Do megapixel có vấn đề với công nghệ cảm biến hiện đại?

Nhiều megapixel có tốt không?

Là nhiều megapixel xấu ?

Làm nhiều megapixel tăng chi tiết? Họ có làm cho hình ảnh của tôi sắc nét hơn? Mặt khác, có một điểm là quá nhiều ? Do megapixel gây ra tiếng ồn tăng và các vấn đề khác? Làm thế nào để in và kích thước xem đi vào nó?

Sự khôn ngoan trên diễn đàn Internet rộng rãi từng là 6 megapixel là điểm ngọt ngào - dưới mức đó là không đủ, nhưng trên đó, không có nhiều lợi ích. Kích thước tệp đã lớn hơn, nhưng chi tiết bị mất do nhiễu và các vấn đề khác. Các đối số là việc nhồi nhét quá nhiều pixel vào một cảm biến nhỏ làm cho mỗi pixel quá nhỏ để mang lại bất kỳ lợi ích thực sự nào và dù sao thì các cảm biến có độ phân giải cao hơn sẽ vượt qua các ống kính giá rẻ. (Thay thế thứ gì đó như 12 thay vì 6 nếu chúng ta đang thảo luận về máy ảnh DSLR APS-C hoặc 24 cho khung hình đầy đủ.)

Đến năm 2011, mọi máy ảnh được giới thiệu đều nằm trong khoảng 12-18 megapixel. Trong năm 2016, hầu hết là trong phạm vi 16-24 megapixel. Chắc chắn không còn ai ở mức 6 nữa; thậm chí điện thoại thông minh đi kèm với camera 8 megapixel. Điều này có cung cấp bất kỳ cải thiện thực sự trên "điểm ngọt" cũ? Công nghệ đã được cải thiện đến mức "trí tuệ" cần được cập nhật hay tất cả chúng ta đang đau khổ vì tiếp thị? Hoặc chúng ta đã đi qua điểm ngọt ngào theo một số cách, nhưng không sao vì những điểm không được tranh cãi trước đây. (Ví dụ: tiếng ồn hơn, chi tiết chắc chắn, nhưng nhiều hơn cũng .)

Trong phạm vi 16-24 megapixel phổ biến hiện nay, với cùng kích thước cảm biến, có lợi ích thực sự nào cho cấp cao hơn không? Làm thế nào để megapixel ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hình ảnh với công nghệ ngày nay ? Những lợi ích và khi nào họ áp dụng? Những hạn chế là gì, và khi nào họ áp dụng? Tôi nên điều chỉnh kỹ thuật của mình (và kỳ vọng) như thế nào dựa trên số megapixel của máy ảnh?

Từ quan điểm lý thuyết thuần túy: nhiều megapixel tốt hơn .

Mọi người thường nói về việc các cảm biến megapixel cao hiện nay vượt xa hầu hết các ống kính, do đó không có điểm nào cao hơn trừ khi sử dụng kính tốt nhất. Điêu nay không phải luc nao cung đung. Độ phân giải hệ thống là sản phẩm của độ phân giải ống kính và độ phân giải cảm biến. Do đó, nếu bạn cải thiện một, độ phân giải hệ thống của bạn sẽ cải thiện bất kể cái nào khác. Cuối cùng, bạn nhận được lợi nhuận giảm dần, nhưng từ quan điểm lý thuyết, một cảm biến không thể vượt qua một ống kính cho đến khi hiệu ứng nhiễu xạ chiếm lĩnh.

Về mặt lý thuyết cho kích thước đầu ra cuối cùng cố định, nhiễu không phụ thuộc vào độ phân giải của cảm biến. Có các pixel nhỏ hơn thu được ít ánh sáng hơn, do đó mức nhiễu trên mỗi pixel cao hơn. Nhưng nếu bạn thay đổi kích thước hình ảnh megapixel cao để phù hợp với hình ảnh thấp hơn, bạn có giá trị pixel trung bình và do đó nhiễu sẽ được loại bỏ. Mọi người thường xuyên phàn nàn về độ ồn cao của máy ảnh compact khi xem hình ảnh ở mức 100%. Nhưng đó là một so sánh hoàn toàn không công bằng.

