Влияние мегапикселей в камере смартфона на качество фотографий

Мегапикселем (МП) 

называется единица измерения, формирующая изображение (1 мегапиксель = 1 млн.пикселей). Любой снимок, создаваемый фотокамерой, состоит из точек, расположенных по вертикали и горизонтали (пиксели). В мегапикселях же формируется значение фотокамеры, которое образовывается путём умножения количества точек по горизонтали и вертикали в пределах изображения. Например, 3000 точек умножаем на 4000 точек и получаем цифру в 12 миллионов, что соответствует 12 МП.

Таким образом, от мегапикселей зависит чёткость изображения, в частности, чем больше мегапикселей, тем чётче детали при увеличении изображения. Если важна чёткость снимков и качественные фотографии, то стоит выбирать смартфон, имеющий более 8 МП. Современные смартфоны Хайскрин имеют достаточно высокое разрешение фотокамеры, обычно свыше 12 МП

При этом, многие отмечают ситуации, при которых фотокамеры, имеющие одинаковое количество мегапикселей, снимают в разном качестве или, к примеру, камера на 8МП снимает не лучше, чем камера с 5МП. Этому есть простое объяснение — по-мимо количества мегапикселей на фотографию влияют ещё некоторые факторы, ключевые из них: матрица, стабилизация, апертура, обработка изображения ПО.

Матрица

При создании фотокадра на матрицу передаётся свет, который она преобразует в электронный сигнал, после чего процессор обрабатывает данные и воспроизводит фотографию. Чем больше матрица, тем больше пикселей на ней находится, а чем больше пикселей будет, тем больше света матрица захватит. Чем больше света будет захвачено, тем точнее и качественнее получится фотоснимок. То есть, более крупная матрица создаст более лучший снимок, чем матрица меньшего размера (смартфон с камерой 8МП создаст более лучший кадр, если его матрица будет больше по размеру, чем иной аппарат с 8МП, имеющий меньшую матрицу).

Стабилизация изображения

Существует две системы стабилизации изображения: цифровая и оптическая. Как можно догадаться, стабилизация не даёт снимку «размыться», она направлена на фиксацию кадра и устранения колебаний смартфона при съёмке. В подавляющем большинстве смартфонов, в том числе премиум-класса, установлена цифровая (электронная) стабилизация изображения. Оптическая стабилизация качественнее, но встречается редко и чаще в дорогостоящих моделях.

Апертура

Апертура по своей сути представляет отверстие в объективе, через которое проходит свет. Всё довольно просто, чем больше само отверстие, через которое проходит свет для создания снимка, тем меньше показатель апертуры. А, чем больше света уловит фотокамера в момент срабатывания, тем более чёткий снимок будет передан. Итак, для лучших снимков стоит делать выбор меньших показателей апертуры. К примеру, Айфон 6 имеет показатель f/2.2, а некоторые не самые дешёвые модели Самсунг могут похвастаться цифрами в f/1.7

ПО смартфона

Программное обеспечение (ПО) смартфона тоже имеет роль. Для обычного пользователя наглядным примером обработки изображений ПО смартфона являются оттенки передаваемых цветов. Впрочем, восприятие пользователем созданного кадра субъективная вещь. Так, при равных условиях в разных телефонах, одинаковый кадр в одной модели будет отображён в более тёплых тонах, в другой же в более холодных, один аппарат приблизит цвета к натуральным, а другой создаст цвета более яркими и насыщенными. Если вы заядлый фотолюбитель, то, понять насколько именно вас устраивает обработка изображений в конкретном смартфоне возможно только посмотрев на снимки лично, и сделав свои выводы.

По возможности, на ключевые параметры рекомендуем обращать внимание в дополнение к количеству мегапикселей. Если же возможности ознакомиться более детально со свойствами интересуемого аппарата нет, но хочется смартфон с хорошей камерой, то стоит стоит ориентироваться на то, чтобы камера имела значение от 13МП. Ну а, в дополнение, в интернете всегда можно найти фотообзоры нужной модели с примерами снимков, сделанных на её фотокамеру, и оценить насколько лично вас устраивают сделанные телефоном кадры.

Каталог смартфонов Хайскрин

Вернуться обратно
Перейти в каталог  

Как понять разрешение камеры и мегапиксели

Чаще всего производители фотоаппаратов рекламируют свою продукцию с помощью мегапикселей.

Действительно, среднее разрешение цифровых камер постоянно увеличивается.

Вы можете найти 20-Мп сенсоры в смартфонах. В модели Sony A7R IV можно делать даже 240-мегапиксельные фотографии благодаря смещению сенсора.

Но что для вас значит разрешение камеры? Нужно ли вам большое количество мегапикселей? Сегодня мы это выясним.

Почему разрешение камеры имеет значение?

Попробуем разобраться в маркетинговых лозунгах. Мегапиксель и разрешение камеры стали крылатыми словами.

Действительно, здорово, что даже ваш телефон способен снимать 20-мегапиксельные фотографии. Но как это отражается на реальных деталях? Не очень хорошо.

А главное, нужно ли оно вам?

Очень общий ответ – нет; скорее всего, нет.

Есть две области применения, где вам действительно необходимо высокое разрешение: широкое кадрирование (цифровое масштабирование) и большая печать. И даже в этих ситуациях вам нужны не обязательно высокие мегапиксели.

Что такое пиксельный граф?

Разрешение камеры не равно количеству пикселей, хотя их часто путают и используют как взаимозаменяемые понятия. У пленки также есть разрешение, означающее уровень детализации, который она может разрешить.

Пиксели – это наименьший компонент сенсора цифровой камеры. Они регистрируют свет. Их миллионы, один за другим, и они формируют целостное изображение.

Ее количество имеет значение, но оно не говорит нам все о разрешении камеры.

