Cuộc đua Megapixel không cần thiết?

Chúng ta đã đạt đến điểm mà cuộc đua megapixel liên quan nhiều đến cuộc đua, về việc có nhiều người khác hơn là về chất lượng hình ảnh chưa?

Chỉ vài năm trước, 6MP đã được quảng cáo là số MP tối ưu mà bạn cần để chụp những bức ảnh thực sự tốt.

Nhưng gần đây, giống như hầu hết các công nghệ, MP đã nhảy qua nhau trong những bước nhảy vọt.

Gần đây, Nikon đã phát hành d800 với 36.3MP (theo ý kiến ​​của tôi) điên rồ. Nhưng tốt, d800 là một máy ảnh khá cao cấp, cách dễ dàng để thả một vài grand. Nhưng sau đó, họ cũng chỉ phát hành d3200, nhằm mục đích trở thành một máy ảnh DSLR 'người học' cấp độ đầu vào, với 24,2MP. Đó là gấp đôi so với d5000 tôi đã mua hai năm trước.

Tôi biết rằng nhiều MP là tốt. MP cao hơn = hình ảnh sắc nét hơn. Nhưng tại thời điểm nào thì những sự gia tăng độ sắc nét này trở nên không đáng kể, và tăng số lượng MP không phục vụ gì thêm sau đó là quyền khoe khoang?

Khi bạn xem xét mọi người đã chụp những bức ảnh tuyệt đẹp trong nhiều thập kỷ, rằng một số hình ảnh tuyệt vời được chụp trên các máy ảnh DSLR đầu tiên có ít hơn 10MP, 36MP có thực sự hữu ích không?

Megapixels là cần thiết!

Cuộc đua megapixel chắc chắn không "không cần thiết". Liên tục trong suốt thập kỷ qua, tiến bộ đã được thực hiện ở mặt trước megapixel trong khi chất lượng hình ảnh luôn tăng . Những câu ngạn ngữ giai thoại sẽ khiến bạn nghĩ rằng điều đó là không thể, nhưng có khá nhiều cải tiến về công nghệ và chế tạo đã tạo ra tiếng ồn thấp hơn, tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm lớn hơn và tăng dải động có thể mặc dù thu nhỏ các vùng pixel.

Tôi nghĩ rằng sự ra đời của cảm biến Sony Exmor 36.3mp hiện đang được sử dụng trong Nikon D800 là một ví dụ tinh tế về những cải tiến công nghệ cấp thấp có thể làm để giảm nhiễu và tăng độ động trong khi vẫn cho phép tăng độ phân giải hình ảnh đáng kể. Như vậy, tôi nghĩ rằng D800 là một ví dụ tuyệt vời về lý do tại sao cuộc đua megapixel chắc chắn không kết thúc bằng bất kỳ phương tiện nào.

Còn về việc đó chỉ là quyền khoe khoang? Tôi nghi ngờ điều đó. Các công cụ tốt hơn luôn có thể được sử dụng hiệu quả trong tay của một nghệ nhân lành nghề. Độ phân giải cao hơn và dải động ISO thấp hơn có một số trường hợp sử dụng giá trị cao cụ thể. Cụ thể, chụp ảnh phong cảnh và một số hình thức chụp ảnh studio. D800 là một vị trí rất độc đáo, cung cấp chất lượng hình ảnh định dạng gần trung bình trong một gói khoảng 1/10 chi phí. Đối với một số hãng phim, không có sự thay thế nào là tốt nhất và họ sẽ sử dụng máy ảnh định dạng kỹ thuật số 40.000 đô la như một vấn đề cung cấp nhận thức đúng đắn cho khách hàng của họ. Tuy nhiên, đối với nhiều studio khác, và đối với nhiều nhiếp ảnh gia phong cảnh, D800 là một giấc mơ trở thành sự thật: vô số megapixel và dải động cao.

Không, cuộc đua megapixel chắc chắn chưa kết thúc, và nó chắc chắn không cần thiết. Cạnh tranh trên tất cả các mặt trận tạo ra sự tiến bộ trên tất cả các mặt trận, và đó chỉ là điều tốt cho người tiêu dùng.

Tiềm năng cải thiện

Để đi sâu hơn một chút so với kết luận của tôi ở trên, có nhiều điều cho câu chuyện hơn là chỉ đơn giản là cạnh tranh trên tất cả các mặt trận là tốt. Về mặt công nghệ, vật lý và thực tế, có những hạn chế thực sự sẽ hạn chế mức tăng tiềm năng khi chúng tôi tiếp tục tăng số lượng pixel cảm biến. Một khi chúng ta đã đạt đến những giới hạn đó, lợi ích hữu ích với chi phí hợp lý sẽ phải được thực hiện ở nơi khác. Hai lĩnh vực có thể xảy ra sẽ là quang học và phần mềm.

Giới hạn công nghệ

Về mặt công nghệ, có những giới hạn riêng biệt về mức độ bạn có thể cải thiện IQ. Nguồn suy giảm hình ảnh chính trong các cảm biến là nhiễu, và có nhiều dạng nhiễu được giới thiệu điện tử có thể được kiểm soát. Tôi nghĩ Sony, với các cảm biến Exmor của họ, rất gần đạt đến giới hạn công nghệ, nếu họ chưa có. Họ đã sử dụng nhiều bằng sáng chế để giảm các nguồn phát ra tiếng ồn ở mức độ phần cứng trực tiếp trong các cảm biến của họ. Nguồn quan trọng của tiếng ồn có thể kiểm soát được bóng tối tiếng ồn hiện nay , đọc tiếng ồn , mô hình tiếng ồn , tiếng ồn không đồng nhất , chuyển đổi (hay lượng tử) tiếng ồn và tiếng ồn nhiệt .