Từ quan điểm thực tế: nhiều megapixel không tệ

Từ cái nhìn thực tế, tình hình nhiễu phức tạp hơn, nhưng bằng chứng tôi đã thấy cho thấy các cảm biến MP cao không ồn hơn nhiều khi so sánh ở cùng kích thước hình ảnh (xem ở trên). Tôi sẽ tìm kiếm một số liên kết.

Tình huống về độ phân giải rất phức tạp bởi thực tế [hầu hết] các cảm biến không nhìn thấy màu sắc và do đó có lưới bayer đòi hỏi phải có bộ lọc khử răng cưa. Bí danh là tồi tệ nhất khi tần số lấy mẫu khớp với tần số tín hiệu của bạn (tức là chi tiết hình ảnh). Việc tăng số megapixel nhanh hơn tăng tần số tín hiệu sẽ cải thiện việc khử răng cưa, đến mức có thể loại bỏ bộ lọc răng cưa truyền thống.

Có những vấn đề thực tế khác liên quan đến khả năng trích xuất thêm chi tiết từ cảm biến của bạn:

• Quy tắc 1 / độ dài tiêu cự không còn được áp dụng khi bạn tăng megapixel, bạn cần tăng độ ổn định và cũng tăng tốc độ màn trập khi chuyển động của đối tượng trở nên rõ ràng hơn.

• Nhiễu xạ trở thành vấn đề khi bạn tăng megapixel khi các pixel trở nên nhỏ hơn đĩa Airy .

• Yêu cầu xử lý và lưu trữ dữ liệu cao hơn.

Cần nhấn mạnh rằng đây không phải là nhược điểm của số megapixel cao hơn, vì bạn luôn có thể thu nhỏ hình ảnh của mình và bạn không bị mất bất cứ thứ gì khi so sánh với máy ảnh có số megapixel thấp hơn. Ngoại lệ là trong xử lý dữ liệu máy ảnh, vì máy ảnh phải đọc toàn bộ cảm biến khi chụp ảnh tĩnh và bằng cách nào đó xử lý thông tin này.

Vậy bạn có thể đi cao bao nhiêu? Tôi đã thấy các tính toán về khẩu độ giới hạn nhiễu xạ đối với ánh sáng đỏ với cảm biến toàn khung hình 350 megapixel là f / 2.8 (ánh sáng xanh lục và xanh lam cần khẩu độ lớn hơn nữa) để bạn có thể biết. Cá nhân tôi nghĩ rằng lợi nhuận của bạn sẽ vượt qua cảm biến 50 megapixel 35mm, tối đa có thể là 75 - 100. Khi bạn nhận được nhiễu xạ đáng chú ý ở f / 5.6, mọi người sẽ trở nên không quan tâm và một khi bạn phải mở tới f / 2.8 với một ống kính sắc nét ở f / 2.8, cuộc đua megapixel đã kết thúc.

Các định dạng lớn hơn cho phép nhiều megapixel hơn trước khi đặt nhiễu xạ (tại một f / stop nhất định) tuy nhiên độ sâu trường sẽ nông hơn ở cùng f / stop, yêu cầu bạn dừng lại nhiều hơn cho độ sâu trường, do đó dường như không có lợi thế nội tại khi nói đến nhiễu xạ (mặc dù dễ dàng hơn để tạo ra các ống kính sắc nét ở khẩu độ giới hạn nhiễu xạ cho định dạng lớn hơn).

Sự tồn tại của máy ảnh định dạng trung bình 80 megapixel chỉ ra thực tế là có thể, nhiễu xạ khôn ngoan, được cung cấp kính đủ tốt. Mặc dù người dùng các máy ảnh như vậy chỉ ra mức độ khó khăn khi sử dụng 80MP nhưng điều này cho thấy nó là một giới hạn thực tế tốt, nếu không phải là một lý thuyết.

Một vòng quay khác nhau trong câu hỏi nhiều megapixel hơn không phải là "độ rõ của hình ảnh cạnh trên cạnh tốt hơn" mà là "tôi có thể làm gì với các bit thừa" không? Một điều tôi đang thấy ngày càng nhiều là sự linh hoạt để tái sử dụng hình ảnh bằng cách cắt xén đơn giản vì hình ảnh bị cắt vẫn có độ phân giải đủ cho nhiều mục đích, nếu không muốn nói là hầu hết.

