Маскарад Мегапикселей

Фотоучастки сенсора и пиксели

С тех пор, как изображения с цифровых камер перешагнули границу в один миллион пикселей, это более десяти лет назад, термин "мегапиксель" стал использоваться для описания разрешения. Используя этот термин, покупатели могли бы получить информацию относительно того, насколько большие картины они могли бы напечатать, какой припуск нужно сделать к изображению и так далее. В то время как требование в "10 мегапикселей" относится к тому, сколько пикселей находится в заключительном (развернутом) изображении, где-то попутно