No Image

Что такое мегапиксели в фотоаппарате

СОДЕРЖАНИЕ
1 просмотров
22 января 2020

Артем Кашканов, 2016

С момента появления цифровой фототехники между разными производителями идет своеобразная "гонка мегапикселей", когда новая модель фотоаппарата неизменно получает матрицу все большего и большего разрешения. Темпы этой гонки год от года меняются — достаточно долго "вертикальным" пределом для кропнутых зеркалок были 16-18 мегапикселей, но потом в очередной раз в производство были внедрены какие-то инновации и разрешающая способность кропнутых камер подбирается к отметке в 25 мегапикселей.

Для начала вспомним, что пиксель — это базовый элемент, точка, одна из тех, из которых формируется цифровое изображение. Этот элемент дискретный и неделимый — нет таких понятий как "миллипиксель" или 0.5 пикселя 🙂 Зато есть понятие мегапиксель, под которым понимается массив пикселей в количестве 1 000 000 штук. К примеру, изображение размером 1000*1000 пикселей — имеет разрешение ровно 1 мегапиксель. Разрешение матриц большинства фотокамер давно уже перевалило за отметку 15 мегапикселей. Что это дало? Когда разрешение цифровых фотокамер было 2-3 мегапикселя, каждый лишний мегапиксель был действительно серьезным преимуществом. Сейчас же мы наблюдаем парадоксальную ситуацию — заявленное разрешение матриц любительских зеркалок стало таким, что дает возможность делать отпечатки приемлемого качества форматом чуть не А1! В то время как большинство фотолюбителей редко печатают фотографии больше чем 20 на 30 см, для этого достаточно 3-4 мегапикселей.

Стоит ли менять старый фотоаппарат на такой же по функциям, но "более мегапиксельный?"

Возьмем для примера два фотоаппарата — "простенький" любительский Canon EOS 1100D и "продвинутый" Canon EOS 700D. У первого разрешение матрицы "всего лишь" 12 мегапикселей, у второго — "целых" 18 мегапикселей. Разница — в 1.5 раза. Первая мысль, возникающая у многих фотолюбителей примерно такая — "Поменяв 1100Д на 700Д я буду получать в 1.5 раза лучшую детализацию! Теперь на фотографиях будут видны абсолютно все нюансы — мне этого так не хватало с моей старой камерой!". Эта установка активно поддерживается рекламщиками. Фотолюбитель, убедивший себя, в том что ему совершенно необходима новая камера, разбивает копилку и идет в магазин.

А давайте возьмем калькулятор и посчитаем, какой реальный прирост разрешения фотографии будет при переходе с 12 на 18 мегапикселей. 18-мегапиксельная матрица того же 700D дает изображение шириной 5184 пикселя, в то время как максимальная ширина изображения у 12-мегапиксельного 1100D составляет 4272 пикселя (данные взяты из технических характеристик фотоаппарата). Поделим 5184 на 4272 и получим разницу всего в 21%. То есть, при увеличении разрешения матрицы в 1.5 раза, фотография увеличивается в размерах всего в 1.21 раза. Если изобразить это графически, то получится такое сравнение.

Разница неожиданно мала! Получается, отличия между 12 и 18 мегапикселями не столь уж и существенны. Вывод — слухи о значимости роста мегапикселей сильно преувеличены. Перейти с 12- на 18-мегапиксельный аппарат (или с 18- на 24-мегапиксельный) только в надежде получить значительный прирост детализации на фотографиях — попасть на удочку маркетологов.

Рост мегапикселей в ряде случаев снижает резкость даже при использовании хорошей оптики!

Казалось бы — это вообще похоже на бред! Однако, не будем торопиться с выводами. Логично, что при росте мегапикселей с сохраненем размеров сенсора уменьшается площадь каждого отдельно взятого пикселя. Возможно, вы знаете, что уменьшение площади пикселя приводит к снижению его реальной чувствительности, а, следовательно, к росту уровня шумов (чисто теоретически). Однако, благодаря постоянному совершенствованию технологий и алгоритмов обработки сигналов, новые матрицы, даже несмотря на ощутимое снижение площади пикселей имеют весьма невысокий уровень шумов. Но опасность может подстерегать совсем с другого края.

