Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

12 мегапикселей – Мегапиксель — Википедия

Содержание

Мегапиксель — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 25 февраля 2019; проверки требуют 2 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 25 февраля 2019; проверки требуют 2 правки.

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

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела.

Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

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

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

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

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

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

От количества мегапикселей зависит размер и разрешение фотоснимков.

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

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

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

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

ru.wikipedia.org

Камера в телефоне: всё, что вы хотели знать, но боялись спросить

Почему смартфон А с камерой на 16 мегапикселей снимает хуже, чем смартфон Б всего с 12-ю? Неужели здесь чем меньше, тем лучше? Но почему тогда смартфон В с камерой на 24 мегапикселя снимает лучше, чем А и Б вместе взятые? Может быть, потому что он новее? Но почему тогда смартфон Г пятилетней давности с его 41 мегапикселем снимает лучше, чем А, Б и В? Всё-таки больше – лучше? Так отчего тогда не слишком старый, но уже и не новый смартфон Д с камерой на 12 мегапикселей выдаёт ещё более качественные снимки, да ещё и в сложных условиях освещения? Попробуем разобраться в секретах фотографических возможностей современных смартфонов.

Больше – лучше

Правда ли, что чем больше мегапикселей, тем лучше камера? Когда-то давно телефоны оснащались камерами на 0.5 Мп. На их фоне конкуренты с 1.3 мегапикселями давали заметно лучший результат. А уж когда начали выходить матрицы с пятью, шестью и более мегапикселями, мы, наконец, начали верить заявлениям производителей о том, что телефон скоро вытеснит компактные «мыльницы». Забегая вперёд, именно это и произошло – достаточно посмотреть на динамику продаж компактных фотоаппаратов.

Несколько лет назад матрицы смартфонов достигли показателей, сравнимых или превосходящих показатели недорогих, а потом и среднего класса «мыльниц». 12, 16, 20 мегапикселей – далеко не предел. Именно количеством мегапикселей так любят прихвастнуть маркетологи во время анонса очередной новинки.

Как бы банально это ни звучало, при прочих равных условиях (об этом ниже) сенсоры с более высоким количеством точек выдадут более чёткий, детальный результат в сравнении с сенсорами с меньшим разрешением. Впрочем, часто спутником более высокого разрешения картинки является повышенный шум, «зернистость» картинки – либо его обратная сторона: размытие мелких деталей изображение агрессивными алгоритмами шумоподавления. Всё это может привести (и часто приводит!) к тому, что снимки, полученные на сенсоры с меньшим числом мегапикселей выглядят лучше, чем фотографии, сделанные камерой с большим разрешением.

Почему так происходит? Дело в том, что более детальные снимки с сенсоров большего разрешения можно получить именно при «прочих равных условиях», в которые входит много чего. Здесь и оптика, способная обеспечить необходимую сенсору разрешающую способность, и алгоритмы обработки данных, и технология, по которой выполнен сам сенсор. Одним из основных «прочих» параметров является размер точки.

Больше – лучше: часть II

Размер одного пикселя – одна из важнейших характеристик сенсора, о которой практически никогда не говорят маркетологи. При прочих равных условиях чем больше размер точки, тем большее количество фотонов попадёт на неё во время экспозиции кадра. В сравнении с датчиком, оборудованным более мелкими ячейками, сенсор с крупными пикселями будет выдавать меньше шумов в потоке необработанных данных при фиксированном уровне усиления сигнала (грубо говоря, при тех же значениях чувствительности ISO).

Насколько меньше шумов? Зависимость пропорциональна квадрату диагонали. Так, сенсор IMX378, которым оснащаются смартфоны Google Pixel и Pixel XL первого поколения, обладает точкой в 1.55 μm, а смартфон Essential PH-1, оснащённый сенсором IMX258, имеет точки размером лишь в 1.12 μm. Соответственно, на каждый пиксель камеры Google Pixel попадёт в 1.91 раза больше фотонов при тех же условиях освещения и параметрах съёмки – иными словами, «шуметь» камера Pixel будет примерно в два раза меньше, чем камера Essential Phone. В табличке ниже можно ознакомиться с характеристиками некоторых популярных сенсоров, используемых в камерах современных смартфонов. Да-да, современных – несмотря на то, что некоторые модули увидели свет три года назад, их до сих пор продолжают использовать!

Модель Разрешение Диагональ Размер точки Дата выхода
IMX258 4224 x 3136

13 MP

5.867 mm (1/3.06″) 1.12 μm September 2015
IMX260 4032 x 3024

12.2 MP

7.06 mm (1/2.55″) 1.40 μm February 2016
IMX268 3840 x 2160

8 MP

5.14 mm (1/3.61″) 1.12 μm February 2016
IMX278 4224 x 3136

13 MP

5.867 mm (1/3.06″) 1.12 μm July 2015
IMX286 3968 x 2976

12 MP

6.2 mm (1/2.9″) 1.25 μm April 2016
IMX298 4608 x 3456

16 MP

6.521 mm (1/2.8″) 1.12 μm November 2015
IMX300 5984 x 4140

25 MP[a]

7.87 mm (1/2.3″) 1.08 μm September 2015
IMX315 4032 x 3024

12.2 MP

6.15 mm (1/2.93″) 1.22 μm September 2015
IMX318 5488 x 4112

22.5 MP

6.858 mm (1/2.6″) 1.0 μm February 2016
IMX333 4032 x 3024

12.2 MP

7.06 mm (1/2.55″) 1.40 µm
IMX338 5344 х 4008

21 MP

7.487 mm (1/2.4″) 1.12 μm June 2016
IMX345 4032 x 3024

12.2 MP

7.06 mm (1/2.55″) 1.40 µm
IMX350 5120 x 3840

20 MP

(1/2.8″) 1.0 μm
IMX351 4608 x 3456

16 MP

(1/3.09″) 1.0 μm
IMX362 4032 x 3024

12.2 MP

7.06 mm (1/2.55″) 1.40 μm November 2016
IMX363 4032 x 3024

12.2 MP

7.06 mm (1/2.55″) 1.40 μm
IMX371 4608 x 3456

16 MP

(1/3″) 1.0 μm
IMX376 5120 x 3840

20 MP

6.38 mm (1/2.78″) 1.0 μm November 2016
IMX378 4056 x 3040

12.3 MP

7.81 mm (1/2.3″) 1.55 μm September 2016
IMX380 4056 x 3040

12.3 MP

7.81 mm (1/2.3″) 1.55 μm
IMX386 4032 x 3016

12 MP

6.2 mm (1/2.9″) 1.25 μm July 2016
IMX398 4608 x 3456

16 MP

6.4 mm (1/2.8″) 1.12 μm October 2016
IMX400 5056 x 3792

19.1 MP[b]

7.73 mm (1/2.3″) 1.22 μm February 2017
IMX408 2.2 MP 4.983 mm 1/3.61 2.24 μm
IMX486 4032 x 3016

12 MP

6.2 mm (1/2.9″) 1.25 μm February 2018
IMX519 4656 x 3496

16 MP

6.828 mm (1/2.6″) 1.22 μm February 2018

Размер точки напрямую влияет и на детализацию снимка. Для того, чтобы камера смогла эффективно использовать мелкие точки, её оптика должна обладать более высокой разрешающей способностью по сравнению с той, что может быть установлена в камеру с более крупными точками. С учётом того, что сенсоры с более мелкими точками, как правило, стоят дешевле своих более крупноячеистых собратьев, надеяться на более качественную оптику здесь, пожалуй, не стоит.

Наши рекомендации

Если качество снимков для вас – на первом месте, в первую очередь обращайте внимание не на разрешение камеры в мегапикселях, а на размер точки. Так, смартфоны Moto Z и Moto Z2 Force оборудованы камерами на 12 Мп, но в первом поколении устройства размер точек – 1.12 μm, а во втором – 1.25 μm. Неудивительно, что второе поколение линейки Moto Z снимает заметно лучше первого.

Какой именно размер точек хорош? Самыми крупными точками обладает первое поколение смартфонов Pixel: 1.55 μm. Мало отличается качество снимков на камеры с точкой 1.40 μm. Смартфоны с камерами, сенсоры которых несут ячейки размером в 1.22 μm вполне способны отлично снимать днём и вечером на улице, но в темноте вам придётся положиться на оптический стабилизатор (если он есть) или смириться с шумом. А вот на сенсор с точками в 1.12 μm и меньше качественные снимки удастся получить только ярким днём; если же камера с таким размером точки не оборудована оптической стабилизацией, то о снимках в тёмное время суток лучше забыть для сбережения собственных нервов.