Количество пикселей выражается в мегапикселях. Один мегапиксель (МП) – это один миллион пикселей. Поэтому, когда кто-то говорит, что разрешение камеры составляет 20 МП, он имеет в виду 20 миллионов пикселей на ее матрице.

Действительно, количество пикселей ограничивает детализацию изображения. Но само по себе оно не устанавливает минимальный уровень детализации. Оно ничего не значит, пока мы не знаем других факторов.

Расчет размера изображения в пикселях

Датчики фотокамер имеют прямоугольную форму. Пиксели на них не разбросаны беспорядочно, они расположены в виде сетки.

Размеры двух сторон сопоставимы. Их соотношение сторон варьируется от 1:1 (квадрат) до 16:9 в некоторых видеокамерах.

Наиболее используемыми соотношениями сторон являются 3:2 и 4:3.

Например, моя Canon 5D MkIII имеет соотношение сторон 3:2. Размер матрицы составляет 5760 пикселей по длинной стороне и 3840 пикселей по короткой стороне.

Вы можете перемножить две стороны, чтобы получить общее количество пикселей. 5760 x 3840 равно 22 118 400. (Таким образом, камера 5D MkIII имеет сенсор 22,1 Мп.)

Я все еще могу добиться различных соотношений сторон, но только путем кадрирования. То же самое делает камера, когда я устанавливаю другое соотношение сторон в меню. Кроппинг уменьшает разрешение.

Изображение hongkha от Pixabay

Что такое разрешение камеры?

Когда мы говорим “разрешение” в контексте камер, мы имеем в виду пространственное разрешение. Это технически правильный термин, но, вероятно, это первый и последний раз, когда вы его читаете.

Разрешение камеры говорит нам об уровне детализации, который может обеспечить камера. Другими словами, это способность средства визуализации различать два объекта.

Разрешение зависит от нескольких факторов.

Когда записывающей поверхностью является пленка, она определяется:

• Размер пленки. Очевидно, что при большем размере больше деталей
• Уровень зернистости. Пленки с более низким ISO обычно имеют меньшую зернистость и, таким образом, обеспечивают более чистое и детализированное изображение.
• Чистота объектива. Каким бы большим и бесшумным ни был кусок пленки, если в камере используется низкокачественный объектив, разрешение камеры останется низким.
• Дифракция. Значение относительного отверстия (f-stop) ограничивает, насколько малой может быть мельчайшая единица детали. Однако она всегда присутствует в той или иной степени.

В эпоху цифровых датчиков это немного меняется на:

• Шаг пикселя. Плотность пикселей на сенсоре. Также дает достаточно точное измерение размера пикселя;
• Размер датчика;
• ISO;
• Четкость объектива;
• Идифракция;

Кроме того, внешние обстоятельства также влияют на четкость изображения.

• Фокус. Если изображение сфокусировано неправильно, оно не будет таким детальным, каким могло бы быть.
• Тряска камеры и размытие движения. В зависимости от выбранной вами выдержки на фотографии может появиться размытие движения или даже дрожание. Это снижает разрешение, особенно при фокусных расстояниях телефото и большом количестве пикселей.
• Атмосферное размытие. Если вы фотографируете объект со значительного расстояния, сама атмосфера начинает оказывать негативное влияние на детали. Это влияние наиболее заметно на телеснимках. Туман, дождь и другие погодные явления также оказывают свое влияние.
• Состояние оборудования. У вас может быть самый резкий объектив в мире, но если вы не будете содержать его в чистоте, он не будет работать наилучшим образом. Кроме того, при резких перепадах температуры на линзах образуется конденсат. Это приводит к помутнению изображения.

Давайте обсудим некоторые из них более подробно.

Шаг пикселя и размер пикселя

Очевидно, что меньшие пиксели требуют от объектива лучшего оптического качества.

Пиксель размером 8 м (микрометров) имеет в четыре раза большую площадь и вдвое больший шаг пикселя, чем пиксель размером 4 м.

Это означает, что если объектив достаточно резок, чтобы обеспечить детализацию для 8м пикселей, он не сможет обеспечить достаточную резкость для 4м пикселей.

Ну, где вы можете найти маленькие пиксели?

В двух местах:

• Большие сенсоры с очень большим количеством пикселей. У камеры Canon 5Ds R шаг пикселей составляет около 4 м. Это полнокадровая камера с разрешением 51 МП.
• Маленькие сенсоры с нормальным количеством пикселей. В iPhone XR установлена камера с разрешением 12 МП. Но ее сенсор настолько мал, что размер пикселей составляет всего 1,3 метра. Таким образом, его пиксели в девять раз меньше, чем пиксели камеры 5Ds Rs.

В свою очередь, Canon 5D (оригинальная модель) имеет 12 МП пикселей на полнокадровом сенсоре. Шаг пикселей составляет 8 м. Его пиксели в 36 раз больше, чем пиксели на iPhone!

Маленькие пиксели также означают меньше света, падающего на один пиксель.

Как бы то ни было, и большие, и маленькие пиксели должны быть выведены на один уровень. В противном случае изображение, состоящее из мелких пикселей, будет намного темнее.

Это приводит к увеличению шума, потому что когда вы осветляете изображение, вы также осветляете его шум.

При меньших размерах пикселей дифракция также более выражена. Она начинает оказывать заметное влияние при низкой диафрагме, иногда уже при f/2,8.

Но что такое дифракция?

Понимание дифракции

Трудно объяснить дифракцию без научного подхода. Если вы эксперт в области физики, пожалуйста, простите мое упрощение.

Вы, вероятно, знакомы с дифракцией в воде. Если на пути воды поставить барьер с небольшим отверстием, поток изгибается вблизи отверстия. Чем меньше отверстие, тем больше изгиб.

