Hasselblad X | ЖК-дисплей: 3,0-дюймовый сенсорный экран, 920 тыс. Точек | Видоискатель: Электронный, 2,36 миллиона точек | Максимальная скорость непрерывной съемки: 2,3 кадра в секунду | Максимальное разрешение видео: 1920×1080 (Full HD) | Уровень пользователя: Профессиональный

Впечатляюще легкая, но прочная сборка

Потрясающе детализированные изображения

Некоторые эксплуатационные особенности

Дороже, чем GFX 50R

Обновленный Hasselblad X1D II 50C — супер-стильный снэппер с собственным ассортиментом линз и собственным минималистичным изяществом. Мы обнаружили, что на оригинальную модель приятно смотреть, но она немного нестабильна в работе, но, хотя новая Mark II действительно устраняет многие из этих недостатков, она все еще упряма в других (скорость автофокусировки, мы смотрим на вас). Его 50-мегапиксельное разрешение начинает выглядеть немного обычным (едва зарабатывая десятое место в этом списке!), Но объективы Hasselblad и качество изображения прекрасны — не в последнюю очередь из-за 16-битных файлов RAW этой камеры. Это не самая быстрая камера в использовании, но она должна быть одной из самых красивых.

(Изображение предоставлено Canon)

11. Canon EOS 5DS / R

Его 50 миллионов пикселей хорошо смотрятся на бумаге, но зеркальная камера Canon выглядит устаревшей

Тип: DSLR | Сенсор: Полный кадр | Мегапикселей: 50.6MP | Крепление объектива: Canon EF | Экран: 3,2 дюйма, 1 040 000 точек | Видоискатель: Пентапризма | Максимальная скорость серийной съемки: 5 кадров в секунду | Максимальное разрешение видео: 1080p | Уровень пользователя: Профессиональный

50 миллионов пикселей!

Не так уж и дорого

Слабое изображение в реальном времени AF

Только видео 1080

В течение долгого времени это была самая высокая полнокадровая цифровая зеркальная фотокамера, которую вы можете купить.Но, не считая права хвастаться, Canon, похоже, далеко не продвинулся, так как в целом реакция на Canon EOS 5DS была вялой. Дело в том, что, не говоря уже о разрешении, это довольно старый дизайн, без Dual Pixel CMOS AF и без видео 4K. В быстро меняющемся беззеркальном мире EOS 5DS / R ощущается динозавром, и даже 50 миллионов пикселей не могут этого изменить, особенно с 45-мегапиксельным Canon EOS R5, который стучится в его дверь.

(Изображение предоставлено Sony)

12. Sony A1

Единственный раз, когда вы увидите Sony A1 внизу списка!

Тип: Беззеркальный | Сенсор: Полный кадр | Мегапикселей: 50. 1MP | Экран: 3-дюймовый наклонный сенсорный экран, 1,44 млн точек | Видоискатель: Электронный, 9,44 млн точек, частота обновления 240 Гц | Объектив: Байонет E | Скорость непрерывной съемки: 30 кадров в секунду | Максимальное разрешение видео: 8k 30p | Уровень пользователя: Эксперт / профессионал

Огромное разрешение 8K

Съемка 50,1 МП со скоростью 30 кадров в секунду!

Дороже, чем Fuji GFX 100S

30fps идет с оговорками

Не привыкайте — Sony A1 настолько хороша, что вы не увидите ее в конце многих списков.Однако, несмотря на то, что это самая технологически продвинутая камера здесь — с видео 8K 30p и невероятной скоростью непрерывной съемки 30 кадров в секунду — ее 50,1 МП достаточно, чтобы проскользнуть сквозь кожу ее зубов. A1 — самая продвинутая камера из когда-либо созданных, и она может помочь буквально в любой ситуации. Однако у него есть очевидные недостатки, такие как огромная цена (за меньшие деньги вы можете получить вдвое больше мегапикселей в GFX 100S), а также менее очевидные, такие как неартикулируемый экран и разочаровывающая структура меню Sony.

Подробнее:

• Какие камеры лучше всего подходят для профессионалов?
• Мы думаем, что это лучшие камеры среднего формата на данный момент
• Лучшие кинокамеры
• Какую беззеркальную камеру выбрать?

Обзор лучших предложений на сегодня

Имеет ли значение размер пикселя Clarkvision.com

Имеет ли значение размер пикселя Clarkvision.com

Цифровые камеры: имеет ли значение размер пикселя?
Факторы при выборе цифровой камеры
(Имеет ли значение размер сенсора?)

Роджер Н.Кларк

Содержание

---

Все изображения, текст и данные на этом сайте защищены авторским правом.
Их нельзя использовать без письменного разрешения Роджера Н. Кларка.
Все права защищены. Если вы найдете информацию на этом сайте полезной, пожалуйста, поддержите Clarkvision и сделайте пожертвование (ссылка ниже).

---

Введение

На сегодняшнем рынке цифровых фотоаппаратов огромное количество моделей. выбирать из.Я недавно столкнулся с таким решением, когда хотел купить маленький наведи и снимай цифровой камерой. Я хотел маленький размер, высокий мегапиксель счетчик, быстрое время отклика (малая задержка срабатывания затвора) и малошумная камера. Я не получил то, что хотел, потому что этого не существовало во время моего покупка. После небольшого исследования я обнаружил, что никогда не получу то, что разыскивается, если только кто-то не придумает способ нарушить законы физики. Я надеюсь показать вам, что я имею в виду в этой статье.

Подсчет фотонов

В сенсоре современных цифровых фотоаппаратов используется устройство с зарядовой связью, CMOS. датчик или другое подобное устройство, представляющее собой массив пикселей.Каждый пиксель, представляет собой полупроводниковый материал, который поглощает фотоны и высвобождает электроны. Электроны собираются и удерживаются в так называемой потенциальной яме, или напряжение хорошо, что предотвращает уход электронов. Аналогия ведро с водой с каплями дождя, а фотоны — это дождь капли падают на ведра. Эта аналогия показана на рисунке 1а. Но аналогия с рисунком 1а неполна: нам нужна линза. На рисунке 1b показано более полная аналогия: воронки собирают капли дождя и доставляют воду в ведра.

Рис. 1. Фотонный дождь: аналогия фотонов, падающих в ведра, в которых собираются капли дождя. Ведро большего размера собирает больше капли. Даны два датчика с равным количеством пикселей, и каждый с объективами с таким же соотношением диафрагмы больший сенсор собирает больше фотоны все же имеют такое же пространственное разрешение. Объектив для датчик большего размера будет иметь большее фокусное расстояние, чтобы покрыть такое же поле зрения — это система с меньшим датчиком и линзой также будет иметь больший диаметр апертуры, что позволит собирать больше света. Это большая апертура, которая доставляет свет на пиксель и более крупный пиксель просто позволяет собирать увеличенный световой поток объективом. Это показано на рисунке 1b.