Итак, мы выяснили, что размер ячейки фотодетектора (того самого пикселя, который исчисляется в «мега») напрямую влияет на уровень шумов в необработанном потоке данных, который выдаёт сенсор. В свою очередь, уровень шума напрямую влияет на детализацию конечного снимка. Если современные алгоритмы шумоподавления уже давно научились сводить на нет цветовой шум (печально известные всполохи случайного цвета, которыми отличались ранние цифровые фотографии), то с монохромным шумом, «зерном», справиться без потери детализации куда сложнее. Снижение зернистости снимка так или иначе приводит к «съеданию» мелких деталей и, соответственно, к падению как видимого, так и фактического разрешения.

Больше – лучше? Часть III

Итак, мы выяснили, что использование более крупных светочувствительных ячеек (тех самых пикселей, которые «мега») позволяет естественным образом увеличить чувствительность сенсора и снизить шумы, в то же время позволяя использовать более дешёвую оптику с меньшей разрешающей способностью относительно сенсоров с большей плотностью точек. И сенсоров с крупными ячейками на рынке достаточно ещё с позапрошлого года. Почему же производители смартфонов не устанавливают такие сенсоры во все устройства подряд? Неужели тот самый сговор и сегментация рынка?

Причины, по которым в смартфоны продолжают устанавливать менее качественные сенсоры, имеют как маркетинговые, так и чисто технические обоснования.

Начнём с маркетинга. Что выберет покупатель: смартфон-флагман с камерой на 21 Мп или другой флагман всего с 12 Мп? «Больше – лучше»: покупатель видит и понимает, что такое мегапиксели, но совершенно не в курсе, что такое размер точки и каков он в первом и во втором случае. Уважающие себя производители молча устанавливают в свои устройства камеры с крупными ячейками. Здесь и Google (камеры Pixel, Pixel XL обладают точками рекордного размера — 1.55 μm, второе поколение – 1.40 μm, зато с оптическим стабилизатором), и Samsung (размер ячейки основной камеры которого — 1.40 μm). Приличными сенсорами оборудованы смартфоны Apple последнего поколения (1.22 μm в основном модуле, но всего 1.0 μm в модуле камеры с двойным приближением) и Motorola (Moto Z2 Force — 1.22 μm). А вот LG в странном флагманском устройстве G6 сэкономила, установив старенький сенсор с точками 1.12 μm, а в безусловно флагманском LG V30 сэкономила ещё пуще, поставив датчик с ультракомпактными пикселями размером всего 1.0 μm.

Более качественные сенсоры с крупными точками стоят дороже аналогов с мелкой точкой, оказывая прямое влияние на BOM (Bill Of Materials, себестоимость комплектующих) смартфона. Насколько дороже? Разница в цене между самым дорогим и самым дешёвым модулем одного поколения может достигать $4-8. И если для вас как пользователя вопрос всего лишь в том, доплатить ли пусть даже $8 за отличную камеру или сэкономить и довольствоваться плохой, то для производителя, который выпускает модель миллионными тиражами, экономия получается более чем существенной.

Опуская маркетинг и экономику масштабов, важно понимать и то, что сенсор с крупными точками – это крупный сенсор. Крупный сенсор требует соответствующих размеров оптики, а соответствующих размеров оптика оказывается не только шире, но и толще объектива для более компактной матрицы. В результате смартфоны обзаводятся более или менее страшненькими наростами, в которых монтируют растолстевший модуль.

Альтернативой такому решению может стать несколько более толстый корпус устройства. Так, первое поколение Pixel и Pixel XL оснащалось модулем с размером точки 1.55 μm, при этом обошлось без каких-либо выступающих частей.

Если же производитель хочет сделать тонкий смартфон (во всяком случае – тоньше, чем Pixel) без каких-либо наростов, ему остаётся лишь прибегать к компромиссам, используя более тонкие модули с меньшим размером матрицы и, как следствие, более мелкими пикселями.

Впрочем, даже из этого правила есть свои исключения. Таким исключением стали смартфон HTC One (M7) и его последователь HTC M8, в которых использовались так называемые «ультрапиксели». Фактически UltraPixel – всего лишь маркетинговый термин, означавший использование модуля с крупным размером точек 2.0 μm. Такие точки способны собрать в 1.66 раза больше света, чем ячейки модуля Google Pixel (1.55 μm). Нужно отметить, что дизайнеры HTC One не решились встроить в телефон камеру в виде выступающего модуля, оформив её заподлицо с задней крышкой.

Такое дизайнерское решение, ограничившее максимальные физические габариты модуля, в совокупности с решением использовать крупные ячейки не оставило другого выхода, кроме использования модуля с заданными габаритами и заданным размером ячеек… Правильно: из одной шкуры можно сшить семь маленьких шапок или одну большую. В заданные дизайнерами габариты вписалось лишь 4 миллиона ячеек размером в 2.0 μm. И можно сколько угодно убеждать пользователей, что ультрапиксели – это круто, но низкое разрешение – это низкое разрешение. Пользователи, что называется, не купились.

Что ж, разработчики HTC учли негативный опыт. В весьма удачном смартфоне HTC 10 размер точки был уменьшен до 1.55 μm (хотелось бы написать – как в Google Pixel, но на тот момент этим же сенсорам оснащались Nexus 5x и Nexus 6p), а разрешение подросло до 12 Мп. Скрипя зубами, дизайнерам пришлось проектировать нарост.

Ужасно выглядит? Дело вкуса; для многих качество снимков на первом месте, а нарост… нарост можно стерпеть. Впрочем, много и таких пользователей, которые не понимают (да и не хотят понимать) связи между качеством снимков, размером модуля и толщиной смартфона. Именно это большинство не забывает пнуть производителя за ненужный нарост… и многие производители «ломаются», соглашаясь выпускать более тонкие устройства без выступов.

А теперь – вопрос на засыпку: почему в iPhone 7, 8 и iPhone X дополнительная камера с телеобъективом оборудована точками размером всего 1.0 μm?

Казалось бы, именно для телевика нужно подобрать сенсор с максимальным размером точки, а оптику – никак не с диафрагмой f/2.4, а хотя бы f/1.8. Действительно, если рассуждать с точки зрения качества изображения, то нужны и крупные точки, и максимальная диафрагма. Но здесь мы сталкиваемся с жесточайшей нехваткой места. Для того, чтобы вписать телевик с честным двукратным приближением в компактный корпус смартфона, дизайнерам пришлось пойти на жертвы, использовав самый миниатюрный сенсор и оптику с невысокой светосилой.

Когда нельзя верить на слово

Мы уже выяснили, что заявлениям маркетологов не всегда следует верить. Отдельной строкой пройдёмся по смартфону OnePlus 5, который вышел под лозунгом “Clearer photos”. Этот слоган стал локомотивом всей рекламой кампании устройства; фразу “clearer photos” предлагалось ввести в поле «секретного кода», который был нужен для оформления предзаказа сразу после анонса устройства. Казалось бы, относительно уважаемый производитель не может обмануть хотя бы в основном рекламном лозунге? Оказалось, может, да ещё как!

Давайте внимательно посмотрим на камеры устройства. На задней стороне смартфона их две: основная (модуль IMX398, 16 Мп с размером точки 1.12 μm) и дополнительный, обеспечивающий «двукратный зум без потерь» модуль IMX350, 20 Мп с точкой 1.0 μm).

Сразу возникает логичный вопрос: а, собственно, каким именно образом камера с размером пикселя 1.12 μm собирается обеспечивать эти самые “clearer photos”? Оказалось, никак:

Что за точки? Это всего лишь датчики фазовой фокусировки модуля IMX398, для которого компания не сделала грамотной программной обвязки на уровне драйверов. Для того, чтобы замаскировать позорную недоработку, сделать заплатку поручили не SONY (которая разработала сам модуль и драйверы для него), а разработчикам приложения камеры. Результат получился «отличный»: запредельными настройками шумоподавления точки были равномерно размазаны. Заодно съедались и мелкие детали; вместо травы, листвы, веток получалась каша, а лица людей превращались во что-то среднее между акварельным портретом и пластиковой куклой. Этот эффект пользователи окрестили «эффектом акварели».

