Вход   Регистрация

Поиск по сайту

Присоединяйтесь к группам

Вконтакте
akfotosait

Одноклассники
54003350175999

Мегапиксель - что это такое и сколько их должно быть?

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

Для начала вспомним, что пиксель — это базовый элемент, точка, одна из тех, из которых формируется цифровое изображение. Этот элемент дискретный и неделимый — нет таких понятий как "миллипиксель" или 0.5 пикселя :) Зато есть понятие мегапиксель, под которым понимается массив пикселей в количестве 1 000 000 штук. К примеру, изображение размером 1000*1000 пикселей — имеет разрешение ровно 1 мегапиксель. Разрешение матриц большинства фотокамер давно уже перевалило за отметку 15 мегапикселей. Что это дало?

Когда разрешение цифровых фотокамер было 2-3 мегапикселя, каждый лишний мегапиксель был действительно серьезным преимуществом. Сейчас же мы наблюдаем парадоксальную ситуацию — заявленное разрешение матриц любительских зеркалок стало таким, что дает возможность делать отпечатки приемлемого качества форматом чуть не А1! В то время как большинство фотолюбителей редко печатают фотографии больше чем 20 на 30 см, для этого достаточно 3-4 мегапикселей.

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

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

А давайте возьмем калькулятор и посчитаем, какой реальный прирост разрешения фотографии будет при переходе с 12 на 18 мегапикселей.

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

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

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

Казалось бы — это вообще похоже на бред! Однако, не будем торопиться с выводами...

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

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

В нашем случае в качестве отверстия выступает апертура (диафрагменное отверстие). Чем сильнее зажата диафрагма, тем под большим углом "распыляется спрей". В итоге, "идеально четкая" точка после прохождения апертуры превращается в размытое пятнышко. Чем меньше диаметр апертуры, тем сильнее это размытие.

А теперь давайте к этой картинке добавим небольшой кусочек матрицы с пикселями и попробуем приблизительно представить, как будет выглядеть эта "идеально четкая" точка на фотографии...

Невысокое разрешение, крупные пиксели

Высокое разрешение, мелкие пиксели

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

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

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

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

Купили современную тушку? Позаботьтесь о хорошей оптике!

Разрешение матриц большинства современных любительских фотоаппаратов со сменной оптикой находится между 16 и 24 мегапикселями. Со временем этот диапазон неизбежно будет смещаться в сторону больших значений. Как правило, при этом совершенствуется и оптика, идущая в комплекте с фотоаппаратом. Современные китовые объективы хоть и существенно прибавили в качестве, но все же являются "компромиссными" вариантами. Прорисовать картинку во всех нюансах для запечатления на 24-мегапиксельной матрице они, чаще всего не способны (либо способны, но в очень узком диапазоне настроек, например, только в диапазоне 28-35 мм при диафрагме 8).

Если вы ищете бескомпромиссный вариант, вам потребуется качественная и, соответственно, дорогая оптика. Стоимость объектива, схожего с китовым по функциональности, но имеющего лучшую разрешающую способность, в разы превосходит стоимость китового объектива:

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

Кстати...

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

Карманная мыльница с 16 мегапикселями — маразм через край!

Как ни печально, но другого выбора скоро уже не будет. Большинство компактных фотоаппаратов имеют матрицу размером 1/2.3", то есть примерно 6*4.5 мм — в 4 раза меньше, чем у "кропнутой" камеры и в 6 раз меньше, чем у полнокадровой. Разрешение при этом составляет 16-18 мегапикселей. Нетрудно представить, какой несуразно мелкий размер имеет каждый пиксель.

Миниатюрный объектив мыльницы имеет очень малый размер апертуры, что усиливает дифракционное размытие. В итоге картинка при просмотре в 100% масштабе выглядит очень "мягкой".

Слева — 100% кроп с фотографии, сделанной 16-мегапиксельной мыльницей Sony TX10 с матрицей 1/2.3". Справа для сравнения — аналогичный вид, снятый на зеркалку. Обратите внимание, что картинка у мыльницы выглядит очень мягко (как любят говорить, "мыльно"). И это в центре кадра! По краям кадра детализация у всех объективов снижается. Вот так выглядит 100% фрагмент, вырезанный из края кадра.