В Интернете принято считать, что более крупные пиксели собирают больше света и что камеры с более крупными пикселями лучше снимают при слабом освещении чувствительность. Пиксели большего размера имеют более высокую максимальную мощность сигнала на пиксель (так называемая полная мощность скважины). Но затем это все равно что сказать, что в моем ведре больше воды только потому, что оно 5-галлонное. ведро, и у вас есть только ведро на один галлон.Но действительно ли я положил вода в ведре? В одном из недавних аргументов интернет-плакат сказал: вытащите наперсток рядом с бассейном и посмотрите, какой из них соберет больше капли дождя. Что ж, это очевидно, но аналогия со светом и фотоаппаратами не хватает одного: линзы или, в случае капель дождя, воронки. В Аналогия с каплями дождя хороша, потому что, как и капли дождя, свет состоит из фотоны (частицы света), которые случайным образом попадают в наши глаза и камеру линза. Чтобы проиллюстрировать эту концепцию, рассмотрим рисунок на Рисунке 1b.В Аналогию с фотонным дождем можно рассматривать как капли дождя в дождливый день или фотоны подходит к нашей камере. Оранжевые линии обозначают воронки под дождем, или объектив, фокусирующий свет на пиксель в камере. Две разные камеры проиллюстрированы, один имеет большие пиксели, а другой — пиксели вдвое меньше размер. Линза собирает свет, и до тех пор, пока диаметр линзы одинаковые. Это приводит к одинаковой производительности, пока пиксель не переполняется (см. подпись к рисунку 9). Количество дождя (фотоны) в каждом ведре (пиксель) то же самое.На практике в зависимости от камеры Из-за шума технологии, сенсора и электроники камеры одна камера может превзойти другой лучший или худший исполнитель, в одном случае делая камеру с большими пикселями лучший исполнитель при слабом освещении, а в другом — камера с маленькими пикселями лучший исполнитель. В любом случае ключом к производительности при слабом освещении является собрать как можно больше света.

Рисунок 1b. Капли дождя (синие) по аналогии с фотонами, попадающими в камера. Ведра («пиксели») наполняются водой (синие), но оранжевые воронки собирают дождь и направляют его на ведра (пиксели).В этом если большой конец воронки имеет одинаковый диаметр, соберите такое же количество дождя в единицу времени (экспозиция). ЕДИНСТВЕННАЯ разница небольшое ведро заполнится быстрее, но это не проблема в условиях низкой освещенности. Маленькие ведра НЕ являются недостатком. Воронка диаметр определяет, сколько дождя попадает в ведро, а не размер ведро. То же самое и с камерами, объективами и пикселями. Угол «a» — это угловой размер пикселя, который одинаков для обоих большой и маленький пиксель в этом примере.В камере обе камеры будут получать одинаковое количество света на пиксель, показывать одинаковый шум, иметь одинаковые пиксели на объекте и одинаковая глубина резкости.

Когда изображение готово к считыванию, сигнал от пикселя подается на усилитель, а затем на аналого-цифровой (аналого-цифровой) преобразователь. В аналогии с ведром для воды стенки ведра должны быть достаточно толстыми, чтобы вода не вытекает и не попадает в соседнее ведро. Это устанавливает минимальные размеры стенок и размеры ямы, в которую может попасть вода, и в мире электроники, насколько большими должны быть стенки электронных ям, насколько они должны быть далеко друг от друга, и ограничивает размер активной области, где фотоны поглощаются с образованием электронов.Даже если в В этих областях существует один фундаментальный предел: статистика счета фотонов .

По аналогии с емкостями для заполнения фотонным дождем, как показано на рисунке 1, чем больше ведро, тем больше капель может быть собрано в данном количество времени. Это важно по очень фундаментальной причине: точность измеряемого сигнала прямо пропорциональна размеру сигнал. В физике счета фотонов шум в сигнале равна квадратному корню из числа фотонов. То, что мы воспринимаем как шум на изображениях с цифровой камеры, — это отношение сигнал / шум, S / N. Только при самом низком уровне сигнала электроника камеры может зашумить. становятся фактором (например, полосатость низкого уровня). Пример фотонного шума и сигнал / шум:

Таблица 1 
 Фотоны Шум отношение сигнал / шум
    9 3 3
  100 10 10
  900 30 30
10000 100 100
40000 200 200
 

Свет, который поглощается кремниевым датчиком, делает это в течение очень ограниченного времени. классифицировать.Вернемся к аналогии с ведром под дождем. Более глубокое ведро не Помогите с электронными датчиками, потому что свет не проникает глубже. Итак, чтобы собрать больше света, имеет значение только площадь, поэтому на рисунках 1a и 1b глубина сегмента одинакова для маленьких и больших пикселей.

Почему это важно? Оказывается, шум в хорошем современном цифровом в камерах преобладает статистика подсчета фотонов, а не другие источники. Это подробно объясняется по адресу: Соотношение сигнал-шум изображений с цифровой камеры и сравнение с пленкой , и Как интерпретировать обзоры датчиков цифровой камеры .Некоторые данные из статей на сайте clarkvision.com показаны здесь. для нескольких фотоаппаратов от топовых профессиональных зеркалок до профессиональные зеркалки и камеры Point and Shoot, «P&S». На рисунках 2 и 3 показано, что верхняя здесь обсуждается модель pro, а также потребительская камера для наведения и съемки. ограничены фотонным шумом. Фактически, все современные цифровые фотоаппараты протестированы в последние несколько лет было показано, что фотонный шум ограничен сигналом уровни выше нескольких десятков фотонов. Например, см. Анализ датчиков. и дальнейшие ссылки на: http: // www.clarkvision.com/reviews/.

Рис. 2. В камере Canon 1D Mark II уровень фотонного шума ограничен при всех настройках ISO. Только фотонный шум показывает зависимость квадратного корня от сигнала, видимую здесь.

Рисунок 3а. Шум, производимый потребительской камерой Canon S70, ограничен фотонным шумом. для всех уровней выше примерно 10 фотонов. Синие точки — это измеренные значения, а красные Линия представляет собой модель с: максимальный сигнал = 8 200 фотонов (электронов), шум чтения = 4,1 электрона. Только фотонный шум показывает зависимость квадратного корня от сигнала, видимую здесь.