Cả Sony và Canon đều sử dụng CDS , hoặc lấy mẫu kép tương quan , để giảm nhiễu hiện tại tối. Cách tiếp cận của Sony là một cú chạm hiệu quả hơn, nhưng cả hai đều sử dụng cùng một cách tiếp cận. Đọc nhiễu là sản phẩm phụ của khuếch đại do dao động dòng điện qua mạch. Có nhiều cách tiếp cận được cấp bằng sáng chế và thử nghiệm để phát hiện sự thay đổi điện áp trong mạch và sửa nó trong quá trình khuếch đại, để tạo ra kết quả đọc "thuần túy, chính xác hơn". Sony sử dụng một cách tiếp cận được cấp bằng sáng chế của riêng họ trong các cảm biến Exmor, bao gồm cả 36.3mp được sử dụng trong D800. Hai loại nhiễu điện tử trước chuyển đổi khác là nhiễu mẫu và nhiễu không đồng nhất. Đây là kết quả của sự không liên tục trong đáp ứng và hiệu quả của mạch.

Nhiễu mẫu là một khía cạnh cố định của từng bóng bán dẫn được sử dụng để xây dựng một pixel cảm biến duy nhất và các cổng điện tử được sử dụng để bắt đầu đọc và xóa tín hiệu. Ở mức độ lượng tử, gần như không thể tạo ra mọi bóng bán dẫn giống hệt nhau và điều này tạo ra một mô hình cố định của các đường ngang và dọc trong nhiễu cảm biến. Nói chung, nhiễu mẫu là yếu tố góp phần nhỏ vào nhiễu tổng thể và thực sự chỉ là vấn đề ở các vùng SNR rất thấp hoặc trong thời gian phơi sáng rất dài. Nhiễu mẫu có thể tương đối dễ dàng để loại bỏ nếu bạn tiếp cận vấn đề một cách chính xác. Một "khung tối" có thể được xây dựng bằng cách lấy trung bình nhiều mẫu với nhau để tạo ra mẫu nhiễu mẫu có thể phân biệt với khung màu để loại bỏ nhiễu mẫu. Đây thực chất là cách loại bỏ tiếng ồn tiếp xúc lâu dài, và đó cũng là cách người ta có thể loại bỏ thủ công nhiễu mẫu cố định khỏi phơi sáng lâu. Ở mức độ phần cứng, nhiễu mẫu cố định có thể được giảm thiểu bằng cách ghi vào một mẫu đảo ngược các hiệu ứng của FPN sao cho có thể thêm / bớt các khác biệt tại thời điểm đọc, tương tự như CDS, do đó cải thiện "độ tinh khiết" của các lần đọc pixel. Một loạt các cách tiếp cận thử nghiệm để ghi trong các mẫu FPN, cũng như các cách tiếp cận trừu tượng hơn, vẫn tồn tại ngày nay.

Nhiễu không đồng nhất, thường được gọi là PRNU hoặc Phản hồi pixel Không đồng nhất, là kết quả của sự thay đổi nhỏ trong hiệu suất lượng tử (QE) của mỗi pixel. QE đề cập đến khả năng pixel để chụp các photon và thường được đánh giá là phần trăm. Chẳng hạn, Canon 5D III có QE là 47%, điều này cho thấy nó đủ hiệu quả để thường xuyên chụp 47% các photon đạt tới từng pixel. QE trên mỗi pixel thực tế có thể thay đổi +/- một vài phần trăm, tạo ra một nguồn nhiễu khác, vì mỗi pixel có thể không thu được cùng số lượng photon như các lân cận của nó mặc dù nhận được cùng một lượng ánh sáng tới. PRNU cũng thay đổi theo độ nhạy và hình thức nhiễu này có thể trở nên trầm trọng hơn khi ISO được tăng lên. PRNU có thể được giảm thiểu bằng cách bình thường hóa hiệu quả lượng tử của từng pixel, giảm thiểu sự thay đổi giữa hàng xóm và trên toàn bộ khu vực cảm biến. Những cải tiến đối với QE có thể đạt được bằng cách giảm khoảng cách giữa các photodiod trong mỗi pixel, giới thiệu một hoặc nhiều lớp microlenses trên mỗi pixel để khúc xạ ánh sáng tới photodiode lên photodiode và sử dụng công nghệ cảm biến ngược sáng (di chuyển rất nhiều hoặc tất cả các dây dẫn và bóng bán dẫn đọc phía sau photodiode, loại trừ khả năng chúng có thể cản trở các photon tới và phản xạ chúng hoặc chuyển chúng thành năng lượng nhiệt.)

Tiếng ồn nhiệt là tiếng ồn được giới thiệu bởi nhiệt. Nhiệt về cơ bản chỉ là một dạng năng lượng khác, và nó có thể kích thích sự tạo ra các electron trong photodiode giống như một photon có thể. Nhiễu nhiệt được gây ra trực tiếp bởi ứng dụng nhiệt, thường thông qua các thành phần điện tử nóng như bộ xử lý hình ảnh hoặc ADC. Nó có thể được giảm thiểu bằng cách cách ly nhiệt các thành phần như vậy khỏi cảm biến, hoặc bằng cách chủ động làm mát cảm biến.