Я уже рассказывал о такой вещи как дифракция. Не вдаваясь в подробности, напомню, что это свойство волны огибать препятствие, чуть меняя при этом направление. При прохождении пучка света через узкое отверстие, этот пучок имеет свойство как-бы распыляться, подобно спрею (да простят меня физики за такое сравнение 🙂

В нашем случае в качестве отверстия выступает апертура (диафрагменное отверстие). Чем сильнее зажата диафрагма, тем под большим углом "распыляется спрей". В итоге, "идеально четкая" точка после прохождения апертуры превращается в размытое пятнышко. Чем меньше диаметр апертуры, тем сильнее это размытие. А теперь давайте к этой картинке добавим небольшой кусочек матрицы с пикселями и попробуем приблизительно представить, как будет выглядеть эта "идеально четкая" точка на фотографии.

Невысокое разрешение, крупные пиксели

Высокое разрешение, мелкие пиксели

Что из этого получилось? Будем считать, что пиксели имеют квадратную форму.

Диаметр пятна размытия оказался меньше размера пикселя и "идеально четкая" точка получилась размером в 1 пиксель (это идеальный вариант).

Диаметр пятна размытия оказался больше размера пикселя и его края попали на соседние пиксели, в итоге на картинке "идеально четкая" точка оказалась размытым пятнышком.

Читайте также:  Супер бит смарт описание

Естественно, приведенные иллюстрации не претендуют на абсолютную точность, не учтено множество нюансов — хотя бы то, что при формировании изображения происходит интерполяция соседних пикселей и многое другое. Суть в том, чтобы показать, что при уменьшении площади пикселя уменьшается рабочий диапазон диафрагменных чисел. Если у матрицы очень большое разрешение, не стоит слишком сильно зажимать диафрагму объектива, поскольку это приведет к появлению на фотографиях дифракционного размытия. Матрицы с малым количеством мегапикселей позволяют зажимать диафрагму чуть ли не до f/22 и особого размытия при этом не наблюдается.

Купили современную тушку? Позаботьтесь о хорошей оптике!

Разрешение матриц большинства современных любительских фотоаппаратов со сменной оптикой находится между 16 и 24 мегапикселями. Со временем этот диапазон неизбежно будет смещаться в сторону больших значений. Как правило, при этом совершенствуется и оптика, идущая в комплекте с фотоаппаратом. Современные китовые объективы хоть и существенно прибавили в качестве, но все же являются "компромиссными" вариантами. Прорисовать картинку во всех нюансах для запечатления на 24-мегапиксельной матрице они, чаще всего не способны (либо способны, но в очень узком диапазоне настроек, например, только в диапазоне 28-35 мм при диафрагме 8). Если вы ищете бескомпромиссный вариант, вам потребуется качественная и, соответственно, дорогая оптика. Стоимость объектива, схожего с китовым по функциональности, но имеющего лучшую разрешающую способность, в разы превосходит стоимость китового объектива:

Кстати, не факт, что "продвинутая" версия будет гарантированно "прорисовывать" картинку — возможно, объектив проектировался в то время, когда о матрицах с таким разрешениях знать не знали. По этой же причине не рекомендуется использовать китовые объективы от очень старых камер. У меня был опыт использования старого китового объектива от Canon EOS 300D (6 мегапикселей) на аппарате 550D (18 мегапикселей) — когда-то брал у друга поиграться на вечер. Старый 18-55 и на 300Д не блистал качеством картинки, но на 550Д он просто убил наповал! Такое впечатление, что резкости не было нигде.

Кстати.

Фиксы (т.е. объективы с фиксированным фокусным расстоянием) — отличная альтернатива бюджетным зумам. Они будут очень кстати, если китовый объектив не обеспечивает желаемой детализации, но лишних 1000-1500 долларов на покупку "крутого" объектива нет. Самые популярные фиксы — "полтинники" (50 мм), точнее их младшие версии со светосилой f/1.8. При стоимости, сравнимой с китовым объективом они существенно превосходят его по качеству изображения, однако обладают меньшей универсальностью — за все нужно платить. Подробнее

Карманная мыльница с 20 мегапикселями — маразм через край!

Как ни печально, но другого выбора скоро уже не будет. Большинство компактных фотоаппаратов имеют матрицу размером 1/2.3", то есть примерно 6*4.5 мм — в 4 раза меньше, чем у "кропнутой" камеры и в 6 раз меньше, чем у полнокадровой. Разрешение при этом составляет, как правило, не меньше 20 мегапикселей. Нетрудно представить, какой несуразно мелкий размер имеет каждый пиксель. Миниатюрный объектив мыльницы имеет очень малый размер апертуры, что усиливает дифракционное размытие. В итоге картинка при просмотре в 100% масштабе выглядит очень "мягкой".