Рисунок 3b. Отношение сигнал / шум маленького сенсора, пиксель 2,3 микрон шага, потребительская камера Canon S70 наведи и снимай по сравнению с камерой от большой сенсор, шаг пикселя 8,2 мкм, зеркальная камера Canon 1D Mark II. Отношение сигнал / шум 18% серой карты находится на 0 ступенях, с более светлые части изображения находятся справа, а более темные — к слева, следуя каждой кривой. Например, Canon 1D mark II на ISO 100 будет записывать отношение сигнал / шум около 100 на 18% серая карта, но только около 10 в тенях при -5.5 остановок (следовать пурпурная линия). У 1D Mark II способность собирать свет примерно в 13 раз выше, чем у маленькой камеры S70. Нижние наклоны линий выше отношение сигнал / шум около 8 указывает на то, что шум на изображениях — это преобладающий фотонный шум, а на при более низких коэффициентах в сигнале все больше доминирует шум чтения.

Пример большого и маленького пикселей и влияние на качество изображения проиллюстрирован на рисунках 4 и 5. НО НЕ ОБУЧАЙТЕСЬ — ПРОЧИТАЙТЕ ВЕСЬ ЭТОТ ПУНКТ! В Интернете принято считать, что датчик отвечает за повышенные светошумовые характеристики.Идея состоит в том, что чем меньше пиксели, тем меньше сенсор камеры S70 собирает меньше света. Вот типичный фотограф настройте время экспозиции, ISO и f-ratio между двумя камерами. На рис. 4а и 4б показан полный сцена, записанная двумя камерами с одинаковым ISO (ISO 400), одинаковым диафрагмой (f / 4.5) и такое же время экспозиции (1 секунда). Шаг пикселя (расстояние от одного пикселя к другому; Фактическая область пикселей, чувствительная к свету, равна немного меньше) составляет 8,2 мкм для большого сенсора и камеры с большими пикселями (Canon 1D mark II) по сравнению с маленькой матрицей и камерой с маленькими пикселями (Canon S70). Обе камеры имеют практически идентичный шум чтения при ISO 400: 5,6 электронов для 1D Mark II и 4,3 электрона для S70, поэтому у S70 есть небольшое преимущество! Но, несмотря на преимущество шума чтения, большие пиксели большого камера собирает столько света на пиксель, что качество изображения намного лучше, чем камера с маленькими пикселями (рис. 5). ПОЧЕМУ? Диафрагмы объектива разные! Свет доставляется линзой, и линза — настоящая причина того, что большие пиксели могут собирать больше света.

Рисунок 4а. Сцена полного тестирования цифровой зеркальной камеры Canon 1D Mark II: книги на книжной полке. ISO 400, f / 4,5 1, вторая экспозиция. Объектив имеет фокусное расстояние 44 мм, f / 4,5, поэтому объектив диаметр апертуры = 9,8 мм.

Рисунок 4b. Сцена полного тестирования камеры Canon S70 Point and Shoot: книги на книжной полке. ISO 400, f / 4,5, выдержка 1 секунда. Объектив имеет фокусное расстояние 13,2 мм, f / 4,5, поэтому объектив диаметр апертуры = 2,9 мм.

Рисунок 5. Обрезка полного изображения из рисунков 4a и 4b.Урожай от RAW преобразованные 16-битные изображения TIF, преобразованные с помощью программного обеспечения Canon Zoombrowser с одинаковыми (по умолчанию) настройками для обеих камер. Обе камеры записали та же экспозиция при том же ISO и таком же соотношении f /: ISO 400, f / 4,5, 1 вторая экспозиция. Линза большего диаметра собирала больше света и подавала этот свет. к пикселям 1D Mark II для получения более высоких отношение сигнал-шум изображения, чем подача небольшого диаметра линзы маленький сенсор, маленькие пиксели S70. Обе камеры ограничены фотонным шумом, как и эти изображения.Отношение сигнал-шум соотношение примерно в 3,5 раза выше для изображения 1D Mark II, что близко к соотношение диаметра апертуры объектива, шага пикселя и размеров сенсора каждой камеры. ПРИЧИНА — это объектив , который дал больше света на изображение 1D Mark II, создание лучшего имиджа. Датчик и пиксели просто ведра для сбора света, излучаемого линзами.

Истинное выравнивание света между камерами

На этом этапе вы можете сильно запутаться.Интернет полон людей говорят, что камеры большего формата с большими пикселями более чувствительны, и изображения шоу, чтобы доказать это. Но какова настоящая причина? В таких случаях фотографы пытаются уравнять знакомые им параметры. с: время экспозиции, f-отношение и ISO, так называемый треугольник экспозиции. Но уравнивание этих трех вещей не обязательно означает Фактический свет, поступающий на датчик, выравнивается. Если свет не выравнивается, фактическая производительность датчика не может быть точно оценен.

Из трех параметров, времени экспозиции, f-отношения и ISO, только экспозиция время — это истинный параметр, который фактически выровнен с точки зрения общего количество света при установке постоянного значения между камерами. ISO не является постоянным между камерами. Например, ISO 100 на Canon Показанный здесь 1D Mark II имеет диапазон от 0 до 79 900 фотонов (фотоэлектронов), в то время как S70 имеет диапазон от 0 до 4100 фотонов. Постоянное соотношение f обеспечивает постоянную плотность света в фокальной плоскости, но НЕ такой же общий свет от предмета! Площадь диафрагмы объектива определяет общий свет, собранный от объекта.

Для выравнивания света, поступающего на датчик, и его оцифровки в равной степени необходимо сделать равными 4 параметра: 1) время выдержки, 2) диапазон фотоэлектронной оцифровки, 3) площадь апертуры объектива (линза диаметр апертуры, технически называемый входным зрачком), и количество пикселей на предмете равно. Для камер, использованных выше, Я выровнял эти три параметра и показал результаты на рисунке 6. Когда пиксели на объекте и области апертуры объектива уравновешены, это называется выравниванием Etendue.Затем для той же выдержки один раз доставляет на датчик такое же количество света. Тогда датчик характеристики можно справедливо сравнить (рисунок 6). Когда это будет сделано, изображения практически неразличимы, включая видимый шум и глубина резкости.

Рис. 6. Иллюстрация одинаковых результатов Etendue в одном и том же изображении. качество не зависит от размера сенсора, размера пикселя, фокусного расстояния или соотношения диафрагмы!