Cuối cùng là tiếng ồn chuyển đổi, hoặc tiếng ồn lượng tử hóa. Loại nhiễu này được tạo ra do sự thiếu chính xác vốn có trong ADC hoặc chuyển đổi tương tự sang số. Độ lợi không tách rời (mức tăng thập phân với toàn bộ và phần phân đoạn) thường được áp dụng cho tín hiệu hình ảnh tương tự được đọc từ cảm biến khi số hóa hình ảnh. Vì tín hiệu tương tự và mức tăng là số thực, kết quả kỹ thuật số (tích phân) của chuyển đổi thường không nhất quán. Độ tăng 1 sẽ tạo ra một ADU cho mỗi electron được bắt bởi một pixel, tuy nhiên mức tăng thực tế hơn có thể là 1,46, trong trường hợp đó bạn có thể nhận được 1 ADU mỗi electron trong một số trường hợp và 2 ADU mỗi electron trong các trường hợp khác. Sự không nhất quán này có thể đưa ra nhiễu chuyển đổi / lượng tử hóa trong đầu ra kỹ thuật số sau ADC. Đóng góp này cho tiếng ồn là khá thấp, và tạo ra độ lệch khá tốt của nhiễu từ pixel sang pixel. Nó thường khá dễ dàng để loại bỏ với phần mềm giảm tiếng ồn.

Việc loại bỏ các dạng nhiễu điện tử có khả năng cải thiện điểm đen và độ tinh khiết đen của hình ảnh. Càng nhiều dạng nhiễu điện tử bạn có thể loại bỏ hoặc giảm thiểu, tỷ lệ nhiễu tín hiệu của bạn sẽ càng tốt, ngay cả đối với các mức tín hiệu rất thấp. Đây là mặt trận lớn mà Sony đã đạt được tiến bộ đáng kể với các cảm biến Exmor của họ, điều này đã mở ra khả năng phạm vi động 14 điểm dừng thực sự với khả năng phục hồi bóng thực sự tuyệt vời. Đây cũng là lĩnh vực chính mà nhiều công nghệ chế tạo cảm biến cạnh tranh đang bị tụt lại phía sau, đặc biệt là cảm biến định dạng trung bình và Canon. Đặc biệt, các cảm biến của Canon có mức nhiễu đọc rất cao, mức độ chuẩn hóa QE thấp hơn, tổng thể QE thấp hơn và chỉ sử dụng CDS để giảm tiếng ồn dòng tối trong cảm biến. Điều này dẫn đến phạm vi động tổng thể thấp hơn nhiều,

Một khi tất cả các dạng nhiễu điện tử được giảm thiểu đến mức không còn quan trọng nữa, sẽ có rất ít nhà sản xuất có thể làm để cải thiện trong chính các cảm biến. Khi đạt đến điểm này, điều duy nhất thực sự quan trọng từ quan điểm hiệu quả lượng tử trên mỗi pixel là vùng pixel ... và với các đặc tính điện tử gần như hoàn hảo, chúng ta có thể có kích thước pixel nhỏ hơn đáng kể so với cảm biến DSLR mật độ cao nhất ngày nay (sẽ là Nikon D800 với 4,6 pixel pixel, Canon 7D với 4,3 pixel pixel và cuối cùng là Nikon D3200 với 3,8 pixel pixel.) Cảm biến điện thoại di động sử dụng các pixel xung quanh kích thước 1 micron và đã chứng minh rằng pixel là khả thi và có thể tạo ra IQ khá tốt. Công nghệ tương tự trong máy ảnh DSLR có thể còn đi xa hơn với khả năng giảm nhiễu tối đa,

Giới hạn vật lý

Ngoài những hạn chế về công nghệ đối với sự hoàn hảo của chất lượng hình ảnh, có một vài hạn chế về thể chất. Hai hạn chế chính là nhiễu photon và độ phân giải không gian . Đây là những khía cạnh của thực tế vật lý và là những thứ chúng ta thực sự không kiểm soát được. Chúng không thể được giảm nhẹ bằng các cải tiến công nghệ, và đã (và đã) có mặt bất kể chất lượng của thiết bị của chúng tôi.

Photon nhiễu, hoặc bắn photontiếng ồn, là một dạng của tiếng ồn do bản chất không thể đoán trước được của ánh sáng. Ở mức độ lượng tử, chúng ta không thể dự đoán chính xác pixel nào một photon có thể tấn công, hoặc tần suất các photon có thể tấn công một pixel chứ không phải một pixel khác. Chúng ta có thể sắp xếp các photon một cách gần đúng vào một đường cong xác suất, nhưng chúng ta không bao giờ có thể làm cho nó phù hợp hoàn hảo, vì vậy các photon từ một nguồn sáng chẵn sẽ không bao giờ phân phối hoàn hảo và đồng đều trên khu vực của cảm biến. Khía cạnh vật lý này của thực tế tạo ra phần lớn nhiễu mà chúng ta gặp trong các bức ảnh của mình và việc khuếch đại dạng nhiễu này bằng các bộ khuếch đại của cảm biến là lý do chính khiến ảnh trở nên nhiễu hơn ở cài đặt ISO cao hơn. Tín hiệu thấp hơn tỷ lệ nhiễu có nghĩa là có ít phạm vi tín hiệu hơn trong đó để thu và khuếch đại các photon, do đó, SNR cao hơn có thể giúp giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu photon và giúp chúng ta đạt được các cài đặt ISO cao hơn ... tuy nhiên không thể loại bỏ nhiễu photon và sẽ luôn là một hạn chế đối với IQ của máy ảnh kỹ thuật số. Phần mềm có thể đóng vai trò giảm thiểu nhiễu hạt photon và vì có một số dự đoán về ánh sáng, các thuật toán toán học tiên tiến có thể loại bỏ phần lớn dạng nhiễu này sau khi ảnh được chụp và nhập ở định dạng RAW. Hạn chế thực sự duy nhất ở đây là chất lượng, độ chính xác và độ chính xác của phần mềm giảm nhiễu. các thuật toán toán học tiên tiến có thể loại bỏ phần lớn hình thức nhiễu này sau khi một bức ảnh được chụp và nhập ở định dạng RAW. Hạn chế thực sự duy nhất ở đây là chất lượng, độ chính xác và độ chính xác của phần mềm giảm nhiễu. các thuật toán toán học tiên tiến có thể loại bỏ phần lớn hình thức nhiễu này sau khi một bức ảnh được chụp và nhập ở định dạng RAW. Hạn chế thực sự duy nhất ở đây là chất lượng, độ chính xác và độ chính xác của phần mềm giảm nhiễu.