А как обстоят дела с двукратным зумом без потерь? В отличие от Apple, которые встроили модуль хоть и с мелкими пикселями, но с оптикой с честно удвоенным фокусным расстоянием, дизайнеры OnePlus решили обойтись малой кровью.

Следите за руками. Раз: приближение в 1.33 раза за счёт оптики с «одноцелотридесятым» фокусным расстоянием. Два: из центральной части 20 Мп сенсора вырезают примерно 9 Мп, что даёт приближение ещё приблизительно в полтора раза (напомню, приближение пропорционально квадратному корню от числа «кропнутых» мегапикселей). А чтобы получить те же 16 Мп, что и на основной камере, вырезанные 9 Мп попросту интерполируют до 16-ти. Назвать всю эту процедуру «двукратным зумом без потерь» могут только маркетологи.

Ещё больше – ещё лучше?

В 2013 году на рынок вышел смартфон Nokia Lumia 1020, оборудованный уникальной камерой на 41 Мп. В смартфоне использовалась технология PureView, позволявшая комбинировать пиксели для уменьшения шумов в условиях слабого освещения. Пять лет назад это был настоящий прорыв; для того времени камера снимала не просто хорошо, а прямо-таки замечательно. Вы до сих пор можете время от времени услышать что-то вроде «а вот Lumia 1020…»

Насколько оправдана репутация камеры с сенсором в 41 Мп? Давайте рассмотрим снимки, сделанные на этот смартфон в полном разрешении. Для этого предлагаем пройти по ссылке https://blogs.windows.com/devices/2013/07/11/nokia-lumia-1020-picture-gallery-zoom-in/

Посмотрели? Сегодня, в середине 2018 года, пять лет спустя после выхода этой модели на рынок, я вижу типичную (кстати, размер точки — 1.12 μm) картину: неплохая резкость в центре кадра с падением разрешения ближе к краям, определённо – шумы в тенях. Но 2013 год! 41 мегапиксель! Даже в полном разрешении для того времени снимки смотрятся замечательно, а ведь мы ещё не рассмотрели технологию PureView, которая, комбинируя соседние пиксели (и уменьшая эффективное разрешение снимка), позволяла добиться вот такого уровня шума практически в полной темноте:

Что это – грамотная постобработка или что-то иное? Можно ли добиться подобного качества, просто уменьшив разрешение готового снимка в условном фотошопе? На самом деле – нет, и вот почему.

Алгоритмическая фотография

Постобработка – важный этап в цифровой фотографии. При съёмке в формат RAW, своеобразный «цифровой негатив», фотографы часто проводят постобработку вручную в одном из мощных десктопных (а в настоящее время – уже и мобильных) пакетов. Грамотная постобработка позволяет в определённых пределах «вытянуть» пересвеченные участки, осветлить тени, кадрировать снимок, добавить спецэффекты, уменьшить цифровой шум. Тем не менее, на этапе постобработки человек или компьютер работают с уже готовым плоским изображением. Даже в RAW не сохраняется информация о глубине отдельных участков, а динамический диапазон матрицы ограничивает возможности корректировки снимков с контрастным освещением.

В традиционной цифровой фотографии проблему ограниченного динамического диапазона до сих пор решает режим HDR, который поддерживается многими компактными и системными фотоаппаратами. В этом режиме экспонируется от двух до четырёх кадров, как правило с «вилкой» от -2 до +2 EV. Далее кадры комбинируются (современные камеры уже научились корректно накладывать их друг на друга даже при съёмке с рук; более старые фотоаппараты требовали использовать для съёмки в HDR штатив), и на выходе – по крайней мере, в теории, – получается кадр без провалов в тенях и пересвеченных участков.

У традиционного HDR есть ряд проблем. Во-первых, время на съёмку: сделать несколько кадров подряд может занять до секунды, а это – много. Во-вторых, время на обработку: даже в современных фотоаппаратах единственный кадр в HDR может обрабатываться несколько секунд, что может оказаться неприемлемым. Если в процессе съёмки серии в кадр попадает движущийся объект (или, скажем, ветер колышет листву или ветки деревьев), многие фотоаппараты «размножат» объект, а на месте колышущейся листвы образуется каша.

Все эти проблемы призвана решить современная алгоритмическая фотография, использующая мощные процессоры смартфонов для съёмки и обработки кадров. Одной из самых удачных реализаций алгоритмической фотографии является алгоритм HDR+, разработанный в лаборатории Google. Подробно и с примерами снимков этот режим описан в журнале «Хакер» в статье Дениса Погребного «Идеальное фото. Что такое HDR+ и как активировать его на своем смартфоне». Желающих обратиться к первоисточнику отправляем к подробному (и очень техническому) документу Burst photography for high dynamic range and low-light imaging on mobile cameras.

Алгоритм HDR+ решает целый ряд проблем традиционного HDR. Задержка при съёмке HDR? В режиме ZSL (Zero Shutter Lag) её не будет: кадры берутся из буфера. Время на склейку финального снимка? Она происходит в фоновом режиме, и занимает меньше секунды. Дополнительный бонус – комбинирование нескольких кадров позволяет уменьшить шумы, выдавая гораздо более чистую картинку в сравнении с захватом единственного кадра.

Google Camera – сложнейший проект, который может «потянуть» корпорация уровня Google, Apple или Microsoft (все три компании используют в своих устройствах подобные технологии). Для пользователя всё выглядит просто: нажал на кнопку – получил снимок, качество которого будет выше, чем у конкурентов. Внутри же – масса тонких настроек и оптимизаций, которые не видны обычному пользователю. Лишь совсем недавно разработчикам удалось получить доступ к внутренностям Google Camera, открыв энтузиастам возможность покрутить настройки.

В чём преимущества HDR+ для пользователя? Процитируем статью Дениса Погребного:

Выделим основные достоинства HDR+:

  • Алгоритм замечательно устраняет шумы с фотографий, практически не искажая детали.
  • Цвета в темных сюжетах гораздо насыщеннее, чем при однокадровой съемке.
  • Движущиеся объекты на снимках реже двоятся, чем при съемке в режиме HDR.
  • Даже при создании кадра в условиях недостаточной освещенности вероятность смазывания картинки из-за дрожания камеры сведена к минимуму.
  • Динамический диапазон шире, чем без использования HDR+.
  • Цветопередача преимущественно получается естественней, чем при однокадровой съемке (не для всех смартфонов), особенно по углам снимка.

Всё это соответствует действительности, но есть у режима HDR+ и свои ограничения. Так, быстро движущиеся объекты снимать в HDR+ всё же не стоит: алгоритмы алгоритмами, но результат наложения нескольких кадров будет непредсказуем. Обработка каждого снимка серьёзно нагружает процессор, приводя к нагреву телефона и быстрому расходу аккумулятора, а в режиме ZSL, когда камера постоянно снимает в буфер, расход аккумулятора просто зашкаливает. Тем не менее, результат того стоит: снимки в HDR+ практически всегда выглядят намного лучше кадров с единственной экспозицией.

Карманная машинка времени

Если на вашем смартфоне можно запустить Google Camera в режиме HDR+, то вы – счастливый обладатель карманной машинки времени. При помощи Google Camera ваш смартфон сделает снимок ещё до того, как вы нажмёте на кнопку! Звучит как фантастика? Тем не менее, современные технологии сделали этот сценарий возможным.

Как это работает? Если Google Camera запущена на смартфоне, на котором приложение поддерживает съёмку HDR+ в режиме ZSL (Zero Shutter Lag), будет происходить следующее. При запуске приложения Google Camera сразу же начинает съёмку, снимая данные с сенсора и сохраняя их в буфер в оперативной памяти смартфона (забегая вперёд, некоторые смартфоны реализуют похожую технологию, не используя ресурсы центрального процессора и даже основную память смартфона – кадры сохраняются в специальный буфер в модуле камеры). Как только пользователь нажимает на кнопку спуска затвора, Google Camera фиксирует момент и извлекает из буфера несколько последних кадров, точное число которых варьируется в зависимости от множества факторов (в некоторых версиях Google Camera, модифицированных сторонними разработчиками, этот параметр можно настраивать).