Динамический диапазон

Большой динамический диапазон важен в фотографии во многих ситуациях.Размер пикселя в цифровых камерах также влияет на динамический диапазон. Динамический диапазон здесь определяется как максимальный сигнал, деленный на минимальный уровень шума при каждом ISO. Минимальный уровень шума представляет собой комбинацию аналого-цифрового шума считывания сенсора. ограничения преобразования и шум усилителя. Эти три параметра не могут быть легко разделены при оценке цифровых фотоаппаратов, и комбинации, как правило, называется шумом чтения (или кажущимся шумом чтения). Как вы уже могли догадаться, с более крупными пикселями, собирающими больше фотонов, эти более крупные пиксели также имеют потенциал для более высокого динамического диапазона, если электроника камеры имеет спецификации для обработки диапазона.На рисунке 7 показан измеренный динамический диапазон. с 3-х камер со значительно различающимися размерами пикселей в зависимости от ISO. Полный анализ датчиков для этих 3 камер (а также других камер) можно найти по адресу: http://www.clarkvision.com/articles/reviews/. Камеры с большими пикселями часто ограничены шумом в нисходящем направлении. электроника, например от аналого-цифровых преобразователей. Если такой шум можно было бы исключить, динамический диапазон мог бы увеличиться в камерах с большими пикселями примерно на 2 или более остановки при работе с низкими значениями ISO.Действительно, некоторые камеры от Nikon и Sony немного показывают динамический диапазон. больше, чем показано на рисунке 7. Текущие камеры с самым маленьким пикселем не собирают достаточно фотоны, чтобы получить выгоду от преобразователей с более высоким битом.

Рис. 7. Динамический диапазон для 3 различных камер показан вдоль с моделями, которые показывают, какой будет производительность, если электроника шумит после того как датчик был нулевым. Камеры с большими пикселями могут иметь больший динамический диапазон. Маленькая пиксельная камера имеет очень хороший динамический диапазон при низких ISO, но этот диапазон быстро ухудшается с увеличение ISO.Более крупные пиксели имеют больший динамический диапазон при всех ISO, избиение камер с меньшими пикселями. Кроме того, камеры с большими пикселями обладают высокой динамикой. диапазон в более широком диапазоне ISO. Измеренный динамический диапазон (символы) показан с моделями ожидаемый динамический диапазон (пунктирные линии). Динамический диапазон часто ограничен аналого-цифровым преобразователем и другой электроникой в ​​системе, проиллюстрировано измеренными данными, падающими ниже модели при более низких значениях ISO. Динамический диапазон для других камер можно найти на Сводная информация о характеристиках сенсора цифровой камеры http: // www.clarkvision.com/articles/digital.sensor.performance.summary и http://www.clarkvision.com/articles/reviews/.

Размеры сенсора

Размеры сенсора в камерах меньшего размера задаются странным параметром, например, 1 / 1,8 дюйма, который датируется телекамерой 1950-х годов. На мой взгляд, это просто для того, чтобы ввести потребителей в заблуждение относительно истинной природы малых датчики. Видеть Размеры сенсора http://www.dpreview.com/learn/?/Glossary/Camera_System/Sensor_Sizes_01.htm Больше подробностей.Вот несколько простых номеров перевода

         Таблица 5
               Размер сенсора (мм)
Тип Ширина Высота
1/6 2,40 1,80
1/4 3,60 2,70
1 / 3,6 дюйма 4,00 3,00
1 / 3,2 дюйма 4,54 3,42
1/3 дюйма 4,80 3,60
1 / 2,7 дюйма 5,37 4,03
1 / 2,5 дюйма 5,76 4,29
1 / 2,3 дюйма 6,16 4,62
1/2 дюйма 6,40 4,80
1 / 1,8 дюйма 7,18 5,32
1 / 1,7 дюйма 7,60 5,70
1 / 1,6 дюйма 8,08 6,01
2/3 "8.80 6,60
1 "12.80 9.60
4/3 "18.00 13.50
APS C 23,70 15,70 (1,6x кроп; также называется 1,8 ")
APS-H 28,7 19,1 (1,3-кратный кроп)
Пленка 35 мм 36.00 24.00
 

Дифракция

Дифракция также ограничивает детализацию и контраст изображения. Пятно дифракции диаметр в фокальной плоскости оптической системы пропорционален f / отношению в соответствии с формулой: Диаметр дифракционного пятна = 2 * 1,22 w * f / D = 2.44 * ш * f_ratio, где w = длина волны, f = фокусное расстояние, D = диаметр апертуры и f_ratio — f / отношение оптической системы. Размер дифракционного пятна приведен в таблице ниже:

                          Таблица 6
        ================================================
                     красный = зеленый = синий =
                      0,6 0,53 0,47
                    микрон микрон микрон
        ================================================
        Диаметр дифракционного пятна f / ratio в микронах
        ================================================
               2 2.9 2,6 2,3
             2,8 4,1 3,6 3,2
               4 5,9 5,2 4,6
             5,6 8,2 7,2 6,4
               8 11,7 10,3 9,2
              11 16,1 14,2 12,6
              16 23,4 20,7 18,3
              19 27,8 24,6 21,8
              22 32,2 28,5 25,2
              32 46,8 41,4 36,7
              45 65,9 58,2 51,6
              64 93.7 82,8 73,4
        ================================================
 

Длины волн — это приблизительные центры красного, зеленого и синего цветов. фильтры в цифровых фотоаппаратах. Обратите внимание, что размер дифракции больше для более красные цвета.

Сравните дифракционные диаметры с размерами пикселей в цифровых камерах. Обсуждаемый выше Canon 1D Mark II имеет расстояние между пикселями 8,2 микрон и с фильтром размытия, который используется на большинстве камер с сенсором Байера, разрешение возможно на 30% хуже, значит, около 11 мкм.Примерно на f / 8 пиксели камеры + фильтр размытия соответствует размытию из-за дифракции. Но такая же торговая точка в небольших сенсорах Canon S60 с 2,7 микронами расстояние между пикселями, происходит при f / 2.8. Этот размер дифракционного пятна по сравнению с пикселем размер торговой точки происходит при 20% ухудшении высокочастотного контраста (80% MTF, функция передачи модуляции). Снижение контрастности составляет более подробно показано на рисунке 8. Дифракция в этой точке начинается чтобы ограничить разрешение, но это не серьезно. Но используя отверстия меньшего размера чем эта торговая точка означает, что разрешение изображения становится более ограниченным по дифракции, а не по датчику.Если вы не работаете с очень быстрым, резким, линзы постоянно, вам нужны пиксели большего размера, чтобы поддерживать высокий контраст в деталях изображения от пикселя к пикселю. Таким образом, камеры с большей датчик, содержащий больше пикселей, имеет преимущество перед ограничением путем дифракции. Если вы уменьшите размер пикселя, вы, конечно, не потеряете разрешение на изображении , просто контраст между пикселями в порядке подробностей будет меньше.

Рис. 8. Дифракция влияет на детали изображения за счет уменьшения контрастности.Технический термин для уменьшения контрастности называется Функция передачи модуляции (MTF) и описывает контраст камера работает как функция расстояния между линиями (так называемый пространственная частота). Здесь пространственная частота выражается через интервал между пикселями. По мере увеличения числа диафрагм (например, от f / 4 до f / 8) дифракционное пятно становится больше, и мелкие детали изображения становятся менее контрастными. Красная, зеленая и синяя линии показывают дифракционные эффекты для красного, длина волны зеленого и синего света для соотношений f / 1, 2, 4 и 8.