Và ... nếu / khi ống kính khớp với độ phân giải cảm biến cho các cảm biến cao cấp hơn (tôi không tin tất cả các ống kính đều vượt xa các cảm biến DSLR hàng đầu), thì có lẽ bạn sẽ rất vui khi có độ phân giải bổ sung.

Báo lại tình cảm "nhiều pixel tương đương chậm hơn để lưu vào phương tiện", đây có thể là một vấn đề khi chụp hành động và trong ít nhất một trường hợp (cạnh) khác: HDR cầm tay.

Tôi từ lâu đã có quan điểm rằng đối với người dùng bình thường, nhiều megapixel mang lại cho bạn không có lợi ích 'thế giới thực'.

Ưu điểm của nhiều megapixel:

• Cho phép bạn in lớn hơn, không mất chi tiết.
• Cho phép bạn cắt một hình ảnh mà không mất chi tiết. (<- Cá nhân tôi sử dụng rất nhiều)
• Cho phép bạn thực sự chọn ra nhiều chi tiết nhỏ trong đánh giá.
• Ghi lại nhiều thông tin hơn trong một cảnh.

Nhược điểm của nhiều megapixel:

• Thông tin gia tăng được ghi lại trong một cảnh có thể có nghĩa là trong các khu vực tương phản như cạnh của một thứ gì đó, có rất nhiều thông tin được ghi lại mà nó không nhanh chóng 'thay đổi' từ cái này sang cái khác. Điều này có thể có nghĩa là khi xem lại hình ảnh, chúng trông mềm mại hơn và không sắc nét như ảnh từ máy ảnh có độ phân giải thấp hơn. Trải nghiệm của tôi về điều này là 8mp EOS 350D so với 18mp EOS 7D. 7D vượt trội về mặt kỹ thuật về mọi mặt nhưng ngay cả với cùng một ống kính, những bức ảnh được chụp với 350D trông sắc nét hơn.
• Nhiều megapixel = kích thước tệp lớn hơn, đặc biệt là RAW. Vì vậy, có thể cần nhiều không gian đĩa hơn, cũng như CPU ​​của bạn làm việc chăm chỉ hơn (/ lâu hơn) để tải chúng.
• Một số ống kính sẽ bắt đầu hiển thị lỗ hổng với máy ảnh có độ phân giải cao như vậy, vì vậy để tận dụng tốt nhất máy ảnh, bạn cần đầu tư vào kính đắt tiền hơn.
• Hiệu suất ánh sáng thấp có thể bắt đầu bị ảnh hưởng, vì các pixel được đóng gói dày đặc hơn trên cảm biến, dẫn đến nhiều nhiễu hơn khi phơi sáng lâu hơn.

Vì vậy, trừ khi bạn đang chụp ảnh với ý định thổi nó lên cỡ A1 hoặc xa hơn (tích trữ quảng cáo, v.v.), thì bạn chỉ cần không cần các megapixel. Để xem thường xuyên trên màn hình hoặc in cho album gia đình, megapixel thấp hơn (8-12) sẽ là quá đủ và cho bạn kết quả sắc nét hơn.

Lưu ý rằng những tình cảm này chỉ dựa trên những quan sát của riêng tôi trong việc sử dụng trong thế giới thực. Chúng không khoa học theo bất kỳ cách nào ...

Nói chung, nhiều megapixel là tốt hơn. Tuy nhiên, có nhiều hơn một yếu tố về độ sắc nét của hình ảnh của máy ảnh. Ví dụ: nếu bạn có hình ảnh 500 megapixel, ống kính vẫn sẽ giới hạn độ sắc nét của hình ảnh ở độ phân giải thấp hơn nhiều. Nhiều máy ảnh ngắm và chụp có đủ megapixel và ống kính đủ rẻ mà yếu tố hạn chế rõ ràng là ống kính chứ không phải số lượng pixel.

