Çıkış düşük çözünürlük olduğunda yüksek çözünürlüklü kamera nasıl önemli olabilir?

Soru, bu resimleri gösteren bu sorudan esinlenmiştir . Kabul edilen cevap, bu resimlerin 8x10 görüş kamerası tarafından çekildiğini ve yorumlarda 8x10 kamera kullanımının doğrulandığını göstermektedir.

Sorum şu: Nasıl anlarsınız?

Web sayfasında görüntülendiğinde bu görüntüler 496x620 = 0,37 megapiksel (veya "tam görünüm" için tıklarsanız 720x900 = 0,65 megapiksel).
Dolayısıyla, 0.37 Mpx'den daha yüksek çözünürlüğe sahip herhangi bir kamera bu resimleri yakalayabilmelidir, yani piyasadaki hemen hemen her akıllı telefon ve web kamerası.

Bayer sensörlerini biliyorum . Ancak bir Bayer sensörünün en kötü etkisi, çözünürlüğü dört faktör azaltmaktır: Eğer resmi her yönde iki faktör küçültürseniz, her çıkış pikseli her biri için en az bir giriş duyusundan veri içerecektir. R / G / B kanalları.
Faktör 4'e göre ölçek küçültme, 1,5Mpx'den daha yüksek çözünürlüğe (çıkışın 0,37Mpx yerine) sahip tüm kameraların bu resimleri yakalayabileceği anlamına gelir. Halen piyasadaki hemen hemen tüm akıllı telefonlardan ve web kameralarından bahsediyoruz.

Renk derinliğini biliyorum . Ancak bu resimleri görüntülemek için kullandığımız biçim olan JPG, 8x3 = 24 bittir. DxOMark puanlarına göre , Sony NEX 7 ve Nikon D3200 dahil 24 bit renk yakalayabilen birkaç kamera var.
Bu nedenle, 10 dolarlık bir web kamerası bu resimlerdeki nüansları tam olarak yakalayamasa bile, bir NEX 7 veya D3200 bunu yapabilmelidir.

Çoğu lensin çoğu sensörün yapabileceğinden daha düşük çözünürlüğe sahip olduğunu biliyorum. Örnek olarak, Nikkor 85mm f / 1.4G , Nikon'un DxOMark'a göre en keskin mercekidir ve 24Mpx kamerada (tam çerçeve Nikon D3X) en iyi durumda eşdeğer 19Mpx çözünürlük sağlarken, en az keskin lensin aynı kamerada en iyi 8Mpx eşdeğeri.
Ancak veritabanlarındaki en kötü lens, bu örneklerin çıktı biçiminden hala daha fazla çözünürlük sağlar.

Dinamik aralığı biliyorum. Ancak bu görüntüler aydınlatmayı kontrol eder, böylece ne vurguları patlatır ne de gölgeleri kaybederler. Bunu yapacak bir konumda olduğunuz sürece, dinamik aralık önemli değildir; yine de JPG'nin 0-255 çıkış aralığına eşleştirilecektir.
Her iki durumda da, DxOMark, tam kare veya daha küçük sensörlü birkaç kameranın , orta formatlı kameraların en iyilerinden daha iyi bir dinamik aralığa sahip olduğunu söylüyor .

Bildiğim budur ve bu teori parçalarında, sonucu 0.37 Mpx JPG olarak gördüğünüzde bir Sony NEX 7'den 8x10 görüş kamerasını anlatmanın nasıl mümkün olduğunu söyleyebilecek hiçbir şey yoktur.

Temel olarak, anladığım kadarıyla, en az çıkış formatı temsil edebildiği sürece sensörün kaç megapiksel ve ne kadar renk derinliği yakalayabileceği önemsiz olmalıdır.

Yine de, Stan Rogers'ın cevabının kararından şüphe etmiyorum. Ve küçük sensörlü kameralardan algılanan keskinlik açısından benzer bir şey görmedim.

Çözümün ne anlama geldiğini yanlış anladım mı?

Öncelikle teoriyi soruyorum: İki çözünürlük arasındaki fark (piksel, lp / mm, renk derinliği ya da her neyse), orijinallerden herhangi birinden daha az çözünürlüğe sahip bir görüntü biçiminde nasıl görülebilir?

Ya da farklı bir şekilde ifade etmek gerekirse: Prensip olarak, bir Sony NEX 7 ve 10.000 dolar değerinde aydınlatma kullanarak bu resimleri piksel olarak kopyalamamı engelleyecek bir şey var mı?

