Разрешающая способность

Разрешение сенсора

Количество эффективных неинтерполированных пикселей сенсора обсуждается в статье про пиксели.

Разрешение изображения

Разрешение цифрового изображения определяется числом содержащихся в нем пикселей. 5-мегапиксельное изображение обычно имеет ширину 2,560 пикселей и высоту 1,920 пикселей, что дает разрешение в 4,915,200 пикселей, которое округляются до 5 миллионов. Рекомендуется делать снимки с разрешением, соответствующим физическому разрешению сенсора. Как объясняется в статье про пиксели, съемка с более высоким разрешением при помощи интерполяции (если у камеры есть такая функция) дает лишь небольшую пользу, но при этом расходует больше места на карте памяти. Съемка с более низким разрешением имеет смысл только тогда, когда место на карте памяти заканчивается, а съемку необходимо продолжать, либо если качество изображения не слишком важно.

Горизонтальное и вертикальное LPH

Разрешение обычно измеряют при помощи широко распространенной тестовой таблицы PIMA/ISO 12233. Эта таблица отлично подходит не только для измерения разрешающей способности по горизонтали и вертикали, но и для тестирования реакции сенсора на различные частоты повторяющихся объектов под разными углами. Кроме того, с ее помощью удобно сравнивать различные камеры.

Снимок тестовой таблицы, сделанный камерой Nikon Coolpix 8700.
Отмеченные области показаны ниже в натуральную величину.
Часть A. Черные и белые линии можно различить до позиции "16", так что горизонтальное разрешение составляет 1,600 LPH (см. объяснение ниже).
Часть B. Черные и белые линии можно различить до позиции "15", так что вертикальное разрешение составляет 1,500 LPH.

Горизонтальный параметр LPH (Lines per Picture Height, линий на высоту картинки) относится к числу (вертикальных) линий, измеренных вдоль горизонтальной (x) оси, т.е. по ширине изображения. Часть A показывает рисунок таблицы, состоящий из 9 черных линий с 8 белыми линиями между ними. Вы можете видеть, что под меткой "16" эти 17 линий начинают сливаться, так что их трудно различить. На уровне метки "16" эти 17 линий занимают 26 пикселей изображения по горизонтали. Поскольку исходное изображение имеет высоту 2,448 пикселей, то горизонтальное число линий по отношению к высоте составляет 2,448/26*17 или 1,600 LPH. Получается, что число "16" в таблице соответствует 1,600 линиям на высоту картинки (LPH).

Аналогично, вертикальное LPH относится к числу (horizontal) линий, измеренных вдоль вертикальной (y) оси или по высоте изображения. Участок B показывает, что в этом примере разрешение по вертикали составляет около 1,500 LPH. 

Поскольку разрешение нормализуется по отношению к высоте изображения, можно легко сравнивать результаты камер с различными пропорциями сторон кадра. 

Поскольку мы нормализуем результаты по отношению к высоте картинки, абсолютное число горизонтальных линий, которое камера способна разрешить вдоль вертикальной оси (по высоте) равно вертикальному LPH. Абсолютное число вертикальных линий, которое камера способна разрешить вдоль горизонтальной оси (по ширине картинки) равно горизонтальному LPH, умноженному на пропорции кадра. В данном случае это будет 1,600 x 1.333 = 2,133, поскольку камера имеет пропорции кадра 4:3. 
Вы можете заметить, что 2,133 x 1,500 или 3,200,000 намного меньше, что разрешение изображения, примерное равное 8,000,000 (3,264 x 2,448). Это так потому, что собранная сенсором с массивом светофильтров информация нуждается в интерполяции, и потому что многие камеры имеют встроенные сглаживающие фильтры. В сенсорах Foveon разрешение изображения близко к разрешению сенсора. Также на разрешение изображения могут влиять ограничения оптики, необходимые для построения чрезвычайно четкого изображения на маленьком сенсоре.

Разрешение диагональных линий под углом 5°

Тестовая таблица содержит также диагональные линии под углом 5°. Правда, их частота не превышает 10, так что для многих современных камер результаты такого теста приходится указывать как 1,000+ LPH.
Часть C. Черные и белые диагональные линии под углом 5° могут быть различимы в позиции "10", что является пределом этой таблицы.

Абсолютное и вырождающееся LPH

Вышеприведенные объяснения касались "абсолютного LPH", при котором детали еще четко различимы*. Есть также понятие "вырождающегося LPH", при котором линии становятся сплошным серым участком, полностью слившись. Детали при этом находятся за пределами разрешения камеры. В границах между абсолютным и вырождающимся LPH камера может заснять лишь часть деталей.
Часть D. В районе метки "18" черные и белые линии сливаются в сплошную серую линию, так что вертикальное вырождающееся разрешение составляет 1,800 LPH.
* Ниже частоты Никвиста. Частота Никвиста определяется как максимальная пространственная частота, при которой сенсор еще способен достоверно записывать детали изображения. При ее превышении начинается ступенчатость.

Back to top