Độ phân giải không gian là một khía cạnh vật lý khác của hình ảnh hai chiều mà chúng ta phải làm việc. Tần số không gian, hoặc dạng sóng hai chiều có độ sáng khác nhau, là một cách khái niệm hóa hình ảnh được chiếu bởi một ống kính và được ghi lại bằng cảm biến. Độ phân giải không gian mô tả quy mô của các tần số này và là một thuộc tính cố định của hệ thống quang học. Khi nói đến cảm biến, độ phân giải không gian là hệ quả trực tiếp của kích thước cảm biến và mật độ điểm ảnh.

Độ phân giải không gian thường được đo theo cặp dòng trên milimét (lp / mm) hoặc chu kỳ trên milimet. D800 với pixel 4,3 micron, hoặc 4912 hàng pixel với chiều cao cảm biến 24mm, có khả năng 102,33 lp / mm. Thú vị thay, Canon 7D, với 3456 hàng pixel với chiều cao cảm biến 14,9mm, có khả năng 115,97 lp / mm ... độ phân giải cao hơn D800. Tương tự, Nikon D3200 với 4000 hàng pixel trong 15,4mm chiều cao cảm biến sẽ có khả năng 129,87 lp / mm. Cả 7D và D3200 đều là APS-C hoặc cảm biến khung hình bị cắt ... nhỏ hơn về kích thước vật lý so với cảm biến toàn khung hình của D800. Nếu chúng ta tiếp tục tăng số megapixel trong cảm biến toàn khung hình cho đến khi chúng có cùng kích thước pixel với D3200 (3,8 micron), chúng ta có thể tạo ra cảm biến pixel 9351x6234, hoặc 58.3mp. Chúng ta có thể đưa suy nghĩ này đến cùng cực, và giả sử có thể tạo ra cảm biến DSLR full-frame với cùng kích thước pixel với cảm biến trong iPhone 4 (vốn nổi tiếng là chụp một số ảnh rất tốt với IQ, trong khi không tốt bằng DSLR, là nhiều hơn chấp nhận được), là 1,75 micron. Điều đó sẽ chuyển thành cảm biến 20571x13714 pixel, hoặc 282.1mp! Một cảm biến như vậy sẽ có khả năng phân giải không gian 285,7 lp / mm, một con số mà như bạn sẽ thấy trong thời gian ngắn, có khả năng ứng dụng hạn chế.

Câu hỏi thực sự là liệu độ phân giải như vậy trong một yếu tố hình thức DSLR sẽ có lợi. Câu trả lời cho điều đó có khả năng. Độ phân giải không gian của cảm biến thể hiện giới hạn trên về khả năng của toàn bộ máy ảnh, giả sử bạn có một ống kính tương ứng có khả năng tạo ra độ phân giải đủ để tối đa hóa tiềm năng của cảm biến. Các ống kính có những hạn chế vật lý vốn có của chúng đối với độ phân giải không gian của hình ảnh mà chúng chiếu và những hạn chế đó không phải là hằng số ... chúng thay đổi theo khẩu độ, chất lượng thủy tinh và hiệu chỉnh quang sai. Nhiễu xạ là một thuộc tính vật lý khác của ánh sáng làm giảm độ phân giải tiềm năng tối đa khi nó đi qua một khe hở ngày càng hẹp (trong trường hợp của thấu kính, độ mở đó là khẩu độ.) Quang sai hoặc không hoàn hảo trong khúc xạ ánh sáng của thấu kính, là một khía cạnh vật lý khác làm giảm độ phân giải tiềm năng tối đa. Không giống như nhiễu xạ, quang sai tăng khi khẩu độ được mở rộng. Hầu hết các ống kính đều có một "điểm ngọt", tại đó các hiệu ứng của quang sai và nhiễu xạ là tương đương nhau và ống kính đạt đến tiềm năng tối đa của nó. Một ống kính "hoàn hảo" là một ống kính không có bất kỳ quang sai quang học nào, và cónhiễu xạ hạn chế . Các ống kính thường trở nên nhiễu xạ giới hạn khoảng f / 4.