Một số nhược điểm nhỏ của số lượng lớn megapixel là truyền chậm hơn từ máy ảnh sang máy tính và các tệp lớn hơn trên máy tính và thẻ nhớ. Nói chung, bạn có thể điều chỉnh kích thước hình ảnh nhỏ hơn trên máy ảnh, nhưng điều này có thể không ảnh hưởng đến hình ảnh Nguyên.

Khác với sự bất tiện về kích thước hình ảnh và chi phí bổ sung, quá nhiều megapixel sẽ không ảnh hưởng gì.

Dường như không ai chạm vào vấn đề nhạy cảm với ánh sáng. Các cảm biến có thể được chiếu sáng phía trước hoặc phía sau và điều này sẽ dẫn đến các hiệu ứng khác nhau khi tăng số lượng pixel.

Cảm biến chiếu sáng phía trước

Một cảm biến được chiếu sáng phía trước sẽ có các bóng bán dẫn và đường dẫn điện ở phía nhạy cảm với ánh sáng của cảm biến. Các thành phần này sẽ bao phủ các bộ phận của cảm biến và giảm vùng nhạy cảm với ánh sáng. Thêm nhiều pixel hơn có nghĩa là nhiều bóng bán dẫn hơn và giảm khu vực nhạy cảm với ánh sáng.

Khu vực nhạy cảm với ánh sáng nhỏ hơn dẫn đến hiệu suất thấp hơn.

Điều này có thể được giảm nhẹ bằng cách sử dụng vi sóng.

Cảm biến chiếu sáng phía sau

Do các bóng bán dẫn cho mỗi pixel và các đường dẫn điện không cùng phía với khu vực nhạy sáng, nên các cảm biến chiếu sáng ngược sẽ có cùng khu vực nhạy sáng, thậm chí còn nghĩ rằng số pixel tăng lên.

Đôi khi nhiều pixel là xấu.

Bạn muốn pixel tốt hơn, không phải là nhiều hơn, tùy thuộc vào kích thước cảm biến. Bạn cần các cảm biến đủ lớn để bạn có thể thu đủ số lượng photon.

Trong khi các cảm biến ngày càng nhỏ hơn, định luật Moore và tất cả những thứ đó, photon thì không.

Nhiều megapixel luôn tốt về mặt thực tế và lý thuyết.

Trước hết Megapixels chỉ có nghĩa là Triệu pixel. Bạn càng phải làm việc với nhiều thứ, bạn càng có lợi. Luôn luôn.

Những hạn chế đang được thảo luận là một cách suy nghĩ tồi tệ. Để thử và tạo một sự tương tự cho các nhiếp ảnh gia:

Bạn muốn có một Canon 42mp hoặc Canon 5,6mp nếu tất cả các tính năng, thiết kế và chi phí khác là giống hệt nhau?

Tôi cá là bạn đã đi với 42mp. Tôi cá là mọi người đã làm. Làm mất uy tín câu hỏi do các yếu tố khác như ống kính, dung lượng ổ đĩa hoặc khả năng xử lý là một vấn đề tiếp tuyến đối với câu hỏi thực tế.

Một điều quan trọng khác cần chỉ ra là với một ống kính macro tốt, bạn có thể ghép hàng trăm khung hình N megapixel riêng lẻ thành một khung lớn. Dưới đây là một số hình ảnh 80 gigapixel cho mọi người thưởng thức.

Quan điểm của tôi khi đề cập đến vấn đề này là bởi vì hầu hết các vấn đề mà mọi người đang nói là khuyết điểm tiềm năng không phải là nhược điểm của megapixel, chúng là khuyết điểm của các thiết bị khác. Một ống kính không thể có được độ sắc nét từ cạnh đến cạnh không nên có bất kỳ liên quan nào đến câu hỏi này như được đặt ra.

Vì vậy, khi nào bạn nên tìm kiếm nhiều megapixel? Luôn luôn. Càng nhiều megapixel trên mỗi khung hình, bạn càng có lợi. Bạn càng có nhiều tùy chọn cắt, bạn càng cần ít khâu, bạn càng dễ dàng chọn những thứ trong mục đích xử lý bài, v.v.