То же самое происходит и со светом. При меньших диафрагмах (более высоких f-стопах) дифракция вредит резкости и разрешению.

Вследствие дифракции существует вполне измеримый физический предел разрешения. Независимо от того, насколько хорош ваш объектив, это всегда так. Он задается следующей формулой:

Здесь – наименьший пиксель, который может получать информацию от объектива на уровне пикселя, длина волны входящего света и f/stop.

Вычислим с помощью камеры iPhone XRs. Мы откроем диафрагму до f/1,8, чтобы получить наименьшее количество дифракции.

Длина волны видимого света составляет около 0,5 м.

Это означает, что iPhone XR (с шагом пикселя 1,3 м) очень близок к дифракционному ограничению.

Так что, даже если объектив оптически совершенен, свободен от всех аберраций, он находится на пределе своих возможностей. Он не может вместить меньшие пиксели.

Возьмем другой пример.

При f/16 результирующее значение составляет 7,3 м. Это означает, что камеры с шагом пикселя около этого значения подвержены дифракции только при f/16.

Так, оригинальный 5D с шагом пикселя 8 м становится дифракционно ограниченным только после f/16.

Это совпадает с моим опытом. Когда я использую старую модель 5D, я могу снимать даже на f/16 без снижения резкости. На 5D MkIII и MkIV это скорее f/11 и f/9.

Посмотрите на эту иллюстрацию, которую я снял с помощью Canon 5D MkIV и макрообъектива Canon 100mm f/2.8L. Оба снимка находятся в идеальном фокусе; смягчение вызвано дифракцией.

Влияние дифракции на разрешение

Как резкость объектива влияет на разрешение?

Таким образом, чтобы дифракция не представляла угрозы для разрешения изображения, на большинстве фотоаппаратов вам нужно оставаться на уровне f/8 или ниже.

Но широкая диафрагма также может повлиять на резкость в худшую сторону, особенно на дешевых объективах, а объективы вообще не работают лучше всего на широкой диафрагме.

Обратите внимание, что здесь я говорю только о резкости, а не о других аспектах эстетики изображения. Резкость – это важное качество объектива, но не основной решающий фактор, по крайней мере для меня.

Отличным средством измерения резкости объектива являются MTF-диаграммы. Они показывают разрешение объектива независимо от размера матрицы и количества пикселей.

Но вы можете проверить свои объективы и в реальной жизни. В конце концов, если они достаточно резкие для вас, вы можете идти.

Верхний предел резкости объектива – резкость на уровне пикселя. Это означает, что объектив настолько резок, что может разрешить данные изображения до каждого отдельного пикселя, не затрагивая соседний пиксель.

Это зависит не только от объектива, но и от шага пикселя камер, на которых он используется.

Мой объектив 85 мм f/1,8 достаточно резок, чтобы обеспечить резкость на уровне пикселей на 12-Мп камере Canon 5D.

Не так много на 30-Мп Canon 5D MkIV, но он все равно показывает достойные результаты. И я все равно люблю этот объектив.

Это также доказывает, что маленькие пиксели требуют от объективов большего.

Обратите внимание, что при просмотре обоих изображений в одинаковом размере (скажем, на вашем мониторе) вы не заметите разницы. Вы увидите ее только при увеличении масштаба изображения.

Что вызывает атмосферное размытие?

Мы все знаем, что когда свет проходит через стекло, он преломляется. Но это не сверхъестественная способность только стекла.

Свет преломляется в любом веществе, включая воздух.

Вы не замечаете этого на коротких расстояниях. Это становится очевидным, когда вы снимаете дальние объекты с помощью телеобъектива.

Посмотрите на эту фотографию. Я снял ее объективом 400 мм f/2.8 (немного чрезмерно для этой задачи, я знаю) при f/8. Ближайшие здания находятся на расстоянии 5 км, поэтому все в фокусе. Но обратите внимание на разницу между зданиями на переднем плане и холмами на заднем.

Передний план хороший и резкий. Он находится достаточно близко, чтобы на него не повлияло атмосферное размытие.

Холмы удалены от камеры более чем в три раза. На таком расстоянии свет начинает расщепляться. Разные длины волн по-разному смещаются. Это смещение вызывает размытие.

Эффект смягчения атмосферного размытия. Снято на объектив 400 мм, оба фрагмента находятся в идеальном фокусе

Как добиться максимального разрешения

Не хочу сказать, что нужно покупать самую высокомегапиксельную камеру, какую только можно найти. Мегапиксели и количество пикселей, как я уже говорил, ничего не значат без правильных настроек и техники, которые их поддерживают.

Важно отметить, что очень часто вашей целью не является захват абсолютного максимального количества деталей, которые вы теоретически можете захватить.

Фотография – это не только резкость. Главное – передать историю или чувство. Или чтобы понравиться эстетически.

Но все же есть приложения, где вам нужно максимальное разрешение. Возможно, вы захотите впоследствии кадрировать изображение (цифровое увеличение). Для больших отпечатков также требуются высокодетализированные изображения.

Так что же вы можете сделать, чтобы добиться максимального разрешения с помощью вашего фотооборудования?

Знайте свой объектив. Знайте его острые и слабые стороны. Изучите, при каких диафрагмах он лучше всего работает. Проверьте, не приводит ли фокусировка на близком расстоянии к более размытому изображению, это часто бывает проблемой. Проверьте резкость на разных фокусных расстояниях в диапазоне зума.

Знайте свою камеру. Знайте уровни ISO, которые вы можете набрать без сильного влияния на изображение.