Her şey mikro kontrastla ilgilidir. Aps-c ile full frame arasındaki mesajlara bakın ve daha sonra bu farkı orta ve büyük format sensörlerine genişletin.

APS-C ve tam kare sensörler arasındaki farklar ne zaman önemlidir ve neden?

Aşırı örnekleme teorilerini takiben, başlangıçtan itibaren nyquist sınırında örneklemekten daha yüksek bir hızda ve daha sonra örnekleme yapmak daha iyidir - yani. Eğer nihai hedefiniz 640x480 ise, 640x480 sensörden daha 1280x960 sensör kullanmak daha iyidir.

Komşu pikseller sensör düzlemindeki piksellerinizden daha büyük olduğu için, komşu pikseller birbirine bağlıyken kaç MPixel bulunduğunuz önemli değil. Lenslerin de çözme yeteneği sınırlıdır. Ayrıca, lensin diyafram açıklığına karşı "keskinliğini" dikkate almanız gerekir ve daha büyük bir sensör daha yakınlaşmanıza ve daha dar DOF'un durdurulmasına izin verir, bu da daha fazla ayrıntı yakalayabileceğiniz anlamına gelir - Karışıklık çemberi daha büyük, lens ile çalışıyor daha az difüzyon vb.

Ve sonra bir telefoto işaret ederek bu çekimlerde oldukça agresif olan lensin odak uzaklığı tarafından yapılan "derinlik sıkıştırması" var. Küçük bir sensör üzerindeki FOV, bu dar DOF'u elde etmek için uzun bir yoldan geri adım atmanızı ve diyaframı çok açmanızı gerektirir. Bununla birlikte, sayıları çalıştırarak, tam çerçeve bir kamerayla 210mm, 2meters mesafe elde edebilirsiniz, F8 4 cm DOF ve bu çekimler gibi sadece yüzü çeken bir FOV verecektir.

Başka bir deyişle, konuya göre sensör büyüdükçe, lensin sıkı bir noktaya sıkıştırmak için ışık ışınları üzerinde daha az çalışması gerekir. Bu, çekimin netliğini artırır ve izleme mesafesi ne olursa olsun (görüntüyü daha düşük çözünürlüğe yeniden boyutlandırarak simüle edilen şeydir).

Yeniden boyutlandırma yoluyla ayrıntı geliştirme ve tutma hakkında aşağıdaki tartışmalar, benzer konular geniş çerçeve ile tam çerçeve ve geniş biçim yerine apsc ise bir karşılaştırma:

Üstte: sakal saplamalı erkek yüzler. Bağlantı verdiğiniz sitedeki çözünürlükte, sakal piksel çapında kıllarla işlenir, ancak hepsi Matt'in örneğiyle aynı boyutta kaybolur. Şimdi sakallar dağınık. Matt'in görüntüsünü sitedeki 8x10 fotoğrafla aynı boyutta görürsek, kafa odakta değilse büyük bir fark görebiliriz. Aps-c sistemi ve daha küçük bir sensör bile bu sonucu verebilir (ayrıntılarla ilgili).

Alt: kadın yüzü kirpiklerini, gösterdiğiniz web sayfasında olduğu gibi aynı boyutta, aps-c kameradan odaklanmış bir gözle karşılaştırıyor ve keskinleştirme, gözenekleri cilde geri getirmeyecek. Kirpiklerin algısını etrafındaki parlak bir hale pahasına artırabiliriz.

Şimdi büyük bir "genel sistem" çözünürlük farkı görüyoruz ve verilen lowres çözünürlükte görülen apsc kamera + kullanılan lens + , 8x10 kamera + ile bu lens + görüntülenen çözünürlükle aynı ayrıntıyı oluşturamıyor . Umarım şimdi açıkım.

Keskinleştirdikten sonra aps-c, sakal saplamaları ile başka bir karşılaştırma. Stackexchange onları yeniden boyutlandırsa da, netlik farkını hala algılayabiliriz.

Sonuç olarak, piksel çözünürlüğü dışında sorduğunuz diğer faktörler:

• Toplam sistem çözünürlüğü lp / mm
• SNR
• Kişiden sensöre, ekranda gördüğünüz mesafeye baktığınız ekrana büyütme, gözünüzün retina çözünürlüğü üzerindeki projeksiyonuna kadar - sistemin herhangi bir parçasının daha küçük (1: 1'in altında) büyütme, talepler o kadar yüksek olur yukarıdaki iki faktör için, bu da daha küçük projeksiyon alanından olumsuz etkilenir.