Расширение

Чтобы получить заданный размер печати, изображение должно быть увеличено от маленькое изображение в фокальной плоскости камеры. Например, скажем, вы хотите для печати 8 x 10 дюймов (203 x 254 мм). Если ваш датчик похож на Canon S60 при 7,18 x 5,32 мм, потребуется увеличение примерно в 36 раз. Такое резкое увеличение усилит любые дефекты линз и вибрация во время воздействия. Датчик большего размера, чем у 1D Mark II, с его 28.Матрица 7 x 19,1 мм, требуется только 10,6-кратное увеличение ( Печать размером 8 x 12 дюймов), или в 3 раза меньшее увеличение дефектов линз и вибрация, чем у S60.

Традиционно в фотографии большие форматы получили более качественные изображения на окончательном отпечатке. Главный фактор в имидже качество — фактор увеличения. Большие форматы (например, пленка 8×10 или 4×5) и теперь широкоформатные цифровые сканирующие задники) производят впечатляющие большие отпечатки, которые не могут быть сопоставлены с меньшими (например, 35 мм и меньше) форматами.Эти факторы масштабируются до еще меньших форматов текущего наведи и снимай. цифровые фотоаппараты с малым сенсором.

Миф о f / соотношении

В фотографии принято считать, что экспозиция не меняется между камеры разного размера при работе с одинаковым соотношением диафрагмы. Например, Правило солнечного f / 16 гласит, что хорошая экспозиция для дневного света составляет 1 / ISO. при f / 16. Таким образом, для пленки ISO 100 вы используете выдержку 1/100 секунды на камера 8×10 при f / 16, камера 4×5 при f / 16, камера 35 мм при f / 16, цифровая камера APS-C с диафрагмой f / 16, вплоть до мельчайших деталей, и снимайте камера на f / 16 (при условии, что маленькая камера переходит на f / 16).Миф что каждая камера будет обеспечивать одинаковое соотношение сигнал / шум до тех пор, пока так как используется то же время экспозиции и объектив с таким же соотношением сторон и f /, от камеры с самый маленький сенсор, к камере с большим сенсором.

Концепция постоянной экспозиции для данного f / отношения приводит людей к Думаю, камеры легко масштабируются и при этом дают то же изображение. Но есть заблуждение в этой идее, и это пространственное разрешение по предмету. Камера меньшего размера, даже с таким же соотношением диафрагмы, имеет меньший объектив, который собирает меньшее количество фотонов в единицу времени.Меньшая камера получает такое же время экспозиции, потому что ОБЛАСТЬ ЕДИНИЦЫ в фокальной плоскости представляет собой больший угловой размер объекта. Экспозиция — это не так же, как свет собрался. Экспозиция — это относительная мера того, насколько пиксель может быть заполнен. Более крупный пиксель может собирать больше света перед он называется наполовину полным (представьте себе большие и маленькие ведра с водой: маленькое ведро, заполненное наполовину, вмещает меньше воды, чем большое ведро наполовину заполнен).

Скорость прихода фотонов в фокальную плоскость линзы на единицу площади в единицу времени пропорционально квадрату f-коэффициент.Следствие: если вы сохраните постоянное соотношение f / и измените фокусное расстояние, то количество фотонов на единицу площади в фокальной плоскости равно постоянное, но пространственное разрешение меняется.

Итак, как это применимо к созданию камер меньшего размера?

Проблема в том, что если вы уменьшите масштаб камеры, скажем, в 2 раза по линейному размеру, диафрагма уменьшается в 2 раза в диаметре, фокусное расстояние уменьшается в 2 раза (до дают такое же поле зрения), размер сенсора уменьшается в 2 раза (линейно или В 4 раза больше площади), а размер пикселя уменьшается в 2 раза (линейно или в 4 раза больше площади, чтобы дать такое же пространственное разрешение по предмету). Диафрагма имеет собрано только 1/4 числа фотонов. Если оставить тот же датчик, тогда каждый пиксель будет собирать одинаковое количество фотонов, потому что каждый пиксель теперь видит большую угловую область (в 4 раза больше). Но мы хотим такое же разрешение, поэтому пиксели в 2 раза меньше (площадь в 4 раза меньше). Каждый пиксель меньшего размера собирает на 1/4 меньше фотонов, так как их площадь равна делится на 4, чтобы сохранить постоянное пространственное разрешение, и на основной Причина более низкого собираемого света связана с меньшей линзой, потому что он собирает и доставляет меньшее количество фотонов к пикселям .Причина НЕ из-за меньшего размера пикселей.

Другой способ взглянуть на проблему — диафрагма собирает свет, фокусное расстояние рассеивает свет, а пиксели — это ведра, которые собрать свет в фокальной плоскости. НО ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ФОТОНЫ ДОСТАВКА НА ФОКУСНУЮ ПЛОСКОСТЬ ЗАВИСИТ ТОЛЬКО ОТ ОТВЕРСТИЯ (без учета потерь передачи оптики). Таким образом, фотоны доставляется в пиксель для данного разрешения по теме, как квадрат диафрагмы (и размер камеры, когда объектив масштабируется с размер формата камеры и f-соотношение сохраняется)! Уменьшение камеры в 2 раза означает в 4 раза меньше фотонов на пиксель, если вы хотите сохранить поле вид, f-соотношение и количество мегапикселей!

Именно это мы и наблюдаем с небольшими камерами: их датчики меньшего размера имеют меньшую полную емкость лунки, поэтому они заполняются для заданного времени экспозиции с меньшим количеством фотонов который доставляется меньшей линзой.Это, в свою очередь, означает более высокий уровень шума, потому что меньше фотоны. Но это масштабирование ВЕРНО ТОЛЬКО, если мы уменьшаем масштаб линзы с меньшим датчиком. Но ЕСЛИ мы сохраняем площадь диафрагмы объектива то же самое, то мы даем такое же количество света при той же экспозиции время.

Пример: полнокадровая 20-мегапиксельная камера и 2-кратный датчик кадрирования 20 мегапикселей. камера. Если вы используете объектив 50 мм f / 4 на полнокадровой камере (FF), то для получить такой же свет, такой же кажущийся шум, те же пиксели на объекте и с той же глубиной резкости, мы бы использовали объектив с фокусным расстоянием 25 мм и f / 2 на кадрировать камеру.В обоих случаях диаметр апертуры линзы составляет 12,5 мм.

Давайте расширим это до светосильных линз с пониженным освещением. Ставим объектив 50 мм f / 1,4 на полнокадровой камере. Чтобы получить равный свет с камерой кадрирования, понадобится объектив 25 мм f / 0,7. Но такой линзы не существует! Таким образом, камера большего формата позволяет камере использовать большую апертуру. объективы, которых нет для камер меньшего формата. Это также означает, что меньшая камера не будет намного меньше, из-за объектива и может быть дороже из-за технических характеристик объектива.

