Качество пикселей

Маркетинговая гонка за количеством мегапикселей заставляет нас верить, что больше = лучше. К сожалению, все не так просто. Число пикселей является лишь одним из множества факторов, влияющих на качество изображения, и большее число пикселей не всегда дает лучший результат. Значение качества пикселей может быть описано в терминах геометрической точности, точности передачи цвета, динамического диапазона, шума и артефактов. Качество значения пикселя зависит от количества фотодетекторов, используемых для его замера, от качества связки объектива и сенсора, размера фотодиода(ов), качества компонентов камеры, уровня сложности встроенного в камеру программного обеспечения для обработки изображений, используемого для сохранения снимков формата файлов и т.д. Различные сенсоры и камеры идут на различные компромиссы в этих факторах.

Геометрическая точность

Геометрическая или пространственная точность связана с числом пиксельных мест на сенсоре и способностью объектива обеспечить соответствующее данному сенсору разрешение. Статья про разрешающую способность объясняет, как это измеряется.Интерполяция не повышает геометрическую точность, поскольку не может создать новых деталей.

Цветовая точность

Обычные сенсоры, использующие массив светофильтров, имеют одни фотодиод на каждое пиксельное место, и дают некоторую неточность передачи цвета на границах из-за того, что отсутствующие пиксели в каждом канале вычисляются приблизительно с помощью алгоритма устранения мозаичности. Увеличение числа пикселей на сенсоре снижает видимость этих артефактов. Сенсоры Foveon имеют три фотодетекторе на каждом пиксельном месте, обеспечивая более точную передачу цвета благодаря отсутствию необходимости использовать алгоритм устранения мозаичности. К сожалению, их светочувствительность сегодня ниже, чем у обычных сенсоров, и данная технология применяется лишь в некоторых камерах.

Динамический диапазон

Размер пиксельного места и степень заполнения определяют размер фотодиода и, таким образом, непосредственно влияют на динамический диапазон. Чем выше качество и точность сенсора, тем более широкий динамический диапазон он может обеспечить при сохранении значений пикселей в формате RAW. Вариация сенсора Fujifilm Super CCD (Super CCD SR) использует два фотодиода на каждом пиксельном месте с целью расширения динамического диапазона. Более чувствительный фотодиод замеряет значения в тенях, менее чувствительный – на ярких участках.

Шум

Пиксельное значение состоит из двух компонентов:
(1) желательное (замер яркости сцены)
(2) нежелательное (шум).

Чем выше первое и ниже второе, тем выше качество пикселя. Качество сенсора и размер его пиксельных мест имеет огромное влияние на уровень шума и его изменение с увеличением светочувствительности.

Артефакты

Помимо шума, есть еще множество различных артефактов, определяющих качество пикселя.

Заключение

К сожалению, не существует единого объективного параметра, который мог бы количественно оценить качество изображения разных типов сенсоров и камер. Например, 3-Мп сенсор Foveon использует 9 миллионов фотодетекторов в трех миллионах пиксельных мест. В результате получается качество выше, чем у обычного 3-Мп изображение, но ниже, чем у 9-Мп. Кроме того, оно зависит и от настроек ISO. Аналогично, 6-Мп сенсор Fujifilm Super CCD основано на измерениях в 3 миллионах пиксельных мест. Качество получается выше, чем у обычной 3-Мп картинки, но ниже, чем у 6-Мп. 6-Мп картинка с компактной цифровой камеры будет иметь более низкое качество, чем 6-Мп картинка с цифровой зеркалки, имеющей больший размер пикселей. Определить "эквивалентное" разрешение бывает весьма проблематично, и порой и невозможно. 

В общем, главное – чтобы вы были довольны качеством снимков своей камеры для ваших целей (вебсайт, просмотр на мониторе, распечатка, увеличение, издательство и т.п.).

Настоятельно рекомендуется при покупке камеры смотреть не только на число ее мегапикселей.

См. также статьи про эффективные пиксели и пиксели.

Back to top