Слева — 100% кроп с фотографии, сделанной 16-мегапиксельной мыльницей Sony TX10 с матрицей 1/2.3". Справа для сравнения — аналогичный вид, снятый на зеркалку. Обратите внимание, что картинка у мыльницы выглядит очень грязно — реальной детализации нет, есть только программная попытка цсилить контуры. И это в центре кадра! По краям кадра детализация снижается еще сильнее и зачастую выглядит как недоразумение:

И так снимает большинство современных компактных мыльниц. Например, вот еще одна статья, в которой приведены 100% кропы с фотоаппарата Panasonic DMC-SZ1 (ближе к концу статьи). Спрашивается — зачем в такие аппараты ставить матрицы с таким высоким разрешением? Практической ценности эти мегапиксели не имеют никакой, зато с точки зрения маркетинга звучит очень убедительно — в фотоаппарате размером со спичечный коробок целых 20 мегапикселей.

Так сколько же должно быть мегапикселей в фотоаппарате?

Возвращаемся к основному вопросу, которому посвящена статья. Все зависит от типа фотоаппарата, размера матрицы и возможностей оптики. Лично я считаю, что разумное количество мегапикселей такое:

Для аппаратов со сменной оптикой с китовым объективом — около 12 мегапикселей. При большем разрешении матрицы сужается "рабочий" диапазон фокусных расстояний и диафрагм. Хотите получать максимально детализированное изображение — старайтесь не снимать на "крайних" фокусных расстояниях, устанавливайте диафрагму 8.

Для аппаратов со сменной оптикой с фиксами или профессиональными зумами такого явного ограничения нет, главное, чтобы объектив смог прорисовать все эти мегапиксели. Отсутствие НЧ-фильтра дает определенное преимущество, но есть ряд недостатков — о них поговорим чуть ниже. и еще при росте мегапикселей снижается максимальное "рабочее" диафрагменное число. Старайтесь не снимать в обычных условиях с диафрагмой больше 11-13 — будет заметно снижение резкости из-за дифракционного размытия.

Читайте также:  Электронные денежные средства субагент без наценки

Для мыльниц с матрицей 1/1.7" и меньше разумный предел — 10-12 мегапикселей. Все что больше — маркетинговый ход, не имеющий к детализации никакого отношения.

Какие характеристики матрицы важнее числа мегапикселей?

Во-первых, физический размер матрицы. Как уже было написано выше, 20 мегапикселей на матрице 1/2.3" и 20 мегапикселей APS-C или FF — совсем разные вещи. Большие матрицы всегда обеспечивают лучшую цветопередачу, более широкий динамический диапазон и более богатые оттенки, чем маленькие по размеру.

Во-вторых, играет роль структура матрицы. Подавляющее большинство современных камер имеет "баеровскую" матрицу со сглаживающим низкочастотным фильтром. Один пиксель изображения формируется путем интерполяции группы 2*2 пикселя матрицы (2 зеленых, 1 красный, 1 синий). НЧ-фильтр чуть "замыливает" картинку, но препятствует возникновению муара на объектах с регулярным повторяющимся рисунком (например, ткань). В последнее время наблюдается тенденция по отказу от НЧ-фильтра у байеровских матриц. Муар при этом подавляется встроенным ПО фотоаппарата.

Стоит отметить еще матрицы X-Trans (используются в фотоаппаратах Fujifilm), которые имеют по сравнению с "баером" более "хаотичную" структуру расположения цветных сенсоров RGB, в них для интерполяции используются группы размером 6*6 пикселей матрицы — это исключает образование муара и позволяет обходиться без НЧ-фильтра, что, как уже говорилось выше, улучшает детализацию изображения.

В конце концов, играет роль новизна техники и ее класс. Какой бы совершенной ни была матрица у фотоаппарата, не меньшую роль играет процессор и внутрикамерное ПО, выполняющее обработку сигнала, полученного с матрицы. Как правило, дорогая техника высокого класса при той же начинке (матрица-процессор), что и любительские камеры, дает лучшее качество картинки — чуть больший динамический диапазон, чуть большее рабочее ISO. Производитель не разглашает причин этих различий, но несложно догадаться, что главная причина — внутрикамерное программное обеспечение. Нередко бывает, что у младшей и старшей модели матрицы одинаковые, но качество картинки разное. Это объясняется тем, что у дешевых моделей обработка сигнала идет по более урезанному алгоритму, поэтому они проигрывают в качестве картинки старшим моделям. Но этот проигрыш реально заметен только в сложных условиях освещенности, например, при съемке на сверхвысоких ISO.