Ölçeği küçültülmüş bir makro çekiminde, ilk etapta makro çekim yapmadan daha fazla ayrıntı elde edersiniz.

Ölçek küçültmeden önce çözünürlüğün önemli olduğuna dair son kanıt. Üst: 21MP FF Alt: Aynı lens / diyafram odak uzunluğuna sahip 15MP Aps-c.

Şimdi eşit çözünürlüğe ayarlandı:

ve biraz ayrıntı getirmek için biraz keskinleştirme uyguladı. Ne görüyorsun? 21MP FF kameradan aynı boyutta / çözünürlükte görüntülenen ve biraz 3Mp kameraya eşdeğer olacak daha fazla ayrıntı. ölçeklendirilmiş görüntüdeki satırları sayamazsınız, ancak satır olduğu algısı doğrudur. Bunu isteyip istemediğiniz yaratıcı seçiminizdir, ancak daha yüksek çözünürlükle (toplam sistem tarafından verilir) başlayarak seçim elde edersiniz. Bunları istemiyorsanız, yeniden ölçeklendirmeden önce görüntüyü bulanıklaştırabilirsiniz.

Küçük bir boyut, düşük çözünürlük ile daha büyük sensör arasındaki fark, daha yüksek çözünürlük arasındaki farkı göstermek için son bir deney, sonuçta AYNI BOYUTTA gösterilen TÜM ELSE EQUAL ile aynı çözünürlükte yeniden ölçeklendirildi ve keskinleştirildi. Harika, ha? Bunu nasıl yaptım? APS-C kameram Bir görüntüyü görüntüden kırparak bir "kırpma sensörünü" (apc-c'den daha küçük) taklit ediyorum. Sonra aynı konuyla 4x daha büyük bir sensörü doldurmak için nesneye yaklaşıyorum. - geniş format sensöründeki portreler temelde bir makro çekim gibi - aps-c kamera ile elde edebileceğinizden çok daha yakın. Aynı elektronik kalitesi, aynı lens, aynı ayarlar, aynı ışık.

Küçük sensörde böyle görünüyor, buna "mini aps-cc" diyelim:

Burada "geniş format" ı (büyük tam aps-c) görüyoruz:

Burada bir sürü detay görüyoruz, değil mi? Ama 0.016MP görüntüye yeniden ölçeklendirip genel olarak aynı kontrast için netleştirdikten sonra bu önemli değil mi?

Ama gerçekten yapıyoruz! Bana hala inanmıyorsan, pes ediyorum :)

Her şey kadar, görüş kamerası vermek film düzlemine paralel olmayan son derece sığ bir alan derinliğiydi. Öznenin duruşu ve çok sığ DoF (çoğu zaman gözlerin hemen altındaki çene çizgisindeki alın yumuşaktır) ile dudakların ve gözlerin birkaç görüntüye odaklanması imkansızdır.

Odak dışı aralıkların doğası da vardır; uzak odaktan çok, yaşam boyu boyutta yorumlama daha tipik. Kameraya doğru DoF uzantısı neredeyse arka plana doğru olan uzantıya eşittir. Daha normal çalışma mesafelerinde, keskin netleme düzlemi boyunca görünür netliğin üçte biri / üçte ikisi dağılımını beklersiniz (odak düzleminin önündeki DoF'ın üçte biri; üçte ikisi arkada). Bu, APS-C, tam kare veya hatta orta formattan önemli ölçüde daha büyük bir "sensörü" belirtir. 4x5 ve 8x10 formatlarıyla ilgili deneyim bana 8x10 olma olasılığının daha yüksek olduğunu söyledi (nadir büyük formatlı kameralardan biri bile söz konusu bile olmayacaktı) ve 210mm lensin daha muhtemel olduğunu düşündüm, söyle,

Michael Nielsen'in işaret ettiği gibi, görüntülerde çok fazla "mikro kontrast" var, ancak bir dereceye kadar, özellikle amaç webby boyutlarında işlemekse, son işlemde taklit edebilirsiniz. Ve sanırım , konunun 3D modeli olması ve 8x10'un odak dinamiklerini anlaması gereken bir degrade odak düzlemine sahip bir derinlik haritası oluşturmaya çalışıyorsanız DoF ve odak düzlemini bile taklit edebilirsiniz . yaklaşık% 50-60 yaşam boyu üreme, ancak bu çok fazla işin bir halkı olacaktır. Hem fotoğrafçı hem de görüntüyü analiz eden herkes için ekonomik çözüm, gerçek bir 8x10 görüş kamerası olacaktır.