Снимайте с правильной выдержкой. Экспериментируйте с выдержками на всех фокусных расстояниях. Мы все знаем правило обратного фокусного расстояния, но это еще не все. Когда я фотографирую людей, я стараюсь не снимать медленнее 1/400 с, чтобы заморозить движение. (Если только мне не нужен творческий эффект размытия движения)

Настройте его правильно. Установите полное соотношение сторон и наилучшее качество JPG. Или просто установите RAW, чтобы у вас было больше возможностей при постобработке. Также проверьте настройки повышения резкости в камере. Она не дает большего, но подчеркивает имеющиеся детали. Однако чрезмерное повышение резкости может повредить детали на фотографии.

Почистите камеру и объектив. Убедитесь, что в них практически нет пыли. Если на объективе есть грибок, удалите его. Очистите сенсор.

Проверьте фильтры. Если вы используете фильтры, убедитесь, что они не ухудшают качество изображения. Некоторые дешевые фильтры снижают резкость.

Точная фокусировка. Потренируйте автофокусировку, заставьте ее вести себя так, как вы хотите. При необходимости выполняйте микроподстройку автофокуса. Помните о смещении фокуса в объективе и фокусируйтесь соответствующим образом. Если вы снимаете устойчивые объекты на штативе, используйте ручную фокусировку.

Обращайте внимание на внешние обстоятельства. Пасмурные дни, хотя и сулят много хорошего для творческой фотографии, не способствуют резкости.

Обращайте внимание на дифракцию. Проверьте шаг пикселя на вашей камере и старайтесь избегать диафрагм, на которые влияет дифракция.

Разрешение и кадрирование

Основной причиной съемки изображений с высокой детализацией является возможность последующего кадрирования.

Это дает вам гибкость и творческую свободу. Вы можете изменить композицию, основной объект съемки, фокусную точку и передать что-то еще с помощью кадрирования.

Обратите внимание, что цифровое масштабирование – это тот же процесс, что и кадрирование, но оно происходит в камере, без возможности позже раскрыть кадрированные части. Я рекомендую избегать цифрового зума. Вместо этого кадрируйте изображения во время постобработки.

Я не люблю снимать с зумами. Я ценю дополнительный свет, а не универсальность. Поэтому в поездках я часто беру с собой только объективы 24 мм и 85 мм.

В большинстве случаев я меняю кадрирование, приближая 24 мм. Это также дает перспективу, которая мне больше нравится.

Как бы то ни было, на фотографии ниже мне пришлось обрезать кадр позже. Я не смог подойти ближе. Честно говоря, мне одинаково нравятся обе версии, но на обрезанном снимке больше внимания уделяется мальчику и меньше – окружающей обстановке.

Я мог это сделать, потому что у меня было много разрешений.

Снято в Скопье, Северная Македония, на камеру Canon 5D MkIII и объектив 24mm f/1.4 II со скоростью 1/400 с, f/2.

Как избежать пикселизации при увеличении масштаба

Увеличение или увеличение маленьких изображений редко дает желаемые результаты. Adobe Photoshop и другие программы редактирования предлагают алгоритмы, позволяющие сделать увеличенные фотографии менее пиксельными, но результат далеко не всегда получается резким.

Но за последние несколько лет варианты стали гораздо более изощренными. Это связано с развитием и эволюцией алгоритмов машинного обучения.

Инструмент фотошопа значительно улучшился, но существуют веб-сервисы для расширенного масштабирования.

Посмотрите это видео от PiXimperfect, чтобы узнать о них больше.

Также учитывайте предыдущие пункты. Фотографию, резкость которой близка к пиксельной, легче масштабировать, чем размытую и мягкую.

Разрешение и печать

Другая причина для изображений действительно высокого разрешения – печать.

Ну, я не имею в виду печать дома с помощью принтера, который вы используете для печати документов.

Я имею в виду профессиональную печать фотографий, журналов, книг и плакатов.

Печать работает аналогично цифровой обработке изображений. Принтеры наносят на бумагу крошечные точки, которые являются наименьшей единицей детализации в печати.

Цифровые пиксели можно напрямую перевести в точки. И так же, как и пиксели, точки мало что говорят о деталях.

Однако службы печати просят предоставить файлы с конкретными размерами в пикселях. Это связано с тем, что они предполагают, что предоставленные вами файлы содержат информацию на уровне пикселей и являются подробными.

В процессе печати вы столкнетесь с новой единицей измерения: DPI. Она обозначает

DPI показывает, насколько плотно точки нанесены на бумагу. Чем они плотнее, тем более детальным может быть отпечаток.

Журналы, книги и небольшие отпечатки выглядят хорошо при разрешении выше 300 DPI, как правило.

Постеры, более крупные отпечатки делаются с немного меньшей плотностью точек. Это связано с тем, что часто не хватает разрешения для обеспечения 300 DPI.

Расчет размера печати

Предположим, вы хотите получить отпечаток размером 8 x 10. Это стандартный, средний формат.

Просто умножьте желаемое DPI (в данном случае 300 DPI) на длину сторон.

Оказывается, для этой печати необходимо предоставить изображение размером 2400 x 3000 пикселей.

Если перевести это в мегапиксели, то это не так уж и много: всего 7,2 Мп.

А теперь сделайте расчет в обратном направлении. Если я использую все количество пикселей на моей 22,1-мегапиксельной камере, какой размер я смогу напечатать при различной плотности?

Изображения имеют размер 5760 x 3840. Они имеют соотношение сторон 3:2. Давайте посмотрим размеры:

Разрешение и цифровое использование

Цифровое отображение изображений не требует большого разрешения.

Изображения, которые вы найдете на вебсайтах, очень маленькие. Например, на нашем сайте мы используем изображения размером 700 пикселей по длинной стороне.

Этого все еще достаточно, чтобы увидеть, что изображено на картинке. Но он также достаточно мал, чтобы быстро загружаться.

Полное разрешение мониторов и телевизоров тоже не намного больше. Самые популярные размеры дисплеев – HD и FullHD, а 4K завоевывает все большую долю.