Độ phân giải không gian của ống kính bị giới hạn bởi nhiễu xạ và quang sai, và khi nhiễu xạ tăng khi khẩu độ ngừng lại, độ phân giải không gian co lại theo kích thước của đồng tử vào. Ở f / 4, độ phân giải không gian tối đa của một ống kính hoàn hảo là 173 lp / mm. Ở f / 8, một ống kính giới hạn nhiễu xạ có khả năng 83 lp / mm, tương đương với hầu hết các máy ảnh DSLR full-frame (không bao gồm D800), dao động trong khoảng 70-85 lp / mm. Ở f / 16, một ống kính giới hạn nhiễu xạ có khả năng chỉ 43 lp / mm, một nửa độ phân giải của hầu hết các máy ảnh full-frame và ít hơn một nửa độ phân giải của hầu hết các máy ảnh APS-C. Rộng hơn f / 4, đối với ống kính vẫn bị ảnh hưởng bởi quang sai, độ phân giải có thể nhanh chóng giảm xuống 60 lp / mm hoặc thấp hơn và thấp tới 25-30 lp / mm đối với các góc rộng cực nhanh f / 1.8 hoặc các số nguyên tố nhanh hơn . Quay trở lại lý thuyết của chúng tôi 1. Cảm biến 75 micron pixel 282mp FF ... nó sẽ có khả năng phân giải không gian 285 lp / mm. Bạn sẽ cần một ống kính f / 2.4 hoàn hảo, hạn chế nhiễu xạ để đạt được độ phân giải không gian nhiều như vậy. Một ống kính như vậy sẽ đòi hỏi hiệu chỉnh quang sai cực lớn, làm tăng đáng kể chi phí. Một số ống kính tồn tại có thể đạt được các đặc điểm gần như hoàn hảo ở khẩu độ thậm chí rộng hơn (một ống kính chuyên dụng từ Zeiss có ý định có khả năng khoảng 400 lp / mm, cần khẩu độ khoảng f / 1.6-f / 1.5), tuy nhiên chúng rất hiếm, chuyên dụng cao và cực kỳ đắt đỏ. Việc đạt được sự hoàn hảo dễ dàng hơn khoảng f / 4 (nếu vài thập kỷ sản xuất ống kính gần đây là bất kỳ gợi ý nào), điều này cho thấy độ phân giải hiệu quả tối đa, hiệu quả về chi phí cho ống kính là khoảng 173 lp / mm hoặc ít chạm hơn. nó sẽ có khả năng phân giải không gian 285 lp / mm. Bạn sẽ cần một ống kính f / 2.4 hoàn hảo, hạn chế nhiễu xạ để đạt được độ phân giải không gian nhiều như vậy. Một ống kính như vậy sẽ đòi hỏi hiệu chỉnh quang sai cực lớn, làm tăng đáng kể chi phí. Một số ống kính tồn tại có thể đạt được các đặc điểm gần như hoàn hảo ở khẩu độ thậm chí rộng hơn (một ống kính chuyên dụng từ Zeiss có ý định có khả năng khoảng 400 lp / mm, cần khẩu độ khoảng f / 1.6-f / 1.5), tuy nhiên chúng rất hiếm, chuyên dụng cao và cực kỳ đắt đỏ. Việc đạt được sự hoàn hảo dễ dàng hơn khoảng f / 4 (nếu vài thập kỷ sản xuất ống kính gần đây là bất kỳ gợi ý nào), điều này cho thấy độ phân giải hiệu quả tối đa, hiệu quả về chi phí cho ống kính là khoảng 173 lp / mm hoặc ít chạm hơn. nó sẽ có khả năng phân giải không gian 285 lp / mm. Bạn sẽ cần một ống kính f / 2.4 hoàn hảo, hạn chế nhiễu xạ để đạt được độ phân giải không gian nhiều như vậy. Một ống kính như vậy sẽ đòi hỏi hiệu chỉnh quang sai cực lớn, làm tăng đáng kể chi phí. Một số ống kính tồn tại có thể đạt được các đặc điểm gần như hoàn hảo ở khẩu độ thậm chí rộng hơn (một ống kính chuyên dụng từ Zeiss có ý định có khả năng khoảng 400 lp / mm, cần khẩu độ khoảng f / 1.6-f / 1.5), tuy nhiên chúng rất hiếm, chuyên dụng cao và cực kỳ đắt đỏ. Việc đạt được sự hoàn hảo dễ dàng hơn khoảng f / 4 (nếu vài thập kỷ sản xuất ống kính gần đây là bất kỳ gợi ý nào), điều này cho thấy độ phân giải hiệu quả tối đa, hiệu quả về chi phí cho ống kính là khoảng 173 lp / mm hoặc ít chạm hơn. 4 ống kính để đạt được độ phân giải không gian đó. Một ống kính như vậy sẽ đòi hỏi hiệu chỉnh quang sai cực lớn, làm tăng đáng kể chi phí. Một số ống kính tồn tại có thể đạt được các đặc điểm gần như hoàn hảo ở khẩu độ thậm chí rộng hơn (một ống kính chuyên dụng từ Zeiss có ý định có khả năng khoảng 400 lp / mm, cần khẩu độ khoảng f / 1.6-f / 1.5), tuy nhiên chúng rất hiếm, chuyên dụng cao và cực kỳ đắt đỏ. Việc đạt được sự hoàn hảo dễ dàng hơn khoảng f / 4 (nếu vài thập kỷ sản xuất ống kính gần đây là bất kỳ gợi ý nào), điều này cho thấy độ phân giải hiệu quả tối đa, hiệu quả về chi phí cho ống kính là khoảng 173 lp / mm hoặc ít chạm hơn. 4 ống kính để đạt được độ phân giải không gian đó. Một ống kính như vậy sẽ đòi hỏi hiệu chỉnh quang sai cực lớn, làm tăng đáng kể chi phí. Một số ống kính tồn tại có thể đạt được các đặc điểm gần như hoàn hảo ở khẩu độ thậm chí rộng hơn (một ống kính chuyên dụng từ Zeiss có ý định có khả năng khoảng 400 lp / mm, cần khẩu độ khoảng f / 1.6-f / 1.5), tuy nhiên chúng rất hiếm, chuyên dụng cao và cực kỳ đắt đỏ. Việc đạt được sự hoàn hảo dễ dàng hơn khoảng f / 4 (nếu vài thập kỷ sản xuất ống kính gần đây là bất kỳ gợi ý nào), điều này cho thấy độ phân giải hiệu quả tối đa, hiệu quả về chi phí cho ống kính là khoảng 173 lp / mm hoặc ít chạm hơn. Một số ống kính tồn tại có thể đạt được các đặc điểm gần như hoàn hảo ở khẩu độ thậm chí rộng hơn (một ống kính chuyên dụng từ Zeiss có ý định có khả năng khoảng 400 lp / mm, cần khẩu độ khoảng f / 1.6-f / 1.5), tuy nhiên chúng rất hiếm, chuyên dụng cao và cực kỳ đắt đỏ. Việc đạt được sự hoàn hảo dễ dàng hơn khoảng f / 4 (nếu vài thập kỷ sản xuất ống kính gần đây là bất kỳ gợi ý nào), điều này cho thấy độ phân giải hiệu quả tối đa, hiệu quả về chi phí cho ống kính là khoảng 173 lp / mm hoặc ít chạm hơn. Một số ống kính tồn tại có thể đạt được các đặc điểm gần như hoàn hảo ở khẩu độ thậm chí rộng hơn (một ống kính chuyên dụng từ Zeiss có ý định có khả năng khoảng 400 lp / mm, cần khẩu độ khoảng f / 1.6-f / 1.5), tuy nhiên chúng rất hiếm, chuyên dụng cao và cực kỳ đắt đỏ. Dễ dàng hơn để đạt được sự hoàn hảo trong khoảng f / 4 (nếu vài thập kỷ sản xuất ống kính gần đây là bất kỳ gợi ý nào), điều đó cho thấy độ phân giải hiệu quả tối đa, hiệu quả về chi phí cho ống kính là khoảng 173 lp / mm hoặc ít chạm hơn.