Для камер с ограничением фотонного шума и объективом с постоянным соотношением f, отношение сигнал / шум, достижимое на изображении при постоянном времени экспозиции является квадратным корнем из числа собранных фотонов, поэтому отношение сигнал-шум соотношение масштабируется линейно с размером пикселя камеры (опять же для постоянного линзы с соотношением f). Эта концепция проиллюстрирована на Рисунке 5 выше: камера с небольшой матрицей и меньшим объективом давала более шумное изображение, чем камера с большим сенсором и большим объективом, несмотря на то, что f / соотношение, экспозиция и ISO одинаковы для двух камер (что, как мы видели, не означает равный свет).См. Также: Миф о диафрагме и цифровые фотоаппараты. http://www.clarkvision.com/articles/f-ratio_myth

Посетите эту веб-страницу для получения дополнительной информации по этому вопросу: http://www.stanmooreastro.com/f_ratio_myth.htm , и Характеристики лучших цифровых фотоаппаратов и объективов для ночного пейзажа и астрофотографии.

Миф о глубине резкости

После понимания концепций мифа о f / ratio, — еще одно важное значение масштабирования датчиков.Учитывая одинаковый фотонный шум, время экспозиции, размер увеличения, и количество пикселей, дающих такое же пространственное разрешение (т. е. одинаковое общее качество изображения), цифровые камеры разного размера датчики будут создавать изображения с одинаковой глубиной резкости. (Этот предполагает аналогичные относительные характеристики в электронике камеры, фильтры размытия и линзы.) Камера большего формата будет использовать более высокое соотношение f / и ISO, равное отношению размеров сенсора к добиться этого равенства. Если сцена достаточно статична, можно использовать время экспозиции, тогда камера большего формата будет создавать изображения с той же глубиной резкости, что и камера меньшего формата, но будет собирать больше фотонов и производить более высокое отношение сигнал / шум изображений.Другой способ взглянуть на проблему — использовать больший формат. камера могла бы использовать еще меньшую диафрагму и более длительную выдержку добиться аналогичного отношения сигнал / шум изображения с большей глубиной поле, чем камера меньшего формата. Таким образом, камера большего формата имеет преимущество в создании равных или лучших изображений с равными или лучшая глубина резкости, чем у камер меньшего формата. Подробности этих концепций обсуждаются здесь: Миф о глубине резкости и цифровые фотоаппараты http://www.clarkvision.com/articles/dof_myth

Пиксели разного размера в датчике одинакового размера

Мы рассматривали камеры с одинаковым количеством пикселей и разными размер сенсоров и показано, что камеры с большими сенсорами и большими пикселями собирать больше света при том же объективе f / ratio и области вид, таким образом, лучше при слабом освещении и при высоких значениях ISO.Но теперь у нас также есть выбор из разных камер одинакового размера. сенсоры, но с разными по размеру и количеству пикселей. Каковы последствия этой ситуации?

По всей видимости, в сети идут жаркие споры по этому поводу с страстные аргументы в пользу меньших и больших пикселей в сенсоре того же размера. Многие использовали данные в этой статье и в моем Сводка характеристик сенсора цифровой камеры статья, чтобы возразить обеим сторонам. Как и многие другие позиции о крайностях, некоторые из этих аргументов игнорировать ключевые факторы.

Аргумент в пользу меньших пикселей звучит так. Меньшие пиксели в том же датчик размера регистрирует мельчайшие детали. Вы всегда можете усреднить пиксели, чтобы вернуться для эффективного увеличения пикселей. В частях изображения с высоким уровнем сигнала этот аргумент правильно, за исключением одного фактора: меньшие пиксели имеют меньший динамический диапазон (см. рисунок 7 выше). Если ваш меньший пиксель выделяет блики, у вас потеряли все детали изображения. Но если не засветить блики, поменьше пиксели лучше, когда у вас много света.Шум на изображении будет преобладать фотонный шум (лучший из возможных), и вы можете программное обеспечение торговли шумом для разрешения. А усредняя пиксели, можно улучшить динамический диапазон. Так что у камер с более высоким мегапикселем есть свои достоинства.

В идеальной камере единственный шум, который вы могли бы записать, был бы от фотоны (конечный физический предел). Но у камер есть другие источники шума (видеть Сводка характеристик сенсора цифровой камеры ), включая шум чтения, шум электроники, шум от темнового тока (тепловой шум), и фиксированный узор или полосовой шум.Это меняет уравнение для пикселей, производительности при слабом освещении, и фотография с высоким ISO.

Когда уровень освещенности падает, будь то в тени дневной сцены, в помещении фотосъемка при слабом освещении, до ночной фотосъемки, камеры должны обойтись меньшим количеством света для изображения. Это означает, что электроника шум в камере становится большей частью общего шума мы воспринимаем в образах. И именно этот факт может ограничить идею делать все меньше и меньше пикселей. Этот шум электроники тоже фактор уменьшения динамического диапазона пикселей меньшего размера.Так что с увеличенным кажущимся шумом, меньшим динамическим диапазоном и тем фактом, что линзы не могут передать все более мелкие детали, потому что они становятся дифракционно ограниченными, качество изображения не может увеличиваться вечно, как размер пикселя уменьшается. Еще один фактор в маленьких пикселях — длина поглощения. фотонов в кремниевом сенсоре: от 1 микрона для синего света до более 7 микрон для красного света (см. Таблицу 1B при Сводка характеристик датчика цифровой камеры ). Длина поглощения также ограничивает детализацию изображения, особенно в сторону красных цветов.Так что есть пагубные эффекты пикселей, которые слишком малы.

Теперь рассмотрим большие пиксели. Максимальное соотношение сигнал / шум соотношение, высокий динамический диапазон и высокая производительность ISO были бы одним большим пиксель. Очевидно, что камера с одним большим пикселем не очень хороший имидж. Очевидно, что для изображения необходимы некоторые пиксели, и последние полнокадровые камеры с разрешением 20+ мегапикселей обеспечивают выдающееся изображение деталь. Слишком мало пикселей плохо влияет на качество изображения, а слишком много пиксели плохо влияют на качество изображения.Так что должен быть оптимум.

Моя модель Apparent Image Quality (AIQ) , более подробно описанная в Сводная информация о характеристиках сенсора цифровой камеры показывает оптимальный размер пикселя (рисунок 9). Для камер с дифракцией ограниченные объективы, работающие на f / 8, модель предсказывает максимальный AIQ около пикселей 5 микрон. Многие камеры APS-C работают около этого уровня. На момент написания статьи полный кадр Цифровые камеры 35 мм выходят с разрешением от 36 до 50 мегапикселей с разрешением от 4 до 5 микрон пикселей с впечатляющим качеством изображения, но только при использовании с отличные линзы.