И так снимает подавляющее большинство современных мыльниц. Например, вот еще одна статья, в которой приведены 100% кропы с фотоаппарата Panasonic DMC-SZ1 (ближе к концу статьи). Спрашивается — зачем в такие аппараты ставить матрицы с таким высоким разрешением? Практической ценности эти мегапиксели не имеют никакой, зато с точки зрения маркетинга звучит очень убедительно — в фотоаппарате размером со спичечный коробок целых 16 мегапикселей.

Так сколько же должно быть мегапикселей в фотоаппарате?

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

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

  • Для аппаратов со сменной оптикой с фиксами или профессиональными зумами — сколько угодно мегапикселей, однако при росте их количества снижается максимальное "рабочее" диафрагменное число. Старайтесь не снимать в обычных условиях с диафрагмой больше 11-13 — будет заметно снижение резкости из-за дифракционного размытия. Нижний предел диафрагмы целиком зависит от особенностей объектива.

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

Какие характеристики матрицы важнее числа мегапикселей?

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

Во-вторых, играет роль структура матрицы. Подавляющее большинство современных камер имеет "баеровскую" матрицу со сглаживающим низкочастотным фильтром. Один пиксель изображения формируется путем интерполяции группы 2*2 пикселя матрицы (2 зеленых, 1 красный, 1 синий). НЧ-фильтр препятствует возникновению муара на объектах с регулярным повторяющимся рисунком (например, ткань), но немного снижает детализацию изображения — "размыливает" его. У некоторых современных фотоаппаратов НЧ-фильтр отсутствует — это улучшает детализацию изображения. Муар подавляется программно встроенным ПО фотоаппарата. Стоит отметить еще матрицы X-Trans (используются в фотоаппаратах Fujifilm), которые имеют по сравнению с "баером" более "хаотичную" структуру расположения цветных сенсоров RGB, в них для интерполяции используются группы размером 6*6 пикселей матрицы — это исключает образование муара и позволяет обходиться без НЧ-фильтра, что, как уже говорилось выше, улучшает детализацию изображения.

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

Категория: Выбираем фотоаппарат

Автор - Артем Кашканов

Книга «О фотографии простым языком»

Если мои статьи показались вам интересными и полезными, скорее всего, вас заинтересует и моя электронная книга О фотографии простым языком. Книга представлена в формате PDF, ее стоимость сопоставима с ценой бизнес-ланча. Вы получите книгу на электронную почту сразу после оплаты.

Выберите способ оплаты:

Все мои книги      Написать мне

Если материал понравился, пожалуйста, поставьте "лайк" или напишите отзыв!

Чтобы написать комментарий, нужно войти на сайт.
Олег1 2014-04-06 00:00:00
— Приведённый тёзкой пример однобок и некомпетентен. Мало того что сравнение проводилось на материалах, дёрнутых хз откуда и снятых в хз каких условиях, так ещё сравниваются различные части кадра (тоже хз какие). Да и стёкла подобраны от балды, видать по принципу дорогое(50 1.2) и за 30уе. Как правильно написал Артём грошовый полтинник 1.8 по резкости даст фору дорогому брату 1.2 (пруф http://www.the-digital-picture.com/Reviews/ISO-12233-Sample-Crops.aspx?Lens=403&Camera=453&Sample=0&FLI=0&API=8&LensComp=105&CameraComp=453&SampleComp=0&FLIComp=0&APIComp=5).
По опыту мегапиксельности скажу так:
зеркальные кропнутые 8мп не сильно уступают зеркальным кропнутым 18мп (разница есть, визуально около 15%)
зеркальные фф 13мп выигрывают у зеркальных кропнутых 18мп.
При печати фотографии до А4 формата разницы нет вообще, что кроп 8мп, что фф ЛЮБОЙ. Это про зеркалки.
С мыльницами всё по-другому. Согласен с Артёмом насчёт предела в 10мп, даже ограничил бы 8-ю, т.к. для качественной печати А4 хватает и 8мп, но далеко не каждая мыльница сможет выдать норм (не хорошее, нормальное) качество на А4. Максимум А5 формат и то из последних лишь Canon (до 12мп которые).

Добавить свой комментарий

Статьи на эту же тему

Самые читаемые материалы (Top10)