Khi chúng tôi tính đến các giới hạn vật lý trong phương trình khi cuộc đua megapixel kết thúc, chúng tôi thấy rằng (giả sử gần hoàn hảo về công nghệ), độ phân giải hiệu quả cao nhất là khoảng 173 lp / mm. Đó là về cảm biến APS-C full-frame hoặc 40mp. Cần lưu ý rằng việc đẩy độ phân giải cảm biến lên cao sẽ chỉ nhìn thấy những lợi ích ở dải khẩu độ ngày càng hẹp khoảng f / 4, trong đó hiệu suất của ống kính là tối ưu. Nếu việc điều chỉnh quang sai trở nên dễ dàng hơn, chúng ta có thể đạt được độ phân giải cao hơn, đẩy 200 lp / mm, nhưng một lần nữa, độ phân giải như vậy chỉ có thể ở hoặc gần khẩu độ tối đa, trong khi tất cả các khẩu độ khác đều có độ phân giải tổng thể của bạn máy ảnh sẽ thấp hơn, có khả năng thấp hơn nhiều so với những gì bản thân cảm biến có khả năng.

Vậy khi nào cuộc đua megapixel kết thúc?

Trả lời câu hỏi này không thực sự là điều tôi tin rằng bất cứ ai cũng có đủ điều kiện để trả lời. Cuối cùng, đó là một lựa chọn cá nhân, và sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Một số nhiếp ảnh gia có thể luôn muốn tiềm năng mà các cảm biến có độ phân giải cao hơn có thể cung cấp ở khẩu độ lý tưởng, miễn là họ chụp các cảnh với chi tiết ngày càng tốt đòi hỏi độ phân giải như vậy. Các nhiếp ảnh gia khác có thể thích nhận thức được cải thiện về độ sắc nét đạt được bằng cách cải thiện các đặc điểm của cảm biến độ phân giải thấp hơn. Đối với nhiều nhiếp ảnh gia, tôi tin rằng cuộc đua megapixel đã kết thúc, với khoảng 20mp trong gói DSLR FF là quá đủ. Hơn nữa, nhiều nhiếp ảnh gia thấy chất lượng hình ảnh trong một ánh sáng hoàn toàn khác, thích tốc độ khung hình và khả năng chụp nhiều khung hình liên tục ở độ phân giải thấp hơn là thành công của một nhiếp ảnh gia. Trong những trường hợp như vậy, nhiều người hâm mộ của Nikon đã chỉ ra rằng khoảng 12mp là quá đủ miễn là họ có thể chụp 10 khung hình một giây rõ nét.

Về mặt công nghệ và vật lý, vẫn còn một lượng lớn căn phòng để phát triển và tiếp tục đạt được lợi nhuận về số megapixel và độ phân giải. Trường hợp cuộc đua kết thúc chúng tôi tùy thuộc vào bạn. Sự đa dạng của các tùy chọn trên bàn chưa bao giờ cao hơn ngày nay và bạn có thể tự do lựa chọn kết hợp độ phân giải, kích thước cảm biến và khả năng của máy ảnh như AF, ISO và DR phù hợp với nhu cầu của bạn.

Vấn đề lưu trữ / tốc độ sang một bên, có nhiều megapixel sẽ giúp làm cho mọi bức ảnh của bạn trở nên đẹp hơn. Có thể chỉ tốt hơn một chút trong một số trường hợp, nhưng điều đó nghe có vẻ đáng để tôi phải làm.

Nếu bạn đã từng có một hình ảnh bị Moire (mô hình dải màu):

Vật phẩm mê cung:

_{(nguồn: gol.com )}

Răng cưa:

http://cdn.asia.cnet.com/i/r/2005/dc/39095631/4.jpg

Viền màu, chi tiết sai, thiếu chi tiết màu hoặc bất kỳ đồ tạo tác khử màu nào khác thì vấn đề của bạn sẽ được giải quyết nếu bạn có nhiều megapixel.

Cuối cùng, tôi thấy các cảm biến DSLR 80-100 MP, tại thời điểm này, bạn sẽ không muốn lưu trữ mọi pixel mỗi lần nhưng chế độ RAW được giảm độ phân giải, như mRAW của Canon sẽ cung cấp cho bạn một hình ảnh với chi tiết màu sắc đặc biệt tương tự như những gì có thể đạt được với các cảm biến Foveon nhưng ở độ phân giải cao hơn nhiều.

Tôi không hoàn toàn không đồng ý với những gì người khác nói, nhưng câu trả lời một phần phụ thuộc vào những gì bạn coi trọng nhất. Tôi quan tâm nhất đến hiệu suất nhiễu thấp ISO cao với độ phân giải pixel là quan trọng nhưng là thứ yếu. Những người khác có những ưu tiên rất khác nhau. Tôi có một máy ảnh APSC A77 24 MP, có lợi thế hàng đầu về hiệu suất mp APSC, nhưng đáng chú ý là đằng sau một số máy ảnh APSC trong các lĩnh vực mà tôi quan tâm nhất.