Hayır, yüksek çözünürlüklü kamera çıkış düşük çözünürlük olduğunda gerçekten önemli değildir, en azından çift haneli megapikselden bir megapikselin dörtte birine kadar gittiğinizde fark etmez. Aşağıdaki resmi çekin:

Web için yeniden boyutlandırıldı, konunun yüzünün odakta olmamasına rağmen iyi görünüyor! % 100'de görüntülendiğinde açık ve baskıda açık, ancak orijinal piksellerinin% 2'sine yeniden boyutlandırıldığı ve web için keskinleştirildiği zaman kesinlikle söyleyemezsiniz.

Başka bir örnek, yaklaşık 8 megapikselde çok yumuşak orijinal bir görüntü alın:

Web dostu bir çözünürlüğe ağır örnek verin ve keskinleştirin ve aniden tüm mikro kontrastlara bakın!

2x fazla örnekleme, Bayer görüntülerinin çözünürlüğüne ve renk kalitesine kesinlikle yardımcı olacaktır. Ancak, 2003 yılında 600x400'e yeniden boyutlandırılan orijinal Canon Dijital Asi'den (300D) bir görüntü 5x aşırı örnekleme, her yönde yeniden boyutlandırılan görüntüdeki her piksel 25 orijinal pikselin yerini alıyor. Bu 25 pikselin kalitesinin çok, çok azı, yeniden boyutlandırılan görüntü üzerinde bir etki yaratacaktır.

Daha büyük bir format sisteminin sağladığı artan mikro kontrast sadece görünür olmayacak, gördüğünüz makro kontrast, keskinleştirme eserlerini atmak için çok fazla çözünürlüğe sahip olduğunuzda, postprocessing ile telafi edilebilir.

Alan derinliği ile eşleştiyseniz, 1 megapikselden daha küçük bir boyutta yeniden boyutlandırıldığında 10x8 görüş kamerası ile kompakt arasındaki farkı söylemek son derece zor olacaktır.

Düşük çözünürlüklü bir görüntüye ince ayrıntılar içeren bir sahne oluştururken, frekansı Nyquist sınırının üzerinde olan içeriği kaldırmak için boşluk filtrelemesi uygulamak gerekir. Boşluklu filtreleme uygularken, birbiriyle çelişen iki hedef vardır:

1. Boşluk sıklığı gösterilecek kadar düşük olan içerik mümkün olduğunca az azaltılmalıdır.

2. Boşluk frekansları benzer olan içerik kabaca eşit miktarlarda azaltılmalıdır.

Hedeflerin nerede çeliştiğini görmek için yakınsak çizgilerden oluşan bir sahne hayal edin. Aralık, hedef çözünürlük için Nyquist sınırına biraz yaklaşırsa, ancak çizgiler her zaman net bir şekilde gösterilecek kadar ayrılırsa, bunları netleştirmekten daha iyi göstermek genellikle daha iyi olacaktır. Bununla birlikte, sahne, ayırt edilemeyecek kadar yaklaşan bir çizgi çizgisi içeriyorsa, satırlar boşlukları yaklaştıkça kademeli olarak daha bulanık hale gelirse, çözünürlük sınırı çizgilerin net bir şekilde göründükleri noktaya kadar daha az dikkat dağıtıcı olacaktır. düz griye keskin bir geçiş.

Çoğu durumda, bir sahne için en uygun filtreleme türü içeriğine ve hangi yönlerinin ilgi çekici olduğuna bağlı olacaktır. Daha yüksek amaçlanan çıkış biçimi daha çözünürlükte bir sahne yakalama tüm bilgiler sağlayacaktır olabilir son görüntüde istenen korunur. Görüntü daha düşük bir çözünürlükte oluşturulabilmesi için bilgilerin filtrelenmesi gerekir, ancak yüksek çözünürlüklü yakalama, sahnenin ihtiyaçlarına en uygun şekilde uyum sağlamak için kesin filtreleme yöntemlerini uyarlamayı mümkün kılar (ve muhtemelen farklı yöntemler için farklı yöntemler kullanır) sahnenin bölümleri). Eğer 640x480 boyutlarında bir son görüntü oluşturmayı planlıyorsa, 6400x4800 boyutunda yakalamanın yararı muhtemelen 1600x1200 tarafından sağlanandan çok daha büyük olmaz, ancak yaklaşık 2,5 katına çıkmanın bazı faydaları olabilir.