Из всей серии выбирается несколько резких кадров (таким образом, в частности, смартфоны Pixel и Pixel XL компенсируют отсутствие оптического стабилизатора). Каждый кадр разбивается на тайлы. Соответствующие тайлы из разных кадров накладываются друг на друга; при этом компенсируется как смещение камеры во время съёмки, так и наличие в кадре движущихся объектов: в отличие от традиционного HDR, при съёмке через Google Camera мы не получим удвоения или утроения движущихся объектов.

Технология проста на словах, но успешно реализовать её в своих продуктах удалось единицам. Вплоть до выхода Snapdragon 845, в котором Qualcomm предложила всем желающим воспользоваться подобной технологией, алгоритмическая фотография оставалась уделом компаний, способных содержать собственный специализированный отдел разработки.

Монохромные сенсоры: бутафория или?..

Мы уже привыкли видеть в смартфонах не одну, а две основных камеры. Производители пока не пришли к общему мнению, нужна ли вторая камера вообще, а если нужна – то зачем. Google проводит последовательную политику: вторая камера не нужна, а всё необходимое (например, портретный режим) мы реализуем с одним, хоть и хитрозакрученным сенсором. Apple – сторонники двух модулей; при помощи второго реализуется двукратный оптический зум (на самом деле – фиксированный объектив с удвоенным эффективным фокусным расстоянием) и определяется глубина сцены в портретном режиме. В LG поступили с точностью до наоборот: второй модуль – широкоугольный, почти «рыбий глаз». Huawei последовательно продвигает монохромные модули; по заявлениям производителя, комбинирование кадров с двух модулей позволяет естественным образом добиться снимков с низким уровнем шума и расширенным динамическим диапазоном.

Не все производители столь последовательны даже внутри одной линейки. Так, OnePlus последовательно попробовали сперва псевдо-двукратный зум, потом – монохромный модуль, который нельзя использовать для съёмки чёрно-белых фотографий, и, наконец, пришли к тому, что камер должно быть две, но одну из нельзя использовать ни для чего, кроме портретного режима. В младших моделях Xiaomi слабенький дополнительный модуль используется лишь для определения глубины резкости, а во флагманской модели Mi 8 – в качестве широкоугольника. Не может определиться с тем, для чего нужна вторая камера, и Motorola: если в модели Moto X4 в качестве дополнительного используется широкоугольная камера, то в Moto Z2 Force второй модуль – монохромный.

И если в ситуации с широкоугольными модулями и условными телефото нас может заинтересовать разве что оптика (характеристики самого сенсора, как правило, заметно уступают характеристикам основного), то монохромные сенсоры стоят особняком, предлагая ряд преимуществ по сравнению с классическими сенсорами RGBG.

За теорией обратимся к статье, опубликованной компанией RED, известным производителем цифровых видеокамер.

Основной сенсор вашей (и практически всех остальных) камеры построен по принципу цветовой мозаики. На каждую ячейку попадают только волны из определённого диапазона (как правило, выбираются красный, синий и зелёный цвета, но бывают и фильтры с белыми субпикселями). В зависимости от ширины этого диапазона, который регулируется интенсивностью светофильтра, можно получить снимки с большим цветовым охватом – но более тёмные или более шумные, или наоборот – более светлые, но с блеклыми цветами. Грубо говоря, из трёх фотонов R, G и B в ячейку попадёт лишь один, который будет пропущен светофильтром:

Источник: RED

Фактически в каждую «цветную» ячейку может попадать заметно меньше 33% света в зависимости от заданного производителем значения цветового охвата. В любом случае, максимально теоретически возможный КПД светочувствительности цветной матрицы не будет превышать 33%.

Для того, чтобы получить привычное глазу изображение, значения цветных пикселей интерполируются. Таким образом, максимально возможное монохромное разрешение полученного изображения будет приблизительно соответствовать количеству точек сенсора (хотя, например, при фотографировании зелёной травы или листьев будут задействованы в основном зелёные точки). Цветное разрешение будет ниже; впрочем, такая модель вполне согласуется с особенностями человеческого зрения. Подробнее о процессе реконструкции изображения можно почитать в статье Demosaicing.

Источник: RED

Я думаю, вы уже поняли, что будет дальше. Встречайте монохромный сенсор! Никаких цветофильтров, никакой потери светового потока и никакой мозаики:

Источник: RED

Благодаря отсутствию фильтров каждый пиксель монохромного сенсора попадает как минимум в три раза больше фотонов, чем на соответствующую ячейку цветного. В результате – на выбор: ниже уровень шума (можно или уменьшить выдержку, или снизить ISO) либо расширенный динамический диапазон в тенях. Нет и необходимости восстанавливать структуру кадра из «мозаичного» изображения; результат – повышенная детализация и полное отсутствие муара (ложных цветов, артефактов процесса реконструкции).

Посмотрите, какие прекрасные чёрно-белые фотографии выдаёт монохромный сенсор Moto Z2 Force без каких-либо ухищрений с алгоритмической фотографией (смотреть лучше на полный экран):

А что, если хочется такую детализацию, как у монохромного сенсора, но в цвете? У Huawei есть ответ: смартфоны линейки P способны комбинировать данные с цветного и монохромного сенсоров, создавая изображения с минимумом шумов, расширенным динамическим диапазоном и повышенной детализации. По крайней мере, такова теория, а точнее — маркетинг. На практике же мы видим обычную «кашу» на месте травы и общий результат, заметно уступающий снимкам, сделанным на менее продвинутые камеры в режиме HDR+ при помощи Google Camera. За примерами далеко ходить не нужно: сайт Photography Blog протестировал камеры Huawei P20. Разверните на полный экран тестовый кадр и насладитесь детализацией травы на газоне. Если что, это ISO 50, минимальное из возможных. Кстати, по мнению обозревателей, то, что мы видим на снимке ниже — в целом демонстрация отличного качества изображения (цитата: «On the whole, image quality is excellent.») Тут одно из двух: или мои стандарты качества диаметрально противоположны стандартам обозревателей, или… или тут что-то не то.

Источник: Photography Blog

Оптика и стабилизатор

Что такое фотоаппарат без оптики? Во времена плёночных зеркалок – просто сквозная дыра, матерчатая шторка и крышка, чтобы удерживать плёнку. В цифровых зеркальных фотоаппаратах место плёнки занял сенсор, но даже тогда никому не приходило в голову принижать важность объектива для получения качественного снимка. В мобильной же фотографии про объектив обычно известно чуть больше, чем ничего. Максимум, что нам сообщают – это максимальное относительное отверстие (по принципу «f/1.7 – хорошо, а f/2.4 – тёмный») и иногда – эффективное фокусное расстояние. Выбирая смартфон, который снимал бы лучше других, пользователи обращают внимание на что угодно – на мегапиксели, на маркетинговые шильдики Leica или Carl Zeiss, на количество камер, в конце концов, — только не на объектив.

К сожалению, принять информированное решение относительно оптики, установленной в том или ином смартфоне в условиях недостатка информации (где графики MTF? Где оптические схемы, в конце концов?) не представляется возможным. С другой стороны, проектирование оптики для мизерного размера телефонных матриц – дело простое и давно отработанное. В отличие от зеркальных фотоаппаратов, здесь нет ни механического затвора перед матрицей, ни диафрагмы с переменным значением. Не нужен зум: объективы смартфонов обладают фиксированным фокусным расстоянием. Расстояние между задней линзой объектива и матрицей может быть любым, хоть вообще нулевым – при желании линзу можно наклеить на матрицу (сравните с зеркальными фотоаппаратами, при проектировании оптики для которых необходимо учитывать немалое расстояние между самим объективом и матрицей). Другими словами, для любого смартфона очень просто спроектировать объектив, обладающий идеальными в рамках заданного сенсора оптическими свойствами. А можно сэкономить несколько центов и спроектировать объектив, обладающий очень хорошими оптическими свойствами. А можно сэкономить ещё несколько центов, установив оптику посредственного качества. Нужно ли говорить, какой путь выбирает подавляющее большинство производителей?