Рис. 9. Видимое качество изображения, от Сводная информация о характеристиках сенсора цифровой камеры . Модели точно предсказывают производительность для современных фотоаппаратов (в пределах 10% для большие пиксели и 20% для маленьких пикселей). Старые камеры и датчики ниже модель, например обычно из-за низкого коэффициента заполнения. Высший квант датчиков эффективности (QE), чем модель (45%), построенная над моделью (на коэффициент квадратного корня 2, в 1,41 раза больше AIQ для датчика QE ~ 100%). Сплошные цветные линии обозначают постоянный размер сенсора в мегапикселях.Пунктирная цветные линии обозначают датчики постоянного формата. «Полнокадровый» Размер сенсора такой же, как у 35-мм пленки. При движении влево по линия постоянного формата, AIQ сначала увеличивается до тех пор, пока дифракция не начнет уменьшаться. вступают в силу, затем AIQ уменьшается. Дифракция на f / 8 используется для полного Рамка, датчики кадрирования 1.3x и 1.6x, а также f / 7 для датчика 4/3 (длинные пунктирные линии), f / 4 для полнокадрового сенсора и 2/3 «малоформатного сенсора, и f / 2,8 для самого маленького показанного датчика, 1 / 1,8 дюйма (короткие пунктирные линии).В меньшие значения f / отношения необходимы по мере уменьшения размера сенсора, чтобы подогнать модель под наблюдаемые данные. Это указывает на камеры меньшего формата. должны иметь линзы очень высокого качества, чтобы обеспечивать производительность на высокие мегапиксели. Дифракция ограничивает количество эффективных мегапикселей. Когда пиксели становятся очень маленькими, они удерживают так мало электронов, что динамический диапазон страдает, и это приводит к снижению AIQ при размерах пикселей менее 2 микрон шаг пикселя. См. Обсуждение дифракции выше, далее ограничить AIQ.Например, AIQ для графиков Canon 7D выше модельный ряд для его датчика кропа 1.6x. Но этот AIQ будет только Реализация объектива, используемого с камерой, ограничена дифракцией ниже f / 8.

Одинаковый объектив, другой датчик и размер пикселя

Теперь давайте рассмотрим распространенный пример использования одного и того же объектива на разных камерах. так что размер сенсора и размеры пикселей разные. Количество свет, улавливаемый пикселем, зависит от объектива, обеспечивающего свет.У фотоаппаратов и объективов есть дополнительный фактор: площадь пиксель покрывает. Если мы выровняем область и, следовательно, пиксели на объекте, затем, используя тот же объектив, такое же соотношение f /, такое же время экспозиции, свет на пиксель то же самое. Мы можем выровнять пиксельную область между камерой с большими пикселями и один с маленькими пикселями, просто добавляя пиксели, или доли пикселей вместе. На рисунке 10 показан такой пример.

Объектив излучает свет. Пиксель — это просто ведро. Ниже в На рисунке 10 представлено сравнение изображений, сделанных с полным кадром и 1.6x урожай камеры. Если бы мы поверили интернет-мифу о том, что более крупные датчики — больше чувствительной, можно было бы ожидать разницу в уровне шума между полнокадровым и кадрировать камеры как квадратный корень из областей пикселей, или sqrt (2,59) = 1.6, что сделало бы изображение кадрированной камеры заметно более шумным. Четко, это не тот случай на рисунке 10. Веб-сайты, показывающие различия между кадрированными и полнокадровыми камерами обычно меняют объектив площадь апертуры между камерами, таким образом, количество собираемого света.

Рисунок 10.Сравнение изображений, сделанных с полным кадром и кадрированием в 1,6 раза камеры. Соотношение площадей пикселей — 2,59. Сосредоточившись на предмете, не пиксель (в конце концов, что является предметом на фото: предметом, или пиксель?), я выбрал меньшие пиксели камеры кадрирования 1.6x к тем же пикселям на объекте в полном кадре. Путем повторной выборки в тех же пикселей на объекте, мы видим, что отношение сигнал / шум (S / N) по существу то же самое в однородных областях (соответствие лучше, чем 1 процент), но меньшие пиксели камеры кадрирования фактически записывают более тусклые звезды и больше деталей даже после передискретизации.

Рисунок 11 — еще один пример использования 7D при ISO 6400, который дает довольно шумное изображение. Сравните это с 5DII с его большими пикселями. создает изображение с менее заметным шумом, но с меньшим пространственным разрешением, а затем сравните с 7D с пикселями, масштабированными, а затем усредненными 2×2: довольно чистое изображение по сравнению. Увеличение в 1,35 раза не изменить шум, и среднее значение 2×2 пикселя просто заставит Etendue сделать больше и равно изображению 5D Mark II. Обратите внимание, что ВСЕГО свет от объекта такой же для исходного изображения 7D и масштабированное усредненное изображение размером 2×2 пикселя.Шум в 7D передискретизированном изображении меньше, потому что тем больше света на пиксель в передискретизированном изображении. Шум также проявляется меньше в изображение 7D с измененным размером, чем изображение 5D Mark II. Это потому что датчик 7D имеет немного большую чувствительность системы, чем более старый поколения 5D Mark II, поэтому 7D собрал чуть больше света, сделав изображение с более высоким отношением сигнал / шум. Это доказывает, что 7D на самом деле лучшая камера для слабого освещения, чем 5D Mark II.

Рис. 11. Сравнение средних значений 7D, 5DII и масштабированных 2×2 пикселей. изображение 7D при ISO 6400.Среднее значение 2×2 пикселя было выполнено в ImagesPlus. Это изменение масштаба и усреднение пикселей делают изображение Луны 7D того же размера, что и изображение. Луна на снимке 5D Mark II. Если бы две камеры имели одинаковую систему чувствительности, шум был бы идентичным. Масштабированное изображение 7D справа на самом деле показывает меньше шума, чем на изображении 5D Mark II потому что 7D имеет немного большую чувствительность системы. Никакое программное обеспечение для повышения резкости и шумоподавления не запускалось ни на одном изображении.

Еще один фактор, который следует учитывать при выборе камер, — это возможность поменять линзы.Очень светосильные широкоугольные объективы доступны только в единое фокусное расстояние (широко известное как фиксированные линзы) всего с несколькими редкие исключения. Большинство зум-объективов не такие быстрые и дают меньше качественные изображения (есть исключения). Обычно это означает зеркальную или беззеркальную камеру со сменными объективами. Обратите внимание, что слишком много использования Live View, будь то беззеркальная камера или зеркальная камера, нагревает датчик увеличивает шум темнового тока, и это может сделать такие сравнения разные. После того, как датчик нагреется, может потребоваться полчаса или больше, чтобы остыть до температуры окружающей среды.