Мегапиксель (мегапиксел, Мп, англ. megapixel ) — один миллион (1 000 000) пикселей, формирующих изображение. В мегапикселях измеряется одна из важных характеристик цифрового фотоаппарата — разрешение матрицы. Также в мегапикселях измеряют размер созданного или отсканированного изображения, чтобы соотнести его размер с размером известного снимка. Термин введён маркетологами фирмы Kodak в 1986 году [1] .

Содержание

Насколько важно разрешение снимка [ править | править код ]

Мегапиксели — не самое главное в снимке или фотоаппарате. Важным является то, как формируется каждый пиксель. Это может быть отсканированная фотоплёнка, пиксель с матрицы с байеровским фильтром или пиксель с матрицы Foveon X3. В случае цифрового фотоаппарата физический размер матрицы играет ключевую роль: чем он меньше при одинаковом количестве мегапикселей, тем более «шумным» будет снимок.

По состоянию на середину 2008 года, даже в недорогих компакт-камерах стоят матрицы высокого разрешения, превосходящие по своим возможностям маленький объектив. Кроме того, в области любительских фотоаппаратов постоянно растущее разрешение не вызывает соответствующий рост и без того малого физического размера светочувствительной матрицы. Это приводит к сильному повышению уровня шумов на снимках. Программное обеспечение «мыльниц» подавляет возникшие шумы, что, в свою очередь, приводит к «замыленности» снимка. При просмотре таких снимков в масштабе 100 % качество снимка очень невысокое. Нечёткость и «замыленность» несколько ослабляются при уменьшении масштаба просмотра (или печати). При этом теряется необходимость в большом количестве мегапикселей. К тому же разные матрицы, построенные по одному и тому же принципу, обладают различными недостатками. Также современные сканеры при максимальном разрешении по разрешающей способности сильно превосходят пару «плёнка-объектив» и отсканированные при высоком разрешении кадры не будут иметь ожидаемого количества деталей.

Таким образом, количество мегапикселей не является главным показателем качества аппарата.

Дисплей [ править | править код ]

В таблице указано количество мегапикселей типичных дисплеев компьютеров и телефонов, а также телевизоров:

Устройство Разрешение Количество мегапикселей
Кнопочный телефон до 640×480 до 0,3 Мп
iPhone 4 640×960 0,6 Мп
Дисплей ноутбука
(типичный на 2013 г.)
1366×768 1 Мп
Отдельный монитор для компьютера
(типичный на 2013 г.)
1920×1080 2 Мп
Телевизор NTSC 640×480 0,3 Мп
Телевизор HDTV (HD Ready) 1280×720 0.8 Мп
Телевизор HDTV (Full HD) 1920×1080 2 Мп
Apple iPad 3 2048×1536 3.1 Мп
Смартфон LG G3 (Quad HD) 2560×1440 3.7 Мп
MacBook Pro с дисплеем Retina 2880×1800 5.2 Мп
Телевизор UHDTV 3840×2160 8.3 Мп
Стандарт IMAX до 7680×4320 до 33.2 Мп
Читайте также:  Телефон apple или samsung

Печать фотографий [ править | править код ]

От количества мегапикселей зависит размер и разрешение фотоснимков.

Желательный размер отпечатков
(см)
Приемлемое разрешение
(количество мегапикселей)
Предпочтительное разрешение
(Количество мегапикселей)
6×9 640×480(0,3 Мп) 1024×768 (0,8 Мп)
9×12 1024×768 (0,8 Мп) 1600×1200 (1,9 Мп)
10×15 1024×768 (0,8 Мп) 1712×1200 (2 Мп)
13×18 1152×864 (1 Мп) 2048×1536 (3,1 Мп)
20×30 1600×1200 (1,9 Мп) 2272×3048 (7,7 Мп)

Если пренебрегать размером фотографий и печатать маленькие фотографии на большой бумаге, то изображение будет получаться менее резким и на контрастных границах будет заметна ступенчатость.

При печати до формата 15×20 для безупречной резкости требуется качество печати 300 ppi (для снимка 10×15 (4×6 дюймов) это 1200×1800 точек). На формате A4 уже не требуется такого разрешения, так как снимок будет рассматриваться с бо́льшего расстояния. Фотомашины для печати крупных форматов обычно имеют разрешение менее 300 ppi, например, Durst Theta 76 ( англ. ) имеет всего 254 ppi.