Sau khi xem kết quả từ D700, D3, D3s, D3x, 5DMkII, 5DMkIII, A800 và D4, kết luận của tôi là hiện tại, cuộc đua megapixel đã chạy trước hiệu suất ISO cao và hiện tại mục đích của tôi là "hiệu suất tốt nhất" Máy ảnh là chiếc Nikon D3s được phát hành vào tháng 10 năm 2009. Theo những con số không có gì khác hoàn toàn khớp với nó, và theo cách tôi hiểu hiệu suất thực sự hoạt động trong thế giới thực, không có gì khác đến gần.

Các loại vật liệu sau đây có xu hướng tạo ra các cuộc chiến ngọn lửa. Tôi đang cố gắng để mô tả đơn giản những gì tôi nhìn thấy. Mắt của những người khác có thể hoạt động khác nhau :-).

Cá nhân tôi thất vọng về D800 và đó là cảm biến 36 mp. Tôi đã hy vọng một cái gì đó rõ ràng là đầu và vai phía trên D700 và điều đó có thể nhẹ nhàng giải phóng D3s.

Cảm biến DXOMark xếp hạng đánh giá ISO ánh sáng yếu

không có nghĩa là hướng dẫn cuối cùng về việc máy ảnh hoạt động tốt như thế nào trong các tình huống như vậy trong điều kiện thực tế nhưng là một hướng dẫn tốt cho những gì có thể được mong đợi một cách hợp lý. Xếp hạng nêu rõ cài đặt ISO mà tại đó máy ảnh chỉ vượt qua 3 yêu cầu tối thiểu.

D700 4 tuổi có cảm biến DxO ISO thấp 2303 ISO và D800 được đánh giá ở mức 2853 ISO. D4 mới được đánh giá ở mức 2965 ISO và vua một lần và vẫn là biện pháp này là D3s (trở thành huyền thoại) ở mức 3253 ISO.NHƯNGcác xếp hạng này được điều chỉnh thành kích thước hình ảnh 12 mp tiêu chuẩn với xếp hạng ISO trong bài kiểm tra được chia tỷ lệ theo hệ số vuông_root (megapixel / 12 megapixel). Ngược lại, để có được những gì họ thấy trong bài kiểm tra, bạn mở rộng quy mô DOWN theo sqrt (12 / mp). Vì vậy, D800 với 36 mp là hệ số 0f sqrt (36/12) = sqrt (3) = 1.732 cao hơn trên biểu đồ báo cáo so với thực tế được đo. Vì vậy, họ đo nó là 2853 / 1.73 = ~ 1650 ISO. Sự biện minh được đưa ra cho tỷ lệ là 'độ ồn' trong hình ảnh được giảm về mặt toán học bằng cách lấy mẫu xuống do tính trung bình của thông tin trong các ô liền kề. Trong lý thuyết nhân rộng bởi một yếu tố liên quan đến sqrt (megapixel) có ý nghĩa. Nhưng, khi nhìn vào hình ảnh tôi không bị thuyết phục. Họ đang nói rằng một máy ảnh có độ nhiễu tuyệt đối đến tỷ lệ tín hiệu trên mỗi pixel nhưng nhiều mp hơn sẽ tạo ra kết quả được cải thiện khi thu nhỏ. Toán học nói có. Hệ thống não mắt nói rằng hiệu ứng này ít hơn nhiều so với tỷ lệ cho thấy. Tôi có thể có thể khai thác các ví dụ cụ thể mà tôi đã rút ra những kết luận này từ một thời gian trước đây, nhưng điều này là chủ quan và có đủ so sánh xung quanh để cho phép mỗi người tìm thấy phiên bản yêu thích của họ.

EOS 5D MkII (KHÔNG III) có xếp hạng DXO ISO là 1815 so với ISO 2303 cho D700. Nhưng so sánh hình ảnh của các cảnh giống hệt nhau được chụp trong điều kiện ánh sáng giống hệt nhau với các ống kính tương đương ở cài đặt ISO cao và được chuyển đổi sang cùng kích thước hình ảnh cho thấy sự khác biệt cực kỳ đáng kể giữa hai điều này. Tuyệt vời đến mức tôi không xem xét 5DkII chỉ vì lý do này.

Tôi chưa thấy đủ sản lượng D800 để đưa ra kết luận, vì những gì tôi thấy chỉ ra rằng D700 đã qua sử dụng có thể là một lựa chọn rất hấp dẫn và có thể vượt trội nếu hiệu suất ISO thấp và ánh sáng cao là ưu tiên của bạn . Và một D3s là đầu và vai tốt hơn một lần nữa.

Một bài báo "phải đọc" tuyệt vời . Bổ sung tuyệt vời của JRista.
Độ ồn, dải động và độ sâu bit trong máy ảnh DSLR

Cũng đề cập đến:

IRIS - phần mềm xử lý ảnh miễn phí với xu hướng chụp ảnh thiên văn - nhưng hữu ích cho nhiều thứ khác.

Phần mềm xử lý ảnh IMAGEJ miễn phí từ US NIH

Tôi đã từng nghĩ rằng các MP được đánh giá quá cao, cho đến khi tôi thực hiện một thí nghiệm với quá khổ. Lấy cảm hứng từ quy tắc lấy mẫu âm thanh của ngón tay cái để lấy mẫu gấp đôi tần số bạn cần. Sóng 22K được lấy mẫu với 44k, nhưng nếu bạn vẽ các số liệu, bạn sẽ chỉ nhận được sóng là nó đang ở pha hoàn hảo. Bạn cũng có thể mạo hiểm lấy mẫu chỉ số không. Bạn cần ít nhất 4x oversampling để có được sóng và hình dạng của nó (đó là răng cưa hoặc hình sin, bạn không thể biết với tốc độ mẫu gấp đôi). Mẫu thiết bị âm thanh chuyên nghiệp trong nội bộ 192khz và sau đó giảm xuống còn 48k hoặc 44k.