Тем не менее, по некоторым косвенным признакам о качестве объектива судить всё-таки можно. Да, маркетинговые шильдики часто остаются именно маркетинговыми шильдиками, но время от времени производители отказываются от призрачной экономии и всё-таки устанавливают качественную оптику. Одним из косвенных признаков качественного (более сложного и дорогого в производстве) объектива является наличие оптической стабилизации, о которой производитель непременно заявит в характеристиках. Оптический стабилизатор позволяет делать снимки без смаза от дрожания рук с более длинными выдержками – соответственно, на меньших значениях чувствительности ISO, что означает меньший уровень шума и большую вероятность выхода качественного кадра. Наличие оптического стабилизатора упрощает работу алгоритмов HDR, снижая вычислительную нагрузку при комбинировании кадров. Если у вас есть выбор – обратите внимание, есть ли в интересующем вас устройстве оптический стабилизатор.

Заключение

Камеры современных смартфонов – это не просто комбинация из матрицы и объектива. Это и алгоритмы, сложность и одновременно изящество идеи которых способны поразить воображение. Работа этих алгоритмов требует мощных процессоров и продвинутых DSP, которые встраиваются в большинство современных систем на чипе. Вы спрашиваете, зачем смартфону вычислительная мощь прошлогоднего ноутбука? Например, для того, чтобы, нажав на кнопку, вы смогли мгновенно получить кадр такого качества, над которым профессионалу с зеркалкой пришлось бы ещё попотеть в лаборатории.


blog.elcomsoft.com

Мегапиксели и печать фотографий. Таблица форматов

Для чего на практике нужны мегапиксели (MP) в фотоаппарате? Ответ очень прост — чем больше мегапикселей в вашей камере, тем большим размером вы сможете распечатать фотографию.

Но как узнать, каким размером можно распечатать фотографии снятые на вашу камеру?

Для этого мы составили простую таблицу соотношения мегапикселей камеры и форматов печати.

Мегапиксели Максимальный формат печати Размер файла в пикселях
3 13 х 18 1500 х 2102
6 15 х 22 1795 х 2646
8 20 х 30 2304 х 3456
10 20 х 30 2398 х 3602
12 24 х 30 2835 х 3602
16 30 х 40 3602 х 4760
24 30 х 45 3602 х 5398

Размеры отпечатков приведены для печати в 300 dpi в максимальном качестве в профессиональной фотолаборатории.

Разрешение фотографий может незначительно меняться для разных моделей фотоаппаратов. Это связано с тем, что производители указывают примерное число мегапикселей, например, 10, а на самом деле это может быть 10.3 или 10.5 мегапикселей. Но на качестве печати это никак не отразится.

Как показывает практика, правильное увеличение размера фото даже на 60-80% не приводит к заметной потере качества отпечатка. Об этом и о других способах подготовки фото к печати мы обязательно расскажем в одной из следующих статей.

fototips.ru

Как выбрать смартфон с лучшей камерой — Ferra.ru

Идеальная смартфонная камера состоит из большого «фундамента» (матрицы/сенсора) с большими пикселями на нём. Только вот делать смартфоны толще или выделять для камеры половину корпуса сзади никто не собирается. Поэтому «застройка» будет такой, чтобы камера не торчала из корпуса и не занимала много места, мегапиксели были крупногабаритными, пусть даже их будет всего 12-13, а матрица была максимально крупной, чтобы все их вместить.

Размер пикселя в камере измеряется в микрометрах и обозначается как мкм в русском языке или µm в латинице. Перед тем, как купить смартфон, убедитесь, что пиксели в нём достаточно крупные – это косвенный признак того, что камера снимает хорошо. Вбиваете в поиск, например, «Xiaomi Mi 5S мкм» или «Xiaomi Mi 5S µm» – и радуетесь характеристикам камеры смартфона, который вы себе заприметили. Или огорчаетесь – зависит от цифр, которые вы увидите в результате.

Насколько большим должен быть пиксель в хорошем камерафоне?

Размерами пикселей в «новейшем» времени особенно прославился… Google Pixel – смартфон, который вышел в 2016 году и «показал Кузькину мать» конкурентам за счёт сочетания огромной (1/2.3”) матрицы и очень крупных пикселей порядка 1,55 мкм. С таким набором он почти всегда выдавал детальнейшие фотографии даже в пасмурную погоду или в тёмное время суток.

Почему бы производителям не «обрезать» мегапиксели в камере до минимума и расставить на матрице минимум пикселей? Такой эксперимент уже был – HTC в флагмане One M8 (2014 год) сделала пиксели настолько огромными, что их в тыловую камеру поместилось… четыре на 1/3”-матрице! Таким образом, One M8 получил пиксели размером аж 2 мкм! В итоге по качеству снимков в тёмное время суток смартфон «порвал» практически всех конкурентов. Да и фотографий в разрешении 2688×1520 пикселей было достаточно для Full HD-мониторов того времени. Но всесторонним чемпионом камера HTC не стала, потому что тайваньцев подвели HTC точность цветопередачи и «тупые» алгоритмы съёмки, которые не умели «правильно готовить» настройки для сенсора с необычным потенциалом.

Сегодня все производители «перебесились» гонкой за максимально крупными пикселями, поэтому:

  • В хороших бюджетных камерафонах размер пикселя должен быть от 1,22 мкм и больше
  • В флагманах хорошим тоном принято считать пиксели размером от 1,25 мкм до 1,4 либо 1,5 мкм. Больше – лучше.

Смартфонов с хорошей камерой и относительно мелкими пикселями мало, но они существуют в природе. Это, конечно же, Apple iPhone 7 с его 1.22 мкм и OnePlus 5 с 1.12 мкм – они «выезжают» за счёт очень качественных сенсоров, очень хорошей оптики и «умной» автоматики.

Без этих слагаемых маленькие пиксели губят качество фото в флагманских смартфонах. Например, в LG G6 алгоритмы творят непотребство при ночной съёмке, а сенсор, хоть и облагорожен хорошими «стёклами», но сам по себе дешёвый. В

итоге 1,12 мкм портят ночные снимки всегда, кроме случаев, когда вы вступаете в бой с «ручным режимом» взамен тупой автоматики и исправляете её огрехи самостоятельно. Такая же картина царит и в съёмке на Sony Xperia XZ Premium или XZ1. А в шедевральной, «на бумаге», камере Xiaomi Mi 5S соперничать с флагманами iPhone и Samsung мешает отсутствие оптической стабилизации и всё те же «кривые руки» разработчиков алгоритмов, из-за чего смартфон хорошо справляется со съёмкой только днём, а ночью уже не очень впечатляет.

Для того, чтобы было понятно, сколько вешать в граммах, взгляните на характеристики камер в одних из лучших камерафонов современности.

www.ferra.ru

Сколько нужно мегапикселей?

© 2015 Vasili-photo.com

Разрешение матрицы цифрового фотоаппарата принято измерять в мегапикселях. Быть может, это и не совсем корректно (поскольку число фотодиодов является далеко не единственным фактором, влияющим на разрешение), но на бытовом уровне вполне допустимо. Беда в том, что количество мегапикселей часто воспринимается как некий интегральный показатель, позволяющий, как многим кажется, не только исчерпывающе охарактеризовать производительность фотокамеры, но и измерить качество (а то и художественную ценность) получаемых с её помощью снимков.

У данного заблуждения две основные причины. Первая – психологическая: человеку, сравнивающему различные камеры, хочется иметь простой, понятный, легко измеряемый параметр, который бы однозначно указывал на превосходство одного аппарата над другим. Мегапиксели подходят на эту роль как нельзя лучше.

Вторая причина – историческая: разрешение первых цифровых фотоаппаратов было объективно низким (не более пары мегапикселей), в связи с чем, количеству пикселей заслуженно придавалось большое значение, и любой прогресс в этой области всячески приветствовался. Сегодня, когда счёт мегапикселей в большинстве фотокамер идёт уже на десятки, разрешение больше не является проблемой, и о нём не следовало бы беспокоиться, но инерция мегапиксельной гонки столь сильна, что отказываться от привычки сравнивать камеры в первую очередь на основании числа мегапикселей не торопятся ни потребители, ни производители фототехники.

Так сколько же мегапикселей должно быть в современном фотоаппарате? Может ли мегапикселей быть слишком много? Действует ли в отношении мегапикселей правило «чем больше – тем лучше», или всё-таки по достижению определённого рубежа дальнейшее наращивание разрешения теряет всякий смысл? Попробуем разобраться.