Và trước khi ai đó nói, nhưng những gì về pixel lớn hơn - một lần nữa đây là tất cả mọi thứ đều bình đẳng. Có nhiều yếu tố khác trong việc xác định máy ảnh nhưng câu hỏi này chỉ hỏi về số megapixel. Apple và Sony và những người khác đang tìm kiếm các pixel lớn hơn là một sự bổ sung đáng hoan nghênh và nếu bạn có thể có gấp đôi số pixel lớn hơn đó với mọi thứ đều bằng nhau bao gồm cả chi phí bạn sẽ phải trả. Mỗi lần như vậy.

Tôi hoàn toàn đồng ý với câu trả lời của Matt và Steve, nhưng tôi nghĩ người ta cũng cần xem xét những lợi thế to lớn của việc có độ phân giải cao hơn khi xử lý bài đăng trên hình ảnh. Nói chung, nhiều megapixel sẽ mang lại hình ảnh tốt hơn nhiều nếu bạn cố gắng tận dụng tối đa quá trình xử lý hậu kỳ (tất nhiên, với điều kiện là bạn không so sánh một camera ồn ào với một số lượng lớn megapixel với một camera tốt, độ nhiễu thấp số lượng megapixel nhỏ hơn, lưu ý rằng câu hỏi đặc biệt đề cập đến công nghệ cảm biến hiện đại).

Những bức ảnh được chụp bằng máy ảnh tốt nhất bởi các nhiếp ảnh gia giỏi thường sẽ có độ phân giải cao hơn một chút so với chất lượng hình ảnh. Ngoài ra, như Matt chỉ ra, ngay cả một bức ảnh hoàn hảo với một ống kính hoàn hảo cũng sẽ không bị nhiễu do nhiễu xạ nếu độ phân giải đủ cao. Vì vậy, bạn có thể đặt câu hỏi nếu tăng độ phân giải bằng cách giả sử, hệ số mười sẽ được sử dụng nếu các hình ảnh điển hình đã hiển thị độ sắc nét trên tỷ lệ chiều dài dài hơn kích thước pixel.

Chúng ta hãy xem xét quan điểm của Mike về sự không rõ ràng trong các lĩnh vực tương phản. Giả sử rằng độ sáng thay đổi nhanh chóng từ giá trị này sang giá trị khác trên 4 pixel và với độ phân giải gấp mười lần, sự thay đổi này sẽ xảy ra dần dần hơn 40 pixel. Với hình ảnh sau, tôi có thể tính toán hàm lây lan điểm chính xác hơn nhiều vì tôi có số lượng điểm dữ liệu gấp mười lần. Điều này sẽ cho phép tôi làm sắc nét hình ảnh bằng cách sử dụng giải mã chính xác hơn nhiều. Deconvolution sẽ tạo ra các tạo phẩm, bạn có thể thực hiện các phép tính càng chính xác thì sự cân bằng giữa các chi tiết được phục hồi và các tạo tác giả là càng chính xác.

Một ứng dụng khác là sửa lỗi phơi sáng quá mức khi giá trị độ sáng của các phần nhỏ của hình ảnh được cắt ở mức tối đa (cũng trong ảnh thô). Nếu không có lợi ích của nhiều ảnh với độ phơi sáng khác nhau, bạn không thể tạo hình ảnh HDR. Nhưng những gì bạn có thể làm là xem xét các cạnh của khu vực bị phơi sáng quá mức trong ảnh và sau đó với chức năng trải rộng điểm cục bộ (mà người ta có thể cố gắng tính toán từ các khu vực có độ tương phản cao gần đó), bạn có thể tính toán độ sáng chính xác (cũng là độ dốc và thứ tự cao hơn dẫn xuất) chỉ vào các khu vực quá mức.

Rõ ràng điều này sẽ hoạt động tốt hơn nhiều khi bạn phải làm việc với nhiều pixel hơn và khi hình ảnh không hoàn hảo. Mặc dù kết quả của một bài tập như vậy sẽ khá hạn chế (bạn sẽ không thể khôi phục tốt các chi tiết bên trong khu vực bị phơi sáng quá mức), tôi nghĩ chỉ cần lấy đúng màu của một khu vực bị phơi sáng trắng xấu xí có thể làm cho điều này trở nên đáng giá.