Tôi thấy rằng điều tương tự cũng xảy ra với các bức ảnh - nếu bạn muốn kết thúc với một hình ảnh 1024x768, tần số tốt nhất bạn có thể đạt được là nơi mỗi pixel thứ hai đều tối và các pixel thay thế mỗi giây đều sáng (hãy gọi đó là kết cấu). Nếu bạn lấy hình ảnh ở 1024x768, bạn có thể bỏ lỡ pha của kết cấu đó hoặc đơn giản là nó có thể bị mờ đi do "độ phân giải hệ thống thực sự" bị giảm hoặc làm bay hơi chắc chắn sẽ làm hỏng nó. Vì vậy, bạn cần phải lấy ít nhất một hình ảnh 4096x3072 mà không cần sử dụng trình duyệt bayer, vì vậy tôi sẽ tăng gấp đôi số đó để giải thích cho trình bay, tức là. 8192x6144.

Downsampling nên là một thứ tốt hơn so với song tuyến hoặc nhị phân để có được lợi ích. Một bộ lọc dựa trên chân là tốt nhất, ví dụ lanzcos.

1: 1 so với oversampling sau đó downsampling với lanczos:

Tôi đã từng nghĩ rằng cuộc đua megapixel là loại ngớ ngẩn, cho đến khi tôi nhận ra rằng máy ảnh 36 MP cao cấp, làm cho thiết bị cấp thấp (nhưng hoàn toàn có thể sử dụng được) có giá cả phải chăng hơn nhiều. Nếu ai đó cần mua một chiếc máy ảnh có thể tạo ra các bản in kích thước biển quảng cáo, thật tuyệt! Trong khi đó, phần còn lại của chúng tôi nhận được nhiều hình ảnh tuyệt vời (cho nhu cầu khiêm tốn của chúng tôi) trên iPhone và công tố viên Nikons.

Tôi sẽ cho bạn một câu trả lời ngắn gọn và hữu ích (tôi hy vọng)

Rất nhiều câu trả lời được đưa ra trước tôi có thông tin tuyệt vời vì vậy đừng bỏ qua chúng

Nhưng để trả lời câu hỏi: 36MP thường sẽ hữu ích như thế nào? Phụ thuộc vào tình huống của bạn Nghiệp dư, người không bao giờ in và chỉ hiển thị kỹ thuật số. Không bao giờ.

Người nghiệp dư đôi khi in. Thỉnh thoảng, nếu thỉnh thoảng in lớn hơn A4

Pro, cho nhiều cộng đồng khác nhau. Khá thường xuyên

Đối với những người không bao giờ in hoặc không đi lớn hơn kích thước poster, bạn sẽ không bao giờ thấy bất kỳ sự hữu ích nào trong hơn 10-12 và nó có nhược điểm, ví dụ như khi chụp RAW (bạn hoàn toàn chụp RAW phải không ?? ) kích thước hình ảnh trên 21MP 5DmkII là khoảng 24Mb, tôi được cho biết kích thước hình ảnh trên D800 là khoảng 30Mb. Có thể lấp đầy thẻ rất nhanh. Vì vậy, nếu bạn có máy ảnh 10-12 MP tốt và không in lớn hơn áp phích, bạn sẽ nhận được gấp ba số lượng hình ảnh trên thẻ và sẽ không thể nhận ra sự khác biệt so với việc bạn đã chi một số tiền rất lớn cho D800

Tôi hi vọng cái này giúp được

Tôi vừa nhận được D800E mà tôi đã chuyển từ D200. Tôi đã đo 100 lppm với điều này bằng cách sử dụng tự động lấy nét với sigma 24 1.8 ở f4. Tôi chưa in bất cứ thứ gì vì tôi đã có nó chỉ 2 ngày. Tôi đã có thể kích thích moire khi nó bắn mục tiêu thử nghiệm, nhưng nó chỉ hiển thị trên màn hình, CaptureNX2 đã loại bỏ nó với cài đặt demosiac thấp. Tôi có một nikkor 55 micro trông sắc nét hơn, nhưng nó thực sự không thể tốt hơn 100 vì cảm biến. Lợi thế lớn tất nhiên là 100 lppm được trải đều trên một cảm biến FF và đó là rất nhiều bất động sản hình ảnh thực. Cuối cùng tôi có thể chụp mà không cần phải ghép vào khung hình quá chặt. Tôi thậm chí có thể chụp 645 hoặc hình vuông - đó sẽ là một sự tự do tuyệt vời cho phong cách của tôi, nơi tôi thích đóng khung cho đối tượng. hoặc ít nhất đó là những gì tôi đang hy vọng

Không ai đã chụp ảnh kỹ thuật số tuyệt đẹp trong nhiều thập kỷ. Vào đầu thế kỷ này, nhiều người nghĩ rằng phim vượt trội hơn nhiều. Những ngày này, cuộc tranh luận đó đã được giải quyết.

Không phải là nhiều pixel có nghĩa là hình ảnh sắc nét hơn, có những giới hạn do nhiễu xạ của ống kính cung cấp một giới hạn. Tất nhiên, nếu bạn sử dụng cảm biến lớn hơn, bạn có thể tránh được vấn đề đó đối với cảm biến thực tế, đó là lý do tại sao rất nhiều ưu điểm hiện đang di chuyển qua 35mm (Full frame) và lên hình ảnh 6x4,5.

Thông thường, số megapixel chỉ là tiếp thị vô tội vạ, để thu hút những người không biết rõ hơn. Nhưng đôi khi nhiều hơn là tốt hơn.

Đây là một chủ đề phức tạp hơn so với những câu hỏi thiên vị của bạn.