Мегапиксели и разрешение

Один мегапиксель (Мп) представляет собой один миллион пикселей, т.е. точек из которых формируется цифровое изображение. Например, если линейное разрешение матрицы составляет 4000 пикселей по горизонтали и 3000 по вертикали, то общее количество пикселей будет равно 4000 × 3000 = 12 000 000 или 12 Мп. Впрочем, всё это вы, скорее всего, и без меня знаете. Мне просто хотелось напомнить, что в мегапикселях измеряется не разрешение, как таковое, и тем более не качество изображения, а именно количество пикселей. Можно сказать, что мегапиксели определяют потенциальную способность фотокамеры воспроизводить мелкие детали, при том условии, что камера оснащена объективом соответствующего качества и фотографом, знающим своё дело.

Иными словами, не всякий объектив обладает достаточной резкостью, чтобы переход от шестнадцати к двадцати четырём и уж тем более от двадцати четырёх к тридцати шести мегапикселям хоть как-то сказался на детализации снимка, и далеко не всякий фотограф способен выжать из своего оборудования тот потенциальный максимум резкости, на который оно рассчитано.

Замена старой камеры на новую, отличающуюся большим количеством мегапикселей, оправдана лишь в том случае, если ваши теперешние снимки отличаются безупречной резкостью. В данной ситуации прирост разрешения и вправду может привести к повышению детализации. Если же с резкостью у вас проблемы, то наивно полагать, будто покупка новой камеры эти проблемы решит. Дополнительные мегапиксели только усугубят изъяны оптики и недостаток дисциплины.

Примечательно, что даже незначительный прирост линейного разрешения сопровождается основательным увеличением числа мегапикселей. Это напоминает вычисление площади. Чтобы удвоить количество мегапикселей достаточно увеличить линейное разрешение на 41%, а удвоение линейного разрешения приводит к увеличению числа мегапикселей вчетверо. Именно за это своё коварное свойство мегапиксели столь нежно любимы маркетологами, поскольку оно позволяет представить весьма умеренный прогресс, как нечто революционное.

На самом деле, двукратный прирост числа мегапикселей – вовсе не революция, это всего лишь тот минимум, после которого повышение детализации становится заметным для большинства людей, и то лишь при условии, что детализация была ограничена исключительно количеством пикселей, а вовсе не аберрациями объектива, промахами фокусировки, вибрацией камеры и неумелым редактированием. Причём вклад именно разрешения матрицы в общую резкость снимка стремительно снижается по мере роста числа мегапикселей. До 10 Мп этот вклад весьма значителен, от 10 до 20 Мп уже не столь весом, а при разрешении свыше 20 Мп на первый план безоговорочно выходят качество оптики и мастерство фотографа.

Вреден ли избыток мегапикселей?

В целом – нет, не вреден. Я просто считаю нужным подчеркнуть, что и пользы от него не много. На мой взгляд, единственным действительно негативным эффектом, связанным с ростом разрешения, является пропорциональное увеличение объёма файлов, стремительно заполняющих карты памяти, пожирающих дисковое пространство и тормозящих работу компьютера при постобработке.

Мне могут возразить, что фотоаппараты с большим разрешением ещё и больше шумят при высоких значениях ISO. Это справедливо, но лишь при попиксельном сравнении снимков, т.е. при 100% увеличении. При равном масштабе уровень шума будет примерно одинаковым (при прочих равных условиях, разумеется). Например, если снимок, сделанный 36-мегапиксельной камерой уменьшить в Фотошопе до 16 мегапикселей, то по уровню шума он практически не будет отличаться от аналогичного снимка, изначально сделанного 16-мегапиксельной камерой. При этом уменьшенный снимок может выглядеть даже несколько более чётким, поскольку уменьшение изображения (децимация) в определённой степени нейтрализует потерю резкости, неизбежную при байеровской интерполяции.

Таким образом, высокое разрешение действительно позволяет матрице фотоаппарата собрать больше информации о снимаемой сцене и потенциально обеспечить лучшую детализацию снимка. Другой вопрос, сможете ли вы воспользоваться этим потенциалом, или же он воплотится только в лишние гигабайты, занимающие ваш жёсткий диск?

***

Чтобы понять, какое число мегапикселей будет для вас необходимым и достаточным, следует просто вспомнить, какое конечное применение вы находите для ваших снимков? Рассматриваете ли вы их на мониторе компьютера или, быть может, при помощи цифрового проектора? печатаете ли вы свои снимки, а если да, то каков максимальный размер отпечатков? делитесь ли вы своими снимками в Интернете? подвергаете ли вы снимки какой-либо обработке, или довольствуетесь тем, что получается на выходе из камеры?

Просмотр фотографий на компьютерном мониторе

Самым распространённым среди посетителей моего сайта разрешением экрана является 1920×1080 (Full HD), что примерно соответствует двум мегапикселям. Для ноутбуков самое популярное разрешение – 1366×768 (WXGA), т.е. один мегапиксель. Редкие посетители пользуются мониторами с разрешением 2560×1440 (WQXGA), а это меньше четырёх мегапикселей. Компьютеров iMac с дисплеями типа Retina настолько мало, что ими можно пренебречь.

Вывод, как мне кажется, очевиден: для просмотра фотографий на мониторе персонального компьютера в большинстве случаев достаточно 2-4 Мп. И это если снимок развёрнут на весь экран, а не ютится в маленьком окошке.

Проекторы

Массовые модели современных цифровых проекторов имеют разрешение 1920×1080 (Full HD) или даже меньше, а значит пытаться продемонстрировать публике что-то превышающее пару мегапикселей с их помощью бессмысленно. Проекторы с разрешением 4096×2160 (4K) большинству фотографов просто не по карману, но даже неполные девять мегапикселей – это по современным меркам не столь уж много.

Печать фотографий

Разрешение отпечатка вне зависимости от его размера принято измерять в точках на дюйм (dpi). Например, при печати с разрешением 300 dpi на каждый линейный дюйм (2,54 см) будет приходиться по 300 точек, что соответствует 118 точкам на один линейный сантиметр.

Разрешение меньше 150 dpi считается низким, от 150 до 300 dpi – приемлемым и от 300 dpi и больше – высоким. Высокое разрешение означает, что отдельные точки, составляющие изображение, практически неразличимы для невооружённого глаза. Обычно отпечатки умеренного размера (до A3 включительно) делают с разрешением именно 300 dpi. Для больших отпечатков допустимо использовать меньшее разрешение.

Многое зависит от расстояния, с которого вы собираетесь рассматривать снимок. Маленькие карточки разглядывают вблизи, и их разрешение должно быть по возможности высоким. Большие полотна вешают на стену и любуются ими стоя на некотором отдалении, а потому даже сравнительно невысокое разрешение не будет резать глаз. Это относится и к фотообоям. Огромные билборды, на которые люди смотрят с расстояния в десятки метров, можно печатать с разрешением 32 dpi, и они всё равно будут смотреться неплохо.

Из приведённой ниже таблицы видно, сколько мегапикселей требуется для съёмки и последующей печати фотографий с разрешением как 150, так и 300 dpi при различных размерах отпечатка.

Размер отпечатка, см Число мегапикселей
при 150 dpi
Число мегапикселей
при 300 dpi
9×13 0,4 1,6
10×15 (A6) 0,5 2,1
13×18 0,8 3,3
15×21 (A5) 1,1 4,4
21×30 (A4) 2,2 8,8
30×42 (A3) 4,4 17,6

Когда вы последний раз печатали свои снимки на формате A3? Напомню, что самым популярным среди фотолюбителей размером отпечатка является A6, т.е. 10×15 см.

Интернет

Интернет не любит больших фотографий. Во-первых, большие фотографии долго загружаются, а во-вторых, большинству людей просто неинтересно рассматривать микроскопические подробности чужих снимков. Исключение составляют разве что специализированные фотографические форумы. Что же касается социальных сетей, то ваши многомегапиксельные снимки в любом случае будут уменьшены при загрузке на сервер вне зависимости от вашего на то согласия, причём качество децимации будет далеко не самым высоким.

Если вы пересылаете фотографии родственникам и знакомым по электронной почте, то уменьшать их необходимо хотя бы из соображений элементарной порядочности. Кому охота ждать, пока загрузятся громадные файлы с цветочками и котятами?

Словом, и здесь вам будет достаточно буквально пары мегапикселей.