Но что это такое?

HD означает 1280 x 720 или 1366 x 768 пикселей. Это примерно 1 мегапиксель!

FullHD в два раза больше – 1920 x 1080 пикселей. Это 2 мегапикселя.

4K – это значительный шаг, его размер в четыре раза больше, чем FullHD, примерно 3840 x 2160. Его размер приближается к 8 мегапикселям.

Дисплеи с более высоким разрешением встречаются редко.

Фото Designecologist из Pexels

Заключение

Так вам нужно высокое разрешение?

Если да, то теперь вы также знаете, что детализация и разрешение – это не только мегапиксели. Другие технические и человеческие факторы способствуют получению фотографии высокого разрешения.

Надеемся, что теперь вы сможете добиться максимальной резкости изображения с помощью вашего фотоаппарата.

Удачи, и спасибо, что читаете Make photo!

Что такое мегапиксели и имеют ли они значение?

В мире цифровых камер и смартфонов термин «мегапиксели» часто используется для описания качества изображений, создаваемых этими устройствами. Но что такое мегапиксели и действительно ли они имеют значение? Мегапиксели — это количество отдельных пикселей, из которых состоит изображение. Чем больше мегапикселей, тем больше деталей и разрешения может иметь изображение. Однако просто наличие большего количества мегапикселей не обязательно означает лучшее качество изображения. В этой статье мы углубимся в мир мегапикселей и исследуем их роль в определении качества цифровых изображений.

Видеоруководство по мегапикселям

Всего за 90 секунд мы разгадаем тайну мегапикселей, чтобы помочь вам определить, нужно ли вам их больше.

Что такое мексапиксели?

Мегапиксели (МП), что переводится как «один миллион пикселей», определяют, сколько деталей может зафиксировать сенсор вашей камеры. В цифровой фотографии количество мегапикселей в изображении относится к общему количеству пикселей, из которых состоит изображение. Это число определяется путем умножения количества пикселей в ширине изображения на количество пикселей в высоте изображения.

Чем выше число мегапикселей, тем больше потенциальных деталей можно захватить на изображении.

Как мегапиксели влияют на качество изображения?

Вообще говоря, чем больше мегапикселей у изображения, тем выше его разрешение и уровень детализации. Это связано с тем, что большее количество пикселей означает, что камера способна захватывать больше информации.

Однако важно отметить, что наличие большего количества мегапикселей не обязательно означает, что изображение будет более высокого качества. Другие факторы, такие как качество объектива и размер сенсора, цветовое разрешение и другие, играют роль в определении качества изображения. Кроме того, уровень детализации, который может быть захвачен камерой с высоким разрешением, может быть незаметен, если изображение не просматривается в большом размере.

Когда размер имеет значение?

Хотя другие факторы, помимо количества мегапикселей, действительно могут компенсировать меньшее количество мегапикселей, бывают ситуации, когда необходимо большое количество мегапикселей. Например, при отправке на печать 20-мегапиксельный файл может давать отпечаток шириной 18 дюймов без масштабирования в Photoshop. Тем не менее, как часто вы печатаете фотографии размером 12 x 18 дюймов? К сожалению, для большинства потребителей ответ «не часто».

Большинство изображений попадают в Интернет, обычно в социальные сети; однако использование в Интернете и социальных сетях редко превышает 2MP. Это означает, что остальные 18 мегапикселей, за которые вы заплатили, никогда не увидят. Даже дисплей 4K может отображать только 8 мегапикселей вашей фотографии.

Как количество мегапикселей влияет на кадрирование

Когда изображение выпрямляется или кадрируется в постобработке, разрешение теряется. Таким образом, если вы сильно кадрируете свои изображения, большее количество мегапикселей даст вам больше гибкости.

Это также применимо, если вы отображаете изображение, сфотографированное в альбомной ориентации, в вертикальном (или портретном) формате. Например, если вы хотите поместить фотографию с альбомной ориентацией в формат вертикального слайд-шоу, такого как ролик в Instagram, то большее количество мегапикселей будет более гибким.

[ОБРАТНАЯ ПЕРЕМОТКА: в 10 раз дороже не значит в 10 раз лучше]

Кому нужно больше мегапикселей?

Нужны ли нам камеры стоимостью 50 тысяч долларов, которые производят 100-мегапиксельные изображения? Не совсем. 20 МП в наши дни являются стандартом, но большинство фотографов даже не используют потенциал своей камеры в полной мере. Камера с 20-мегапиксельным сенсором даст 20-мегапиксельную детализацию только в том случае, если ее использует опытный фотограф, который понимает, как добиться максимальной детализации и разрешения с помощью освещения и других средств.

Другими словами, высококвалифицированные фотографы, которые ищут камеры, которые могут печатать непосредственно в большом формате с невероятной детализацией или обеспечивают экстремальные возможности обрезки, могут использовать камеры с разрешением 30, 50 или даже 100 МП.

Для остальных из нас покупка 50-мегапиксельной камеры просто ради того, чтобы иметь ее, очень похожа на покупку 600-сильного автомобиля, на котором вы собираетесь ездить со скоростью 30 миль в час.

Заключение

В заключение, хотя количество мегапикселей может быть полезным индикатором качества изображения, оно является лишь одним из многих факторов, определяющих качество цифрового изображения. Другие факторы, такие как качество объектива и размер сенсора, также играют важную роль в определении качества изображения. Имеют ли значение мегапиксели, в конечном счете, зависит от предполагаемого использования ваших изображений. Учитывая ваши потребности и то, как вы планируете использовать свои изображения, вы можете определить подходящий уровень мегапикселей для вашей фотографии.

Пье Джирса

Партнер-основатель Lin and Jirsa Photography и SLR Lounge.