Рекорды [ править | править код ]

320-гигапиксельный снимок Лондона создан из 48640 высококачественных цифровых фотографий, снятых на Canon 7D в течение трёх дней и обработанных в течение трех месяцев. [2]

Разрешающая способность камеры видеонаблюдения определяется количеством пикселей ее матрицы, а для аналоговых видеокамер она указывается в ТВЛ (телевизионных линиях). Эта величина определяется с помощью значения чередующихся черно — белых полос, сколько видеокамера может воспроизвести по вертикали или горизонтали.

Условно АНАЛОГОВЫЕ КАМЕРЫ можно подразделить на устройства стандартного (380-420 ТВЛ, что соответствует примерно 500 пикселям по горизонтали) и высокого (560-600 ТВЛ — около 750 пикселей) разрешения. Сейчас производятся видеокамеры с разрешением порядка 1000 ТВЛ.

Разрешение IP КАМЕР определяется как произведение количества пикселей по горизонтали и вертикали матрицы. Измеряется оно в мегапикселях.

Мегапиксель (мегапиксел, Мп, англ. megapixel) — один миллион (1 000 000) пикселей, формирующих изображение. В мегапикселях измеряется одна из важных характеристик цифрового фотопппарата — разрешение матрицы. Также в мегапикселях измеряют размер созданного или отсканированного изображения, чтобы соотнести его размер с размером известного снимка.

Что такое Мегапиксели?

Мегапиксели — не самое главное в снимке или фотоаппарате. Важным является то, как формируется каждый пиксель. В случае цифрового фотоаппарата физический размер матрицы играет ключевую роль: чем он меньше при одинаковом количестве мегапикселей, тем более «шумным» будет снимок.

Что такое Разрешение?

Разреше́ние — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины). Термин обычно применяется к изображениям в цифровой форме, хотя его можно применить, например, для описания уровня грануляции фотоплёнки, фотобумаги или иного физического носителя. Более высокое разрешение (больше элементов) типично обеспечивает более точные представления оригинала. Другой важной характеристикой изображения является разрядность цветовой палитры.

Кроме того, в области любительских фотоаппаратов постоянно растущее разрешение не вызывает рост и без того малого физического размера светочувствительной матрицы. Это приводит к сильному повышению уровня шумов на снимках. Программное обеспечение «мыльниц» подавляет возникшие шумы, что, в свою очередь, приводит к «замыленности» снимка. Во время просмотра такого снимка в масштабе 100 % качество снимка очень невысокое. Нечёткость и «замыленность» несколько ослабляются при уменьшении масштаба просмотра (или печати). При этом теряется необходимость в большом количестве мегапикселей. К тому же разные матрицы, построенные по одному и тому же принципу, обладают различными недостатками. Также современные сканеры при максимальном разрешении по разрешающей способности сильно превосходят пару «плёнка-объектив» и отсканированные при высоком разрешении кадры не будут иметь ожидаемого количества деталей.

Таким образом, количество мегапикселей не является главным показателем качества аппарата.

Печать фотографий

От количества мегапикселей зависит размер и резрешение фотоснимков.

Если пренебрегать размером фотографий и печатать маленькие фотографии на большой бумаге, то изображение будет получаться менее резким и на контрастных границах будет заметна ступенчатость.

При печати до формата 15×20 для безупречной резкости требуется качество печати 300 ppi (для снимка 10×15 (4×6 дюймов) это 1200×1800 точек). На формате А4 уже не требуется такого разрешения, так как снимок будет рассматриваться с бо́льшего расстояния.

Какое имеет отношение разрешения, для фильмов и кинематографа (информация для любителей снимать видео на камеры Hikvision)

В отличие от обозначения разрешение в телевидении, отталкивающегося от количества строк и, соответственно, количества элементов изображения по вертикали, в кинематографе разрешающая способность отсчитывается по длинной стороне кадра.

Такой принцип выбран из-за того, что в цифровом кино, в отличие от телевидения высокой четкости, существуют различные стандарты соотношения сторон экрана. В этом случае удобно отталкиваться от горизонтального разрешения, которое остается постоянным, в то время, как вертикальное изменяется в соответствии с высотой кадра. Разрешению 4K соответствует несколько различных размеров изображения в пикселях.

Комментировать
1 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
No Image Компьютеры
0 комментариев
Adblock detector