Разумеется, всё это относится исключительно к любительской фотосъёмке и не касается снимков, предназначенных для коммерческого использования. Здесь всё зависит от конкретной ситуации. Если заказчик во что бы то ни стало требует 20 мегапикселей – что ж? – пошлём ему именно 20 мегапикселей, а нужны ли они ему на самом деле – это уже не наша забота.

Обработка снимков

При редактировании фотографий в Adobe Photoshop или ином графическом редакторе некоторый избыток разрешения не только терпим, но и весьма желателен. Во-первых, многие симки нуждаются в кадрировании, т.е. в обрезке краёв, и хорошо, когда у вас есть возможность не экономить пиксели. Во-вторых, грамотное уменьшение изображения – лучший способ скрыть или, по крайней мере, минимизировать такие дефекты изображения как шум, хроматические аберрации, умеренная шевелёнка, артефакты интерполяции и т.д. Иначе говоря, фотография, снятая с высоким разрешением, а затем уменьшенная, практически всегда выглядит лучше, чем изначально снятая с низким разрешением.

Впрочем, следует заметить, что разрешение современных фотоаппаратов столь велико, что запас мегапикселей, которыми можно пожертвовать при редактировании, имеется почти всегда.

Заключение

Мы с вами слишком долго говорили о том, о чём вообще не стоило бы говорить. Подведём же, наконец, итоги.

Чтобы удовлетворить потребности подавляющего большинства фотолюбителей хватит десятка мегапикселей, хотя и такое количество кажется несколько избыточным. Редкий энтузиаст сможет в полной мере реализовать потенциал двадцати мегапикселей, но такие люди обычно знают, чего хотят. Те же фотографы, которым объективно может потребоваться большее разрешение, и которые умеют с ним обращаться, вряд ли стали бы читать эту статью.

Учитывая тот факт, что разрешение более-менее серьёзных фотокамер составляет сегодня в среднем около двух десятков мегапикселей и продолжает расти, считаю дальнейшие дискуссии на эту тему просто излишними. Число мегапикселей больше не является тем параметром, на который стоит всерьёз обращать внимание при выборе камеры.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

Желаю удачи!


  Дата публикации: 12.11.2015

Вернуться к разделу «Фотооборудование»

Перейти к полному списку статей


vasili-photo.com

Новости Xiaomi, Новинки, Обзоры, Сравнения

Если вы разбираетесь в фотографии и немного в смартфонах, то мы вас поздравляем и для вас эта статья будет скорее напоминанием. Если же вы, как говорится, «чайник» в этом деле, то читайте дальше.

Что такое мегапиксель? Проще говоря, мегапиксель — это один миллион пикселей. Поэтому, если вы знаете разрешение изображения, вы можете рассчитать сколько в нем мегапикселей. У многих современных смартфонов разрешение экрана составляет 1080 на 1920 пикселей. Таким образом снимок достаточной четкости будет иметь 1920 х 1080 = 2.073.600 пикселей или 2 Мп. Так что для нормального видеообщения веб-камер на 2 Мп хватает с лихвой.

Принимая во внимание эту простую информацию, подумайте нужен ли вам смартфон с огромным количеством мегапикселей в камере? Пример выше показывает, что много мегапикселей не имеют никакого значения, если вам нужно просто постить фотографии в тот же Instagram или другие соцсети. Число мегапикселей, взятых отдельно от других характеристик камеры, не является гарантией получения фото высокого качества. На самом деле мегапиксели играют роль только в двух случаях.

1. Если вам нужно распечатать фотографию.

Как известно, печать фотографий значительно потеряла в популярности с пришествием цифровой фотографии. Большинство людей вполне довольны, загружая фото в интернет или сохраняя их цифровые копии на флешках и в облачных хранилищах. Про печать уже почти никто не задумывается. В случае, если вам все-таки нужно распечатать удачный снимок, то здесь и стоит задуматься о мегапикселях. Чем больше пикселей в исходном изображении, тем более четкое изображение получится на выхода не фотобумаге.

В этой таблице представлено каким будет качество распечатанных фото, исходя из соотношения количества мегапикселей камеры и размера фотографий.

Мп Размер
9×13 10×15 13×18 15×20 20×30 30×40
0.3 Очень плохо Очень плохо Очень плохо Очень плохо Очень плохо Очень плохо
1.3 Хорошо Нормально Плохо Плохо Очень плохо Очень плохо
3.1 Отлично Отлично Хорошо Хорошо Плохо Очень плохо
4.0 Отлично Отлично Отлично Хорошо Нормально Очень плохо
5.0 Отлично Отлично Отлично Отлично Нормально Плохо
6.0 Отлично Отлично Отлично Отлично Хорошо Плохо
7.0 Отлично Отлично Отлично Отлично Хорошо Нормально
8.3 Отлично Отлично Отлично Отлично Хорошо Хорошо
10 Отлично Отлично Отлично Отлично Отлично Хорошо
13 Отлично Отлично Отлично Отлично Отлично Отлично
16 Отлично Отлично Отлично Отлично Отлично Отлично

Когда дело доходит до повседневных потребностей, например печати памятного фото, не требуется более 7 мегапикселей. Даже если размер распечатанной фотографии будет 30х40 см, то из-за относительно большого расстояния просмотра вы не заметите хоть каких-то недостатков. Вы же не будете вглядываться в глянец фотобумаги, правда? В рамочку и на стенку.

2. Если вам нужно обрезать фото

Все уже вроде бы выучили, что при фотографировании не стоит пользоваться цифровым зумом. В противном случае, какой бы качественной не была камера, а снимок красочным, неправильный зум сделает из него малоприятное зернистое нечто, оставив вас недовольным и камерой и вашим умением фотографировать. Другое, когда в вашей камере достаточное количество мегапикселей и вы спокойно можете обрезать уже готовое фото без каких-либо опасений по поводу потери качества.

К счастью, камеры в современных смартфонах уже по умолчанию щеголяют с 12 Мп и выше камерами. Хотя, даже при какой-нибудь 4 Мп камере, вы можете вдвое обрезать ваше фото и поставить на рабочий стол компьютера не боясь ухудшить качество. Правда состоит в том, что например, камера Yi M1 «всего-лишь» с 20 Мп сделает снимок в разы лучше, чем 41 Мп монстр с посредственными характеристиками.

Товары, которые могут вас заинтересовать:

Global Version означает, что товар выпущен для мирового рынка, и соответствует международным стандартам качества.

Ростест — это знак сертификации, который гарантирует, что устройство соответствует всем российским нормам и стандартам по охране окружающей среды и здоровья пользователей. Каких-либо дополнительных отличий или преимуществ перед другими устройствами данный знак не предполагает.

-26%

New!

Global Version означает, что товар выпущен для мирового рынка, и соответствует международным стандартам качества.

Ростест — это знак сертификации, который гарантирует, что устройство соответствует всем российским нормам и стандартам по охране окружающей среды и здоровья пользователей. Каких-либо дополнительных отличий или преимуществ перед другими устройствами данный знак не предполагает.

-37%

New!

Global Version означает, что товар выпущен для мирового рынка, и соответствует международным стандартам качества.

Ростест — это знак сертификации, который гарантирует, что устройство соответствует всем российским нормам и стандартам по охране окружающей среды и здоровья пользователей. Каких-либо дополнительных отличий или преимуществ перед другими устройствами данный знак не предполагает.

-40%

Хит

Global Version означает, что товар выпущен для мирового рынка, и соответствует международным стандартам качества.

Ростест — это знак сертификации, который гарантирует, что устройство соответствует всем российским нормам и стандартам по охране окружающей среды и здоровья пользователей. Каких-либо дополнительных отличий или преимуществ перед другими устройствами данный знак не предполагает.

-11%

Global Version означает, что товар выпущен для мирового рынка, и соответствует международным стандартам качества.

Ростест — это знак сертификации, который гарантирует, что устройство соответствует всем российским нормам и стандартам по охране окружающей среды и здоровья пользователей. Каких-либо дополнительных отличий или преимуществ перед другими устройствами данный знак не предполагает.

-5%

New!

Global Version означает, что товар выпущен для мирового рынка, и соответствует международным стандартам качества.

Ростест — это знак сертификации, который гарантирует, что устройство соответствует всем российским нормам и стандартам по охране окружающей среды и здоровья пользователей. Каких-либо дополнительных отличий или преимуществ перед другими устройствами данный знак не предполагает.