Следите за моими обновлениями на Facebook и моими последними работами в Instagram под именем пользователя @pyejirsa.

Разрешение камеры и мегапиксели (Краткое руководство)

Чаще всего производители камер продают свои продукты с их мегапикселями.

Действительно, среднее разрешение цифровых камер постоянно увеличивается.

В смартфонах можно найти 20-мегапиксельные сенсоры. С Sony A7R IV вы даже можете делать 240-мегапиксельные фотографии с помощью смещения сенсора.

Но что для вас значит разрешение камеры? Вам нужно большое количество мегапикселей? Сегодня мы узнаем.

Большое количество мегапикселей

Sony A7R IV

Откройте для себя совершенный инструмент для съемки потрясающих изображений с непревзойденным разрешением камеры. Получите информацию, необходимую для достижения высочайшего уровня детализации ваших фотографий.

Магазин  Предложения

Проверить цену на

Купить у

Недоступно

[ExpertPhotography поддерживается читателями. Ссылки на продукты на ExpertPhotography являются реферальными ссылками. Если вы воспользуетесь одним из них и купите что-нибудь, мы немного заработаем. Нужна дополнительная информация? Посмотрите, как все это работает здесь.]

Почему разрешение камеры имеет значение?

Попробуем разобраться в маркетинговых лозунгах. Мегапиксели и разрешение камеры стали ключевыми словами.

Действительно круто, что даже твой телефон умеет снимать 20-мегапиксельные фотографии. Но как это перевести на реальные детали? Не так хорошо.

И что еще более важно, оно вам нужно?

Очень общий ответ — нет; вы, вероятно, нет.

Есть два приложения, где вам действительно нужно высокое разрешение: экстенсивная обрезка (цифровое масштабирование) и крупноформатная печать. И даже в таких ситуациях вам нужно детализация , не обязательно большое количество мегапикселей.

Что такое количество пикселей?

Разрешение камеры не равно количеству пикселей, хотя их часто путают и используют взаимозаменяемо. Пленка также имеет разрешение, то есть уровень детализации, который она может разрешить.

Пиксели — это наименьший компонент сенсора цифровой камеры. Они записывают свет. Их миллионы — одна за другой, и они строят целостный образ.

Их количество важно, но оно не говорит нам всего о разрешении камеры.

Количество пикселей указывается в мегапикселях. Один мегапиксель (МП) равен одному миллиону пикселей. Итак, когда кто-то говорит, что камера имеет разрешение 20 МП, они имеют в виду 20 миллионов пикселей на ее сенсоре.

Действительно, количество пикселей ограничивает детализацию изображения. Но сам по себе он не устанавливает минимальный уровень детализации. Это ничего не значит, пока мы не знаем других факторов.

Единственное, что наверняка обещает большое количество пикселей, так это уменьшение муара.

Расчет размера изображения в пикселях

Датчики камеры имеют прямоугольную форму. Пиксели на них не разбросаны хаотично — они находятся в сетке.

Размеры двух сторон сопоставимы. Их соотношение сторон варьируется от 1:1 (квадрат) до 16:9.в некоторых видеокамерах.

Наиболее часто используемые соотношения сторон 3:2 и 4:3.

Например, мой Canon 5D MkIII имеет соотношение сторон 3:2. Его датчик измеряет 5760 пикселей по длинной стороне и 3840 пикселей по короткой стороне.

Вы можете умножить две стороны, чтобы получить общее количество пикселей. 5760 x 3840 равно 22 118 400. (Так, 5D MkIII имеет сенсор 22,1 МП.)

Я все еще могу добиться разных соотношений сторон, но только кадрированием. Это также то, что делает камера, когда я устанавливаю другое соотношение сторон в меню. Обрезка уменьшает разрешение.

Изображение by hongkha с сайта Pixabay

Что такое разрешение камеры?

Когда мы говорим о разрешении в контексте камер, мы имеем в виду пространственное разрешение. Это технически правильный термин, но, вероятно, это первый и последний раз, когда вы его читали.

Разрешение камеры говорит нам об уровне детализации, которую могут обеспечить камеры. Другими словами, это «способность модальности изображения различать два объекта» (Википедия).

Разрешение зависит от нескольких факторов.

Когда записывающая поверхность представляет собой пленку, это определяется:

• Размером пленки. Очевидно, чем больше размер, тем больше деталей
• Уровни зерна. Пленки с низким значением ISO обычно имеют меньшую зернистость и, таким образом, обеспечивают более чистое и детальное изображение.
• Резкость объектива. Каким бы большим и бесшумным ни был кусок пленки, если в камере используется некачественный объектив, разрешение камеры останется низким.
• Дифракция. Значение относительной апертуры (f-stop) ограничивает размер наименьшей единицы детализации. Однако он присутствует всегда, но в той или иной степени.

В эпоху цифровых датчиков это немного меняется на:

• Шаг пикселя. Плотность пикселей на сенсоре. Также дает довольно точное измерение размера пикселя;
• Размер датчика,
• ИСО,
• Резкость объектива,
• и дифракция.

Кроме того, на четкость изображения влияют и внешние обстоятельства.

• Фокус. Если изображение сфокусировано, оно не будет таким детализированным, каким могло бы быть.
• Дрожание камеры и размытость изображения. В зависимости от выбранной скорости затвора на фотографии может появиться размытие при движении или даже дрожание. Это снижает разрешение, особенно при телеобъективах и большом количестве пикселей.
• Атмосферное размытие. Если фотографировать объект со значительного расстояния, сама атмосфера начинает оказывать негативное влияние на детализацию. Это влияние наиболее заметно на телеобъективах. Влияние также оказывают туман, дождь и другие погодные явления.
• Состояние оборудования. У вас может быть самый резкий объектив в мире, но если вы не будете содержать его в чистоте, он не будет работать наилучшим образом. Также после резких перепадов температуры на линзах имеет свойство образовываться конденсат. Получается размытое изображение.

Давайте подробно обсудим некоторые из них.

Шаг пикселя и размер пикселя

Самоочевидно, что меньшие пиксели требуют от объектива лучшего оптического качества.

Пиксель размером 8 мкм (микрометр) имеет в четыре раза большую площадь и вдвое больший шаг пикселя, чем пиксель размером 4 мкм.

Это означает, что если объектив достаточно резкий, чтобы обеспечить детализацию пикселей размером 8 мкм, он не сможет обеспечить достаточную резкость для пикселей размером 4 мкм.

Где же найти маленькие пиксели?

В двух местах:

• Большие сенсоры с очень большим количеством пикселей. Canon 5Ds R имеет шаг пикселя около 4 мкм. Это полнокадровая камера на 51 МП.
• Датчики меньшего размера с нормальным количеством пикселей. iPhone XR оснащен 12-мегапиксельной камерой. Но его датчик настолько мал, что размер пикселей составляет всего 1,3 мкм. Таким образом, его пиксели в девять раз меньше пикселей 5Ds R.

В свою очередь, Canon 5D (оригинальный) имеет 12MP пикселей на полнокадровой матрице. Шаг пикселя составляет 8 мкм. Его пиксели в 36 раз больше, чем пиксели на iPhone!

Чем меньше пиксели, тем меньше света попадает на один пиксель.

Однако и большие, и маленькие пиксели должны быть доведены до одинакового уровня. В противном случае изображение, состоящее из мелких пикселей, было бы намного темнее.

Это приводит к большему количеству шума, потому что, делая изображение ярче, вы также увеличиваете яркость его шума.

Чем меньше пиксели, тем сильнее выражена дифракция. Это начинает заметно сказываться на низких значениях диафрагмы, иногда уже на f/2.8.

Но что такое дифракция?

Понимание дифракции

Трудно объяснить дифракцию, не вдаваясь в науку. Если вы разбираетесь в физике — простите меня за упрощение.

Вы, наверное, знакомы с дифракцией в воде. Когда вы ставите преграду с небольшим отверстием на пути воды, поток изгибается возле отверстия. Чем меньше отверстие, тем больше изгиб.

То же самое происходит и со светом. При меньших значениях диафрагмы (более высоких диафрагменных числах) дифракция ухудшает резкость и разрешение.

Из-за дифракции существует очень измеримый физический предел разрешения. Каким бы хорошим ни был ваш объектив, это всегда правда. Это дается следующей формулой:
p = (1,22 λ A) / 2
Здесь p — это наименьший пиксель, который может получать информацию на уровне пикселей от объектива. λ — длина волны падающего света, а    – это диафрагма.

Давайте посчитаем с помощью камеры iPhone XR. Мы полностью открываем диафрагму до f/1.8, чтобы получить наименьшее количество дифракции.

Длина волны видимого света составляет около 0,5 мкм.
p = (1,22 * 0,5 мкм * 1,8) / 2
Полученное значение p равно 1,1 мкм .

Это означает, что iPhone XR (с шагом пикселя 1,3 мкм) очень близок к дифракционному ограничению.

Таким образом, даже если объектив оптически совершенен, лишен всех аберраций, он находится на пике своего развития. Он не может вместить меньшие пиксели.

Возьмем другой пример.

При f/16 результирующее значение p  равно 7,3 мкм. Это означает, что камеры с шагом пикселя около этого значения подвержены дифракции только выше f/16.

Таким образом, оригинальный 5D с шагом пикселя 8 мкм получает дифракционное ограничение только после f/16.

Это совпадает с моим опытом. Когда я использую старый 5D, я стараюсь уйти даже с f/16 без снижения резкости. На 5D MkIII и MkIV это больше похоже на f/11 и f/9.

Взгляните на эту иллюстрацию, которую я снял на камеру Canon 5D MkIV и макрообъектив Canon 100mm f/2.8L. Оба снимка идеально сфокусированы; смягчение происходит из-за дифракции.

Влияние дифракции на разрешение

Как резкость объектива влияет на разрешение?

Таким образом, чтобы дифракция не представляла угрозы для разрешения изображения, на большинстве камер необходимо оставаться на уровне f/8 или ниже.

Но широкая диафрагма также может ухудшить резкость — особенно на более дешевых объективах, но объективы, как правило, не обеспечивают наилучших результатов при широко открытой диафрагме.

Обратите внимание, что здесь я говорю только о резкости, а не о других аспектах эстетики изображения. Резкость — важное качество объектива, но не решающий фактор, по крайней мере для меня.

Отличным показателем резкости объектива являются диаграммы MTF. Они показывают разрешение объектива независимо от размера сенсора и количества пикселей.

Но вы можете проверить свои объективы и в реальных условиях. В конце концов, если они достаточно острые для вас, все в порядке.

Верхним пределом резкости объектива является резкость на уровне пикселей. Это означает, что объектив настолько резкий, что может разрешать данные изображения до каждого отдельного пикселя, не затрагивая соседние пиксели.

Это зависит не только от объектива, но и от шага пикселя камер, на которых вы его используете.

Мой объектив 85 мм f/1.8 обладает достаточной резкостью, чтобы обеспечить резкость на уровне пикселей на 12-мегапиксельной камере Canon 5D.

Не так много на 30-мегапиксельной камере Canon 5D MkIV, но все равно работает там прилично. И мне все равно нравится этот объектив.

Это также доказывает, что меньшие пиксели требуют большего от объективов.

Обратите внимание, что при просмотре обоих изображений одинакового размера (скажем, на мониторе) вы не заметите разницы. Вы увидите это только тогда, когда изучите их в увеличенном масштабе.