Другой фактор, который может повлиять на производительность, — это структурный шум или полосатость. У старых моделей камер может быть больше проблем с полосами, чем у новых. и масштабирование пикселей ограничивает эффективность сравнений как на рисунках 10 и 11. Но с современным низким уровнем шума, низким группируя камеры, можно обменять пространственную детализацию на шум и размер пикселя меньше беспокоит. В условиях низкой освещенности преобладает объектив сбор света, а не размер пикселя и размер сенсора.

Обсуждение и выводы

В этой статье я продемонстрировал, что диафрагма объектива, собирающая в современных камерах наиболее важным фактором является свет, а не сенсор. размер или размер пикселя.Это верно для многих камер, размеров сенсоров и размеры пикселей. Датчик большего размера позволяет датчику использовать более крупные линзы для собрать больше света. Но если объектив с таким же диаметром диафрагмы можно использовать на камере меньшего формата изображения могут быть практически идентичными. Эта концепция более подробно рассматривается в части 2.

Но по мере того, как вы нажимаете крайности, либо очень маленькие пиксели, менее чем пару микрон, в игру вступают и другие факторы, в том числе дифракция что снижает контрастность и детализацию, длины поглощения фотонов в кремний, а динамический диапазон пикселей может ограничить возможность получения производительности можно получить с более крупными системами.Например, если вы используете светосильный объектив, например, 50 мм f / 1,4 на полнокадровом сенсоре, уменьшив сенсор в 6 раз потребуется фокусное расстояние в 6 раз меньше (8,3 мм), если кто-то хочет сохранять то же поле зрения. При таком же диаметре апертуры (35,7 мм) для сохранения светосбора, для этого потребуется объектив с диафрагмой f / 0,23. (8,3 / 35,7)! Таких линз не существует. Требования к поддержанию производительность системы большего формата в камере меньшего формата увеличиваются по мере уменьшения формата, и в какой-то момент становится невозможным или непомерно дорого.Обычная причина, по которой люди покупают меньший формат камеры имеют меньшую стоимость, меньший вес и меньший объем; производительность запоздалая мысль.

Для умеренных систем, например Кроп в 1,6 раза по сравнению с полнокадровыми зеркальными фотокамерами. концепции Etendue, представленные здесь и в других местах на этом веб-сайте, во многих случаях можно получить одинаковую производительность между двумя системами. Это предполагает, что можно поддерживать диаметр апертуры объектива на меньшая система.

Маленькие пиксели по сравнению с большими имеют меньшее значение в современных сенсорах: с низким шум (шум чтения и шум электроники камеры), доступный во многих сегодняшние камеры (примерно 2014+) можно синтезировать большие пиксели из сенсор с маленькими пикселями, обеспечивающий аналогичную (или даже лучшую) производительность.Так было не всегда. Старые цифровые камеры имели высокий уровень шума при чтении и высокий уровень шума электроники камеры. Сложение пикселей вместе означало добавление значительный шум, ограничивающий эффективность синтеза больших пикселей. В ближайшее время шум чтения + шум электроники нисходящей камеры должно быть значительно ниже 1 электрона (примерно в 2014 г. От 1 до 3 электронов в некоторых камерах). Ниже одного электрона можно довольно полагаться на постобработку, чтобы торговать шумом с пространственным разрешением при самый низкий уровень освещенности.Такое бинирование постобработки выполняется сегодня (2015+), но с небольшим добавлением шума при добавлении пикселей вместе (рисунки 10, 11).

Мы наблюдаем разницу в качестве изображения в изображениях, выводимых из камера с большими по сравнению с маленькими пикселями. Но такая разница может быть эффективно смягчается при постобработке, как показано на рисунках 10 и 11.

При выборе между камерами с матрицей одинакового размера, но разными количество пикселей, времена изменились. Десять лет назад я бы выбрал камеру с большими пикселями (и меньшим количеством пикселей), чтобы получить лучшая производительность при высоких ISO и при слабом освещении.Сегодня я бы выбрал более высокий мегапиксель (следовательно, меньшие пиксели). Современные камеры с высоким количество мегапикселей, низкий уровень шума чтения и низкий уровень шума электроники позволяют торговое разрешение и шум. Если нужен разумный динамический диапазон в камере с высоким разрешением пиксели должны быть достаточно большими, чтобы удерживают достаточно фотоэлектронов, чтобы обеспечить динамический диапазон. В настоящее время (около 2016 г.), это не намного меньше, чем расстояние между пикселями в 4 микрона. Например, 50-мегапиксельный Canon 5DS (r) соответствует этим критериям, а Nikon D800 и D810 находятся в одной лиге.

Пиксели меньше 4 микрон часто может быть ограничено (более низкий контраст и потеря мелких деталей) дифракцией. Но теперь, когда в современных камерах системный шум низкий, пиксели складываются вместе. синтезировать изображение с сенсора с более крупными пикселями, дифракция ограничена меньшие пиксели не вызывают беспокойства.

Однако обратите внимание, что Photoshop (от CS6 до CC) в настоящее время не имеет пикселей инструменты для мусора. Если вы хотите выполнить биннинг пикселей, посмотрите на астрономическое изображение. программы обработки.

Смотрите также: Характеристики лучших цифровых фотоаппаратов и объективов и
Фильм против цифрового резюме.
Также смотрите статью Динамический диапазон изображения который показывает, что в реальных сценах может быть более 10 стоп-кадров динамический диапазон (более 1000 раз).
Тогда ознакомьтесь со статьей о Соотношение сигнал-шум цифровой камеры изображения и сравнение с фильмом.

---

Если вы найдете информацию на этом сайте полезной, пожалуйста, поддержите Clarkvision и сделайте пожертвование (ссылка ниже).

---

Примечания и ссылки

На этой странице показаны изображения и графики шума некоторых цифровых фотоаппаратов. по сравнению с зеркалкой. Результаты аналогичны результатам исследования, представленного на этой странице. http://www.dpreview.com/reviews/sonydscf828/page14.asp

DN — это «номер данных». Это номер в файле для каждого пиксель. Я цитирую уровень яркости (хотя красный, зеленый и синий в приведенных мною случаях почти одинаковы).

16-битное целое число со знаком: от -32768 до +32767

16-битное целое число без знака: от 0 до 65535

Photoshop использует целые числа со знаком, но 16-битный tiff целое число без знака (правильно читается ImagesPlus).

Основная ошибка при измерении фотонного сигнала — это квадрат корень из числа подсчитанных фотонов, статистика Пуассона. Максимальное количество фотонов, которое можно подсчитать с помощью сенсора — максимальное количество электронов, которое может удерживаться в колодце.