Имеют ли значение мегапиксели с современной сенсорной технологией?

Хорошо ли больше мегапикселей?

Мегапиксели плохие ?

Увеличивают ли мегапиксели детали? Они делают мои изображения более четкими? С другой стороны, есть ли пункт, который слишком много ? Мегапиксели вызывают повышенный шум и другие проблемы? Какое значение имеет размер печати и просмотра?

Широко распространенная мудрость интернет-форума состояла в том, что 6 мегапикселей - это самое приятное место - ниже этого было недостаточно, но, помимо этого, особой выгоды не было. Размеры файлов стали больше, но детали потерялись из-за шума и других проблем. Аргументы состоят в том, что встраивание слишком большого количества пикселей в маленький датчик делает каждый пиксель слишком маленьким, чтобы обеспечить какую-либо реальную выгоду, и что датчики с более высоким мегапикселем в любом случае превосходят дешевые линзы. (Замените что-то вроде 12 вместо 6, если мы обсуждаем зеркальные фотокамеры APS-C, или 24 для полнокадрового просмотра.)

К 2011 году каждая представленная камера была в диапазоне 12-18 мегапикселей. В 2016 году большинство из них были в диапазоне 16-24 мегапикселя. Конечно, никто не в 6 больше; даже смартфоны поставляются с 8-мегапиксельными камерами. Предлагает ли это какое-то реальное улучшение по сравнению с тем старым "сладким пятном"? Совершенствовались ли технологии до такой степени, что «мудрость» нуждается в обновлении, или мы все страдаем от маркетинга? Или мы каким-то образом преодолели эту точку, но это нормально из-за ранее не обсуждавшихся моментов. (Например: больше шума, конечно, но более подробно , а также .)

Есть ли какая-то реальная выгода для более высокого уровня в пределах обычного сегодня диапазона 16–24 мегапикселя при том же размере сенсора ? Как мегапиксели напрямую влияют на качество изображения с помощью современных технологий ? Каковы преимущества и когда они применяются? Каковы недостатки и когда они применяются? Как мне отрегулировать свою технику (и ожидания) на основе количества мегапикселей в моей камере?

С чисто теоретической точки зрения: больше мегапикселей хорошо .

Люди часто говорят о том, как мегапиксельные сенсоры сейчас превосходят большинство объективов, поэтому нет смысла подниматься выше, если не использовать самое лучшее стекло. Это не всегда верно. Системное разрешение - это результат разрешения объектива и разрешения датчика. Таким образом, если вы улучшите одно, ваше системное разрешение улучшится независимо от другого. В конечном итоге вы получаете убывающую отдачу, но с теоретической точки зрения датчик не может перераспределить линзу до тех пор, пока не вступят в действие эффекты дифракции.

Теоретически для фиксированного конечного выходного размера шум не зависит от разрешения датчика. Да, меньшие пиксели захватывают меньше света, поэтому уровень шума на пиксель выше. Но если вы изменяете размер изображения с высоким мегапикселем, чтобы он соответствовал более низкому, вы усредняете значения пикселей и, таким образом, шум выравнивается. Люди регулярно жалуются на шумные мегапиксельные компакты при просмотре изображений на все 100%. Но это совершенно несправедливое сравнение.

С практической точки зрения: больше мегапикселей неплохо

С практической точки зрения ситуация с шумом более сложная, но свидетельства, которые я видел, показывают, что датчики с высоким MP не намного шумнее по сравнению с тем же размером изображения (см. Выше). Я посмотрю некоторые ссылки.

Ситуация с разрешением осложняется тем фактом, что [большинство] датчиков не видят цвета и поэтому имеют сетку Байера, для которой требуется фильтр сглаживания. Псевдоним хуже всего, когда частота дискретизации соответствует частоте вашего сигнала (то есть детализации изображения). Увеличение числа мегапикселей быстрее, чем увеличение частоты сигнала, должно улучшить алиасинг до такой степени, что традиционный фильтр алиасинга может быть удален.

Есть и другие практические вопросы, связанные с вашей способностью извлекать дополнительные детали из вашего датчика:

• Правило 1 / фокусное расстояние больше не применяется, когда вы увеличиваете мегапиксели, вам нужно постоянно увеличивать стабилизацию, а также увеличивать выдержку, когда движение объекта становится более заметным.

• Дифракция становится большей проблемой, когда вы увеличиваете мегапиксели, когда пиксели становятся меньше, чем диск Эйри .

• Требования к обработке и хранению данных выше.

Стоит подчеркнуть, что это не является недостатком более высокого числа мегапикселей, поскольку вы всегда можете уменьшить свои изображения и ничего не потерять по сравнению с камерой с меньшим числом мегапикселей. Исключение составляет обработка данных камеры, поскольку при съемке фотографий камера должна считывать весь датчик и каким-то образом обрабатывать эту информацию.

Так как высоко вы можете пойти? Я видел расчеты диафрагмы, ограничивающей диафрагму для красного света с полнокадровым сенсором на 350 мегапикселей, имеющим f / 2,8 (зеленый и синий свет, требующий еще больших апертур), так что это дает вам представление. Лично я думаю, что ваши доходы будут меньше, чем 50-мегапиксельный 35-мм сенсор, максимум до 75-100. Как только вы получите заметную дифракцию на f / 5.6, люди станут незаинтересованными, и как только вы откроете диафрагму до f / 2.8 с линзой, острой как бритва на f / 2.8, гонка мегапикселей закончится.

Большие форматы позволяют использовать больше мегапикселей до начала дифракции (при заданном значении диафрагмы), однако глубина резкости при этом же диафрагме меньше, поэтому вам необходимо больше останавливаться на глубине резкости, поэтому, по-видимому, нет никакого внутреннего преимущества, когда речь идет о дифракции (хотя для большего формата проще сделать линзы с острыми диафрагмами, ограничивающими дифракцию).

Наличие 80-мегапиксельных камер среднего формата указывает на то, что это было бы возможно, с точки зрения дифракции, при наличии достаточно хорошего стекла. Хотя пользователи таких камер указывают, насколько сложно использовать 80MP, это указывает на то, что это хороший практический предел, если не теоретический.

Другой вопрос, связанный с большим количеством мегапикселей, заключается не в том, «лучше ли четкость изображения от края до края», а в том, «что я могу сделать с дополнительными битами»? Одна вещь, которую я вижу все больше и больше, - это гибкость повторного использования изображений путем обрезки просто потому, что обрезанное изображение все еще имеет достаточное разрешение для многих, если не для большинства целей.

И ... если / когда объективы соответствуют разрешению датчика для датчиков более высокого уровня (я не уверен, что все объективы опережают верхние датчики DSLR), то вы, вероятно, будете рады получить дополнительное разрешение.

Повторяя мнение «больше пикселей равно медленнее, чтобы сохранить на носитель», это может быть проблемой при съемке и, по крайней мере, в одном (краевом) случае: ручном HDR.

Я уже давно придерживаюсь мнения, что для обычных пользователей больше мегапикселей не дает никаких преимуществ в реальном мире.

Плюсы большего количества мегапикселей:

• Позволяет печатать крупнее, без потери деталей.
• Позволяет обрезать изображение без потери детализации. (<- Лично я много пользуюсь)
• Позволяет вам действительно выделить множество мелких деталей в обзоре.
• Записывает больше информации в сцене.

Минусы больше мегапикселей:

• Увеличение объема информации, получаемой в сцене, может означать, что в контрастных областях, например на краю чего-либо, захватывается так много информации, что она не быстро «переключается» с одной на другую. При просмотре изображений это может означать, что они выглядят более мягкими и не такими резкими, как фотографии с камеры с низким мегапикселем. Мой опыт этого - 8-мегапиксельная EOS 350D против 18-мегапиксельной EOS 7D. 7D технически превосходен во всех отношениях, но даже с теми же объективами фотографии, сделанные на 350D, выглядят более четкими.
• Больше мегапикселей = больший размер файла, особенно RAW. Таким образом, может потребоваться больше дискового пространства, а также ваш ЦП работает (/ дольше), чтобы загрузить их.
• Некоторые объективы начнут показывать недостатки с такими камерами высокого разрешения, поэтому, чтобы получить максимальную отдачу от камеры, вам нужно будет инвестировать в более дорогое стекло.
• Производительность при слабом освещении может ухудшиться, так как пиксели плотнее уложены на сенсор, что приводит к увеличению шума при длительной экспозиции.

Таким образом, если вы не делаете снимок с намерением увеличить его до размера А1 или выше (рекламные щиты и т. Д.), То вам просто не нужны мегапиксели. Для обычного просмотра на экране или печати семейного альбома более низкого мегапикселя (8-12) будет более чем достаточно, и вы получите более четкие результаты.

Обратите внимание, что эти настроения основаны только на моих собственных наблюдениях в реальной жизни. Они никак не научны ...

В общем, чем больше мегапикселей, тем лучше. Тем не менее, есть несколько факторов, влияющих на резкость изображений с камеры. Например, если у вас есть 500-мегапиксельные изображения, объектив все равно будет ограничивать резкость изображений до гораздо более низкого разрешения. Многие камеры для съемки и съемки имеют достаточно мегапикселей и достаточно дешевых объективов, поэтому ограниченным фактором является объектив, а не количество пикселей.

Некоторыми незначительными недостатками большого количества мегапикселей являются более медленная передача с камеры на компьютер и большие файлы на компьютере и карте памяти. Обычно вы можете отрегулировать размер изображения на камере меньше, но это может не повлиять на необработанные изображения.

Помимо неудобства с размером изображения и дополнительных затрат, слишком много мегапикселей ничего не повредят.

Похоже, что никто не затронул вопрос о светочувствительной зоне. Датчики могут быть с передней или задней подсветкой, и это приведет к различным эффектам при увеличении количества пикселей.

Датчик с передней подсветкой

Датчик с фронтальной подсветкой будет иметь транзисторы и электрические пути на чувствительной к свету стороне датчика. Эти компоненты покрывают части датчика и уменьшают светочувствительную область. Добавление большего количества пикселей означает больше транзисторов и уменьшенную светочувствительную область.

Меньшая светочувствительная зона приводит к снижению производительности.

Это может быть несколько смягчено с помощью микролинз.

Датчик с задней подсветкой

Поскольку транзисторы для каждого пикселя и электрические пути не находятся на одной стороне со светочувствительной областью, датчики с задней подсветкой будут иметь ту же светочувствительную область, даже если количество пикселей увеличено.

Иногда больше пикселей это плохо.

Вам нужны лучшие пиксели, а не их больше, в зависимости от размера сенсора. Вам нужны достаточно большие датчики, чтобы вы могли захватить достаточное количество фотонов.

Пока сенсоры становятся меньше, закон Мура и все такое, фотонов нет.

Больше мегапикселей всегда хорошо практически и теоретически.

Прежде всего, мегапиксели просто означает миллион пикселей. Чем больше из них вы должны работать, тем лучше для вас. Всегда.

Обсуждаемые ограничения - плохой способ мышления. Чтобы попытаться создать аналогию для фотографов:

Вы бы предпочли 42-мегапиксельную Canon или 5,6-мегапиксельную Canon, если бы все остальные функции, дизайн и стоимость были идентичными?

Бьюсь об заклад, вы пошли с 42mp. Могу поспорить, что все сделали. Дискредитация вопроса из-за других элементов, таких как линзы, дисковое пространство или вычислительная мощность, является своего рода тангенциальной проблемой для реального вопроса.

Еще одна важная вещь, на которую стоит обратить внимание, - приличный макрообъектив, который можно объединить сотнями отдельных кадров N мегапикселей в один массивный. Вот около 80 гигапиксельных изображений для всех желающих.

Я хочу упомянуть это потому, что большинство проблем, которые люди называют потенциальными минусами, это не минусы мегапикселей, а минусы других устройств. Объектив, который не может получить резкость от края до края, не должен иметь никакого отношения к этому вопросу, как он задан.

Итак, когда вы должны искать больше мегапикселей? Всегда. Чем больше мегапикселей на кадр, тем лучше. Чем больше вариантов обрезки, тем меньше сшивания вам нужно, тем проще выбирать вещи в постобработке и т. Д.

И прежде чем кто-то скажет, а как насчет больших пикселей - опять же, при прочих равных условиях. Есть много других факторов при определении камеры, но этот вопрос касается только количества мегапикселей. Apple, Sony и другие, которые рассматривают создание более крупных пикселей, являются долгожданным дополнением, и если бы у вас было в два раза больше этих более крупных пикселей при равных условиях, включая стоимость, вы бы это сделали. Каждый раз.

Я полностью согласен с ответами Мэтта и Стива, но думаю, что нужно учитывать огромные преимущества более высокого разрешения при постобработке изображений. В целом, большее количество мегапикселей даст намного лучшие изображения, если вы попытаетесь получить максимальную отдачу от пост-обработки (при условии, конечно, вы не сравниваете плохую камеру с большим количеством мегапикселей с хорошей камерой с низким уровнем шума и меньшее количество мегапикселей, обратите внимание, что в вопросе конкретно упоминается современная сенсорная технология).

Снимки, сделанные лучшими фотографами хорошими фотографами, часто имеют немного большее разрешение, чем оправдано качеством изображения. Кроме того, как указывает Мэтт, даже идеальный снимок с идеальным объективом будет иметь нерезкость из-за дифракции, если разрешение достаточно высокое. Таким образом, вы можете спросить, будет ли полезным увеличение разрешения, скажем, в десять раз, если типичные изображения уже показывают нерезкость на масштабах длины, превышающих размер пикселя.

Давайте рассмотрим точку зрения Майка о нерезкости в контрастных областях. Предположим, что яркость быстро изменяется от одного значения к другому в течение 4 пикселей, и при десятикратном разрешении это изменение происходило бы более постепенно в течение 40 пикселей. Учитывая последнее изображение, я могу вычислить функцию разброса точек намного точнее, поскольку у меня в десять раз больше точек данных. Это позволило бы мне сделать изображение более точным с помощью деконволюции. Деконволюция будет генерировать артефакты, чем точнее вы сможете выполнять вычисления, тем лучше будет баланс между восстановленными деталями и ложными артефактами.

Другое приложение - корректировка переэкспонирования, когда значение яркости небольших частей изображения обрезается до максимума (также в необработанном изображении). Без использования нескольких изображений с разной экспозицией вы не сможете создать изображение HDR. Но то, что вы можете сделать, это рассмотреть края переэкспонированной области на изображении, а затем с помощью функции рассеяния локальной точки (которую можно попытаться вычислить из близлежащих высококонтрастных областей), вы можете рассчитать правильную яркость (также градиенты и более высокий порядок). производные) просто в переэкспонированных областях.

Очевидно, что это будет работать намного лучше, чем больше пикселей вы будете работать, и когда изображение будет не совсем четким. Хотя результаты такого упражнения будут весьма ограниченными (вы не сможете восстановить детали внутри переэкспонированной области), я думаю, что получение правильного цвета уродливой белой переэкспонированной области может сделать это стоящим.