Мегапиксель
Материал из Lurkmore
 | Эту статью или раздел следует развикифицировать. Эта статья выглядит как или даже является копипастой из википедии. Здесь полностью отсутствуют лулзы, описание драм и прочие ништяки, зато присутствуют нейтральная точка зрения™ и унылая спискота, а также в ней много узкоспециализированной информации сомнительной ценности и энциклопедических терминов. Необходимо срочно привести статью в удобоваримый вид, пока не случилось страшное. |
 | Я нихуя не понял! В этой статье слишком много мусора, что затрудняет её понимание. Данный текст необходимо очистить, |
| « |
All this whining about the megapixel race is a waste of your time and breath. | » |
| — en.w:Eric Fossum | ||
Мегапиксель — один миллион* пикселей, формирующих изображение. В мегапикселях измеряется разрешение матрицы цифрового фотоаппарата или цифровой видеокамеры, а так же кошерность новенькой мыльницы. Термин придуман маркетологами Kodak в бородатые 80-е годы, когда кремниевые фотоприемники наиболее сильно отставали от фотоплёнки в разрешении. С тех пор разрешение матриц сильно выросло и уже не является наиболее существенным фактором, а в массовом сознании это так и осталось.
Содержание |
[править] В чём суть?
| « |
Вкратце: | » |
—  397232 | ||
А суть в том, что хитрожопые маркетологи, дабы одурачить людей, вовсю пиарят параметр «мегапиксель» как решающее в качестве фотографии, а хитрожопый производитель девайса (будь то цифромыльница, камерофон, или же с недавнего времени видеокамера) старается впихнуть в свой продукт как можно больше этих самых мегапикселей. С другой стороны, какие еще параметры фотоаппарата можно пеарить быдлу? Сверхчеткий объектив с запредельной MTF по всему полю кадра и отсутствием аберраций? ОПТИЧЕСКИЙ стабилизатор? Высококачественную матрицу с широким динамическим диапазоном и ВЫСОКИМ SNR? На радость производителям камер люди хотя бы выучили что «Чем больше мегапикселов тем круче, ёпта». И сработало. Чтобы быть в теме, и понимать ху из ху, надо прочесть как минимум — эту статью. К тому же, вооружившись данными там знаниями, можно весьма доставляюще троллить и жестко подвешивать консультантов в магазинах.
[править] Но зачем?
А затем, что тупое увеличение плотности сенсоров на матрице — самый дешёвый способ «усовершенствования» цифромыльницы. Судите сами:
- Оптику переделывать не надо.
- Корпус переделывать не надо.
- Прошивку надо переделать совсем чуть-чуть, только чтобы не охреневала от больших размеров
- Производители флешек тоже в дележе
- ?????
- PROFIT!
Вариант объяснения № 2, разжеванный и с примером. Допустим у нас есть не совсем китайский объектив сделанный не очень кривыми руками, и дающий изображение с разрешением 200 линий на миллиметр.
Если спроецировать это изображение на прямоугольник размером с типичную 1/2.33" матрицу мыльницы (6.25мм*4,69мм) получим картинку на которой можно различить по 1250 точек в каждой из 938 строк.
Это пока не «пиксели» а просто изменение интенсивности аналогового сигнала.
Согласно теореме Котельникова сигнал с ограниченным спектром (в нашем случае ограниченным тем самым разрешением оптики) может быть восстановлен однозначно и без потерь по своим дискретным отсчётам, взятым с частотой строго большей удвоенной максимальной частоты спектра.
То есть отсчетов должно быть в нашем случае 2500 в каждой из 1876 строк.
Таким образом необходимо обеспечить разрешение матрицы 2500*1876 элементов (полноцветных), где каждый представляет собой четыре байер-пиксела.
Итого, чтобы без потерь контраста и мелких деталей снять картинку с подобного (самого обычного по сегодняшним меркам) объектива, нам необходима матрица, имеющая
(200л/мм*6,25мм)*2(отсчета по горизонтали)*(200л/мм*4,69мм)*2(отсчета по вертикали)*4(байер-пиксела в одном цветном)= 1250*2*938*2*4=18,76 МПикселей.
Поэтому, чем менее некачественной будет оптика в мыльнице, тем больше мегапикселов будет нужно чтобы эту почтинеговняность можно было как-то заметить (то есть не растерять при оцифровке).
Нужно заметить (и дальше мы заметим), что площадь пикселя при этом должна быть такой, чтобы практически не давать шумов и цифромыльница превращается фотосканер за N килобаксов. Не стоит также забывать, что при увеличении разрешения в линиях в 2 раза, площадь пикселя уменьшается в 4 раза и отношение сигнал/шум уменьшается в 2 раза. А пока конкретный пример:
приближенная формула гласит, что разрешающая способность фотоаппарата равна произведению разрешений матрицы и объектива на их сумму.
То есть если объектив разрешает 6 мегапикселов и матрица имеет 6 мегапикселов, то общая разрещающая способность будет 1,5 мегапикселя.
Если же матрица на 96 мегапикселов, то общее разрешение системы с тем же объективом составит 5,65 мегапикселов, что В 3,76 РАЗА БОЛЬШЕ без переработки оптики, составляющей нехилый кусок стоимости фотоаппарата (в отличие от копеечной мыльничной матрицы)
То есть, фактически — пихаем новую матрицу с новым контроллером в старую камеру, подправляем прошивку, красим корпус в другой цвет и с чувством выполненного долга (таки выполненного, в несколько раз прирост в разрешающей способности) засираем города рекламой: «РЕВОЛЮЦИЯ В МИРЕ ФОТО!!! НОВЕЙШАЯ МОДЕЛЬ!!!! ЕЩЁ БОЛЬШЕ МЕГАПИCЬКЕЛЕЙ!!!!!»
Остается вопрос, почему в мыльницу не пихают таки озвученные выше 96 мегапикселов (маркетинговый отдел вопит от счастья) а то и еще больше? Об этом ниже.
[править] А на самом деле
Несмотря на все преимущества выдавливания максимально возможного разрешения из мыльничного объективчика(Который по MTF может и даст запредельное количество линий НА МИЛЛИМЕТР, но вот матрица-то в типичной мыльнице всего 5*6,25 мм, что кагбе сводит на нет все старания) с помощью наращивания мегапикселов на матрице, у данного метода есть серьезный недостаток — измельчание отдельного пиксела.
Раз оптика осталась прежней, то и количество света, попадающее на матрицу, тоже не изменилось. Но сенсоров-то стало больше — и значит, в каждый отдельный сенсор попадёт меньше света, то есть при прочих равных у всей системы в целом провалится вниз светочувствительность.
И это ещё не всё. Сенсор меряет освещённость, накапливая электрический заряд, а заряд — штука дискретная, потому что на пиксел попадает не так уж много фотонов, которые выбивают не так уж много электронов(порядка нескольких десятков тысяч в лучшем случае — больше ячейка не удержит и будет «пересвет» пиксела и засвет соседних за счет утечек). Увеличивая число сенсоров, мы уменьшаем их размер, а значит — уменьшаем число электронов, которое может влезть в каждый отдельный сенсор. Результат — падает число различимых уровней яркости, то есть сужается динамический диапазон. И если обычный человек даже не знает что это такое, то профессионалы негодуют, поэтому в зеркалки, несмотря на гораздо большие размеры матрицы, побольше мегаписькелей производитель запихнуть решается с очень большой осторожностью, и то, после того как это сделали все конкуренты. И то, после реальных улучшений свойств матрицы.
Ну и, разумеется, грёбаный шум. Чем меньше сенсор — тем слабее полезный сигнал при прежнем уровне шума, то есть тем глубже картинка тонет в говне.
Следует заметить: в самом по себе увеличении разрешения матриц по мере развития технологии нет ничего плохого. Прогресс не стоит на месте, и все перечисленные выше недостатки постепенно давятся. С каждым новым техпроцессом повышают показатели SNR, и при уменьшении пиксела добиваются снижения минимальной емкости кармана, который ловит электроны, выбиваемые светом. Именно поэтому даже при попиксельном сравнении средняя сегодняшняя мыльница с 12 мегапиксельной матрицей уделает среднюю 6 мегапиксельную мыльницу пятилетней давности. Да, итоговое разрешение системы линза-объектив будет лежать в районе 2-2,5 мегапиксела (вместо 12 на которые потребитель надеется, или даже 3мегапикселов, на которые стоит надеяться если вспомнить о байер-фильтре и «нечестном» подсчете пикселов), но это лучше чем 1,5 мегапиксела, которые мы получали 5 лет назад от 6 мегапиксельной мыльницы, причем при одинаковом (прогресс же) уровне шумов и цветочувствительности.
[править] У маркетологов
Стоит вспомнить немного матана и истории чтобы перестать считать 10-15 «мегапикселов» как 10-15 миллионов пикселов. Изначально, когда пикселы были большие, на матрице их было мало, а маркетинговый отдел требовал от «первой в мире массовой прафисианальной цифрозеркалки» как минимум мегапиксел, и хоть убейся, решили за пиксел принимать ОДНУ(заметьте, монохромную по определению) ячейку байер-фильтра. А она, сволочЪ, в первом приближении (сейчас не будем про то что фильтр не идеальный) собирает фотоны СТРОГО одного диапазона длин волн. Например красного. Допустим в нее умещается Х электронов, выбитых фотонами, и значит она содержит log2(X) бит информации. О интенсивности КРАСНОГО. И только о нем. Больше она ничего не содержит. «синий» «пиксел» содержит Y электронов и log2(Y)бит информации. О интенсивности только СИНЕГО. каждый из «зеленых» Z1 и Z2 электронов и соответственно вместе log2(Z1+Z2) бит о интенсивности ЗЕЛЕНОГО. А теперь скажите на милость на кой хрен инфу с этих четырех «пикселов» интерпретировать как информацию с четырех? Был один цветной(RGGB) а стало — опа — четыре (RGB,RGB,RGB,RGB).
А продолжают дальше говорить о том что мол «это 10 мегапикселов а не 2споловиной, потому что у нас алгоритмы восстановления ОГОГО» (что по сути програмная интерполяция и апскейл), только потому что кагбе запизделись в свое время, а теперь признавать что раздули мегапиксельность камер на пустом месте в четыре раза очень неудобно. Поэтому в современной «Х мегапиксельной» матрице с точки зрения теории информации 0,25*Х Ъ мегапикселов, с чуть более чувствительным зеленым (поэтому на мыльницах фотки в темноте именно с красно-синим снегом)
Что касается FOVEON — это те же яйца, только в профиль — большая часть электронов, выбитых фотонами из «зеленого» канала(и бОльшая часть выбитых из «красного») за счет дифузии взаимпроникают в чужой канал(потеря информации, так как на пиксель будет приходится (граничные случаи) не log2(кр.)+log2(зел.)+log3(синих) а log2(кр.+зел.+синий) бит, что в самом плохом случае в три раза хуже, а с учетом шума — еще больше), в итоге страдает ЦВЕТОчувствительность, и (о ужас) пиксель уменьшать (и мегапиксельность наращивать) нельзя. не говоря уже о том что технология сырая. Кстати, маркетологи сигмы, имея в матрице например sd-15 4,7 миллиона кошерных трехцветных пикселов почему-то заявили о 14 миллионах «эффективных». Видимо из соображений «раз остальным можно так нагло пиздеть, то и нам тоже»
Таким образом, количество «мегапикселов» на камере можно смело делить на четыре, и получить их РЕАЛЬНОЕ количество на матрице.
[править] У разработчиков всех этих мыльниц
Наращивая количество мегапикселе линейно, производители увеличивают реальное разрешение картинки даже не логарифмически, а до реального разрешения оптики. А дальше модуль загрузки картинок Вконтакта или Фликера сам уменьшит картинку до нужных ему размеров. Больше не меньше. Но ушлые производители пикселей напихать могут побольше, а оптику(как самую дорогую часть фотоаппарата) заменить на пластмассовую, все равно целевая аудитория разницы не заметит. Главное чтобы дешево.
[править] У быдла
У разного сорта быдла мегапиксель есть решающий фактор при покупке фотокамеры или камерофона. Именно ими меряется сейчас школота, купившая себе телефон или мыльницу. Всё дело в том, что человек дальше зомбоящика никуда не смотрит, общаются быдло в основном с себе подобными и всегда делает «как все», а большинство мух, как известно летит на говно, подумать самостоятельно или почитать фотосайты и форумы быдло просто не могут — не позволяет количество моска. Поэтому придя в магазин электроники человек купит мыльницу с китайской пластмассовой оптикой, с большим количеством мегапиксей, а потом будет удивляться: «а чё это у меня фото как говно?».
ИЧСХ, подавляющее большинство отснятых многомегапиксельных шедевров отправляется прямиком во Вконтактик, где тут же обрезается умным сервером до приемлемого размера, и больше фото в полном разрешении никто не видит. Хотя теперь можно загружать картинки и в полном разрешении, но по умолчанию эта опция отключена и фотографии в большинстве случаев таки сжимаются до «1024 по большей стороне» не самым лучшим алгоритмом. А если не сжимаются, то из-за mad skillz программеров контакта вполне вероятно получают «артефакты» в виде широких горизонтальных полос посреди кадра. Поэтому для выкладки фотографий в этот ваш контакт лучшим способом превратить их в удобоваримый для тупой программы вид будет ручное сжатие до приемлемых размеров (или пакетный экспорт в Adobe Lightroom с заданием нужных размеров). Впрочем, ещё хуже если человек решит похвастаться в Интернете новой камерой, а ещё хуже — новой мобилой, выкладывать «профессиональные работы» и обижаться на комменты.
Да и вообще, решающим фактором в качестве фото является фотограф, а не фототехника (если не считать фототехникой 0.3-мегапиксельные дупла мобильников и китайские мыльницы за тыщу рублей).
[править] У фотографов
Ярая дрочка нубов на мегапиксели вызывает у знающего суть человека жуткие приступы фейспальма, и он пытается объяснить быдлу, что качество задаёт оптика (ну и фотограф) — хороший объектив с хорошими линзами, и что старый (но хорошо сохранившийся) «Зенит» будет снимать намного лучше мыльницы и в миллионы раз лучше мобилы… Но разве человек послушает знающего человека? Человек будет вдуплять в зомбоящик с зомборекламами.
[править] У мобилодрочеров
Поскольку оптика у телефонов была и останется унылым говном (а что поделать, телефон — это мобильное устройство, представьте себе телефон с объективом от зеркалки, лол — хотя телеобъективы для телефонов существуют, пруфлинк, мобилодрочерам-говнофотографам остаётся меряться только ими, но и там их ждёт фэйл. Пример: камера Samsung Star с 3,2 мпх является унылым говном по сравнению с камерой у Nokia N70, где всего 2 мпх. А разгадка одна: качество матрицы задают не только мегапиксели, да и софт играет не последнюю роль. Отсюда снимки в 0,3 мпх качественной камерой уделывают снимки в 5 мпх, но сделанных говном.
[править] Видеокамеры
И сюда пробралась эта зараза. С недавнего времени у камер в магазинах стали подписывать количество мегапикселей, наряду с такими параметрами как «съёмка HD-видео», «сенсорный экран», «система анти-дрожащие-руки» и прочими свистелками и перделками. А разгадка в том, что сейчас многие видеокамеры играют роль еще и фотоаппарата, для чего мегапиксели типа важны.
[править] Разгадка
 | Осторожно, взаимоисключающие параграфы! В результате злостно постмодернистских литературных опытов, войны правок, заветов П-тра П-тровича Кащенко, любви к тоталитаризму, набегу священных военов или просто по причине долбоебизма, одна часть этой статьи явно противоречит другой. Считайте |
А разгадка одна — девайс просто не может похвастаться хорошей оптикой, ибо тогда девайс перестанет быть таковым. Но как развести людей на деньги и заставить платить? Тут то и приходят на выручку мегапиксели. Увеличение мегапикселей обходится производителю в копейки, а вот цена на девайс возрастает на пару тысяч деревянных. Посему мегапиксели — это очередной лохотрон, развод быдла на бабки, стоящий наряду с «китайскими ваттами», «домашними кинотеатрами» из пластмассовых колоночек и прочей хуитой. Человек ведётся и покупает, ибо дёшево и круто, а умные дяди делают нехилый профит. Всё просто.
Внимательно изучая характеристики купленной им техники, обнаружил, что заявленная как 5 МПикс вебкамера на самом деле имеет только 0.3 МПикс, а фотик как 12 МПикс имеет только 5 МПикс. Развод-таки имеет место быть, только не такой, какой описываются в статье выше. У многих других мыльниц заявленные мегапиксели имеются и реально полезны. Якобы некачественная «мыльничная» оптика зачастую вплотную приближается к дифракционному пределу, а от шумов при низкой освещенности можно избавиться только увеличивая габариты устройства, при этом качество оптики роли никакой не играет. Качество ПЗС матриц тоже мало различается (а вот плохие КМОП очень плохи). Ну а кому не хватает динамического диапазона — HDR юзайте, благо не пленка . То, что нужно для качественных фотографий — зависит от того, ЧТО снимается, в КАКИХ условиях, КТО снимает и КТО оценивает это качество. У биолога, любителя порнушки, студента, делающего копию конспекта, будут разные критерии качества и естественно не будут совпадать с такими у профессионального фотографа, которому наплевать на пользователя. Более того, качество фотографий часто сознательно ухудшают, делая их черно-белыми (если фотка говно, сделайте ее Ч/Б) или скрывая мелкие дефекты кожи. Они имеют эти самые 36-80 МПкс при физическом размере матрицы равном узкому или среднему формату плёночных камер.
Ни мегапиксели, ни оптика, ни формат кадра сами по себе никогда не сделают из говна фотографию. Это просто средства, кстати, кому-то для чего-то действительно нужные, в том числе и мегапиксели. Если индивидуум не может снять хорошую фотографию исправно работающей камерой Х, то что бы вы ни дали ему в руки взамен — «Зенит», «Кэнон», да хоть «Хассель» — его фотографии от это лучше не станут. Пока потребитель этого не поймет, ему будут лишь заменять одну морковку на другую, что и происходит уже — поняв, что мегапикселями никого не удивишь, ему впаривают высокое исо, а когда и там исчерпают возможности — предложат новое волшебное средство получения шедевров.
Кстати поскольку лохи встречаются не только с мыльницами в руках (достаточно почитать перлы некотрых о дорогих софтящих стеклах и о не дутых баеровских пикселях), но и с зеркалками (хотя с зеркалками их намного меньше), то маркетологи придумали для них новую линейку, по величине ISO. ISO в 25600 говорит для лоха о немеренной крутизне фотика, а для окружающих — о степени лошизма владельца. Справедливости ради отметим, что рабочее (то, при котором картинка субъективно не превращается в говно) ISO у зеркалок таки подрастает — если на ряде относительно старых аппаратов говно было уже на 400, то на современных сопоставимое начинается уже на 3200.
[править] Так как же быть?
Главное помнить, что качество задаёт оптика, а также физический размер матрицы, которая принимает на себя картинку с этого самого объектива. Да-да, анон, именно размер матрицы, а в прошлом размер кадра на пленке, задает уровень качества снимка. И именно этот параметр тянет за собой габариты объективов в целом. Больше матрица — крупнее объективы. А мегапикселей в таких аппаратах может быть и не очень много (хотя современная тенденция показывает, что все равно напихивают). Зачастую бывает даже меньше, чем в мыльнице за 5000 рублей. Кстати, если попытаться пересчитать максимальную разрешающую способность пленки в мегапикселы (что непросто, так как кристалл галогенида серебра похож на ПЗС-ячейку как уж на ежа), то получится где-то от 22 до 35 МПикс для 35 формата. Не так и много.
[править] См. также
 |
[ + ] Купи мегапиксель со скидкой и получи подарок!*
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|||||||||||||