Что вызывает атмосферное размытие?

Все мы знаем, что когда свет проходит через стекло, он преломляется. Но это не только сверхъестественная сила стекла.

Свет преломляется во всех веществах, включая воздух.

На коротких дистанциях не замечаешь. Это становится очевидным, когда вы снимаете удаленные объекты телеобъективом.

Взгляните на это фото. Я снял его с объективом 400mm f/2.8 (немного избыточным для этой задачи, я знаю) при f/8. Ближайшие здания находятся в 5 км (3 мили), так что все в фокусе. Но обратите внимание на разницу между зданиями на переднем плане и холмами на заднем плане.

Передний план красивый и резкий. Это достаточно близко, чтобы на него не сильно повлияло атмосферное размытие.

Холмы более чем в три раза дальше от камеры. На этом расстоянии свет начинает разделяться. Различные длины волн смещаются по-разному. Этот сдвиг вызывает размытие.

Эффект смягчения атмосферного размытия. Снято на объектив с фокусным расстоянием 400 мм, оба фрагмента в идеальном фокусе

Как добиться максимального разрешения

Теперь я не говорю, что нужно пойти и купить самую мощную мегапиксельную камеру, какую только можно найти. Мегапиксели и количество пикселей, как я упоминал ранее, ничего не значат без соответствующих настроек и техники для их поддержки.

Важно отметить, что очень часто ваша цель не состоит в том, чтобы запечатлеть максимальное количество деталей, которое вы теоретически могли бы запечатлеть.

В фотографии важна не только резкость. Речь идет о передаче истории или чувства. Или порадовать эстетически.

Тем не менее, есть приложения, где требуется максимальное разрешение. Возможно, вы захотите обрезать его позже («цифровое увеличение»). Крупные отпечатки также требуют высокой детализации изображений.

Итак, что вы можете сделать, чтобы добиться самого высокого разрешения с вашим фотооборудованием?

Знай свой объектив. Знай его острые и слабые стороны. Изучите, на каких диафрагмах он работает лучше всего. Проверьте, не приводит ли фокусировка крупным планом к более размытому изображению, это часто является проблемой. Проверяйте резкость на разных фокусных расстояниях во всем диапазоне зума.

Знай свою камеру. Знайте уровни ISO, которые вы можете установить, не слишком влияя на изображение.

Снимайте с правильной выдержкой. Поэкспериментируйте с выдержкой на всех фокусных расстояниях. Мы все знаем правило обратного фокусного расстояния, но это еще не все. Когда я фотографирую людей, я стараюсь не делать выдержку медленнее 1/400 с, чтобы заморозить движение. (Если мне не нужен креативный эффект размытия в движении.)

Настройте его правильно. Установите полное соотношение сторон и наилучшее качество JPG. Или просто установите его в RAW, чтобы у вас было больше возможностей для постобработки. Также проверьте настройки резкости в камере. Он не дает больше, но подчеркивает существующие детали. Однако чрезмерная резкость может повредить детализацию фотографии.

Очистите камеры и объектив. Убедитесь, что в нем практически нет пыли. Если на вашем объективе есть грибок, удалите его. Очистите датчик.

Проверьте свои фильтры. Если вы используете фильтры, убедитесь, что они не ухудшают качество изображения. Некоторые более дешевые фильтры имеют тенденцию снижать резкость.

Точная фокусировка. Упражняйтесь с автофокусировкой, заставьте ее вести себя так, как вы хотите. При необходимости выполните микрорегулировку автофокуса. Помните о смещении фокуса в вашем объективе и фокусируйтесь соответственно. Если вы снимаете устойчивые объекты на штативе, используйте ручную фокусировку.

Помните о внешних обстоятельствах. 90 139 Туманные дни, хотя и многообещающие для творческой фотографии, не способствуют повышению резкости.

Помните о дифракции. Проверьте шаг пикселя на вашей камере и старайтесь избегать диафрагмы, на которую влияет дифракция.

Разрешение и кадрирование

Основной причиной съемки изображений с высокой детализацией является возможность последующего кадрирования.

Это дает вам гибкость и свободу творчества. Вы можете изменить свою композицию, свой главный объект, точку фокусировки и сообщить что-то еще, обрезав кадр.

Обратите внимание, что «цифровое масштабирование» — это тот же процесс, что и обрезка, но это происходит в камере, без возможности последующего отображения обрезанных частей. Я рекомендую избегать цифрового зума. Вместо этого обрезайте изображения во время постобработки.

Не люблю снимать с зумом. Я предпочитаю дополнительный свет универсальности. Поэтому в путешествиях я часто беру с собой только 24-мм и 85-мм объективы.

В большинстве случаев я меняю рамку, приближая 24 мм. Это также дает перспективу, которая мне нравится больше.

Однако на фотографии ниже мне пришлось кадрировать позже. Я не мог подойти ближе. Справедливости ради, обе версии мне нравятся одинаково, но на обрезанном изображении больше внимания уделяется мальчику, а не окружающему миру.

Я мог это сделать, потому что у меня было достаточное разрешение.

Снято в Скопье, Северная Македония, на камеру Canon 5D MkIII с объективом 24mm f/1.4 II и выдержками 1/400 с, f/2.

Как избежать пикселизации при масштабировании

Масштабирование или увеличение небольших изображений редко дает желаемые результаты. Adobe Photoshop и другие программы для редактирования предлагают алгоритмы, позволяющие сделать масштабированные фотографии менее пикселизированными, но результат далеко не резкий.

Однако за последние несколько лет возможности стали намного изощреннее. Это связано с появлением и развитием алгоритмов машинного обучения.

Инструмент Photoshop значительно улучшился, но есть веб-сервисы для расширенного масштабирования.

Посмотрите это видео от PiXimperfect, чтобы узнать о них больше.