-10%

Global Version означает, что товар выпущен для мирового рынка, и соответствует международным стандартам качества.

Ростест — это знак сертификации, который гарантирует, что устройство соответствует всем российским нормам и стандартам по охране окружающей среды и здоровья пользователей. Каких-либо дополнительных отличий или преимуществ перед другими устройствами данный знак не предполагает.

-12%

New!

Global Version означает, что товар выпущен для мирового рынка, и соответствует международным стандартам качества.

Ростест — это знак сертификации, который гарантирует, что устройство соответствует всем российским нормам и стандартам по охране окружающей среды и здоровья пользователей. Каких-либо дополнительных отличий или преимуществ перед другими устройствами данный знак не предполагает.

-14%

New!

Global Version означает, что товар выпущен для мирового рынка, и соответствует международным стандартам качества.

Ростест — это знак сертификации, который гарантирует, что устройство соответствует всем российским нормам и стандартам по охране окружающей среды и здоровья пользователей. Каких-либо дополнительных отличий или преимуществ перед другими устройствами данный знак не предполагает.

-5%

Global Version означает, что товар выпущен для мирового рынка, и соответствует международным стандартам качества.

Ростест — это знак сертификации, который гарантирует, что устройство соответствует всем российским нормам и стандартам по охране окружающей среды и здоровья пользователей. Каких-либо дополнительных отличий или преимуществ перед другими устройствами данный знак не предполагает.

-3%

ru-mi.com

Какое оптимальное количество мегапикселей должно быть в фотоаппарате

Производители часто указывают мегапиксели, как одну из основных характеристик фотоаппаратов. Новые модели соревнуются в их количестве. Если раньше на кропнутых зеркальных фотокамерах максимальное число мегапикселей равнялось 18, сейчас это число доходит до 24. Что такое мегапиксели в фотоаппарате, на что влияет их количество, какой показатель является рабочим, и может ли ухудшить качество фотографии их чрезмерное количество.

Что такое мегапиксели и их размер

Один мегапиксель (Мп) состоит из миллиона пикселей, маленьких квадратиков, которые выглядят как крошечные точки. Фотография представляет собой сплошную сетку, сотканную из пикселей. Достаточное количество этих квадратиков улучшает качество изображения, увеличивает его разрешение. Ведь пиксель – это основной элемент, из которого состоит цифровое изображение. Не существует величины меньше пикселя. Например, миллипикселя или 0,5 пикселя. Однако они могут отличаться по размеру.

Большинство современных фотоаппаратов имеет достаточное количество мегапикселей. Как правило, не меньше 15. Когда в фотоаппаратах было 3-4 Мп, их увеличение, хотя бы на один, было очень заметно. Сейчас имеющегося числа вполне достаточно для печати фотографий очень большого размера, и новое увеличение этого показателя больше похоже на маркетинговый ход, чем на необходимость.

На что влияют мегапиксели

От количества Мп в матрице фотоаппарата по сути зависит качество распечатанных фотографий. Снимки большой выглядят детализированней при достаточном количестве мегапикселей. Однако это не единственный показатель, нужный для печати необычно крупных фотографий. Также важны характеристики сенсора фотокамеры и настройки диафрагмы (апертуры).

Важно знать, что пиксели могут отличаться размером. Например, в одной камере может быть 12 Мп большого размера, а в другой – 24, но более маленьких. Слишком мелкие пиксели способны вобрать в себя только небольшое количество света. Оставшийся свет перемещается к соседним пикселям, создавая на фотографии неприятный цветовой шум. Поэтому важно не только количество мегапикселей, но и размер самой матрицы. Если последняя слишком маленькая и на нее пытаются вместить как можно больше пикселей, качество фото только ухудшится. Чем больше размер матрицы, тем больше света она воспринимает. В итоге снимки имеют больше деталей и больший угол обзора.

Какое оптимальное количество

Достаточное число пикселей зависит от потребностей пользователя фотоаппарата. Также стоит помнить, что на качество влияют многие технические показатели фотоаппарата, в том числе размер матрицы, выбранный объектив и, конечно, настройки камеры.

Чем больше разрешение матрицы, тем качественнее получатся напечатанные в большом размере снимки и тем больше возможностей для последующей обработки фотографии в фоторедакторе.

  • Тем, кто в принципе не печатает и не обрабатывает фотографии, а смотрит их только на цифровых устройствах и выкладывает в сеть, вполне хватит даже 5 Мп;
  • Если снимки подвергаются пост обработке, их разрешение несколько уменьшается. Особенно при кадрировании. Значит, чтобы обработать фото и сохранить приемлемое качество для их просмотра на компьютере и печати фотографий небольшого размера, нужен фотоаппарат с 7 Мп. При таком показателе разрешение снимков будет около 3072 на 2304 пикселей. Значит, можно будет смело их обрабатывать, убирать ненужные объекты по краям, не ухудшая итоговые кадры. После этого можно распечатать снимки размером 10 на 15 и даже 20 на 30;
  • Тем, кто предпочитает более детализированные снимки, лучше приобретать фотокамеры с разрешением матрицы не менее 12 Мп. Такой фотоаппарат позволит получать кадры, в которых видна каждая деталь, а затем увеличивать и кадрировать их при необходимости. Однако такие фотокамеры стоят дороже, поэтому стоит взвесить все за и против. А также решить, так ли необходима сильная детализация для любительской съемки.

Профессионалам, безусловно, нужны камеры с разрешением не менее 12 Мп. А вот показатель разрешения больше 20 мегапикселей не особенно востребован даже в профессиональных кругах. Это больше рекламные трюки производителей.

Более того, фотографы, проводившие сравнение, указывают на избыточность 24 мегапикселей для фотоаппаратов с кропнутой матрицей. Объективы не справляются с таким количеством пикселей, появляется больше цифрового шума, кадры медленнее обрабатываются из-за большого веса. К тому же, на снимках при 12 и 24 Мп практически идентичная детализация.

Стоит ли гнаться за большим количеством мегапикселей

Профессионалы не советуют гнаться за максимальным количеством пикселей в фотоаппарате. Важнее определиться со своими целями. Для чего приобретается фотокамера: для бытовой съемки, работы в газете или журнале, участии в выставках, съемке портретов, репортажей или торжеств. Для каждой цели понадобится свое количество мегапикселей матрицы фотоаппарата.

Собираясь создавать фото для семейного альбома и соцсетей, не стоит платить лишнее за технику с огромным разрешением снимков. К тому же, на качество больше повлияет физический размер матрицы. Именно на этот показатель лучше обратить свое внимание. При этом техника с большой матрицей будет дороже, тяжелее, объемнее, чем простой любительский компактный фотоаппарат. Такую технику неудобно будет постоянно носить с собой, чтобы запечатлеть неожиданно возникшие интересные кадры.

Вредит ли большое число мегапикселей качеству снимков

Увеличение разрешения матрицы может ухудшить резкость кадров даже при использовании качественного объектива.

Это звучит странно, но имеет логическое объяснение. Если физический размер матрицы не увеличивается, а количество мегапикселей становится больше, их размер становится меньше. Это делает их менее чувствительными к свету и повышает их нагрев друг от друга, увеличивая количество цифрового шума. Хотя, технологии не стоят на месте и производители научились снижать уровень шума даже при уменьшении размеров пикселей.

Однако есть и другая опасность – появление дифракции. При прохождении потока света через малое отверстие диафрагмы он как будто распыляется, как спрей. Чем сильнее закрыта апертура (диафрагма), тем под большим углом происходит это распыление. Так четкая точка становится размытой. И чем меньше открыта диафрагма, тем размытие становится сильнее. Хотя обычно закрытая диафрагма дает максимально четкую детализацию.

Мегапиксели в фотоаппарате отвечают за разрешение фотографий. Выбирая технику, следует заранее решить, для каких целей она будет использоваться. Если в планах фотографа нет печати фотографий очень крупного размера, в профессиональных целях, или серьезной постобработки в фоторедакторе, то количество пикселей не играет особой роли. В таком случае, возможно, не стоит переплачивать за более дорогие модели. При этом важно обратить внимание на другие технические характеристики фотоаппарата. В первую очередь на размер матрицы. А также научиться его правильно настраивать. Так, даже при среднем количестве мегапикселей будут получаться интересные и качественные фотографии.

my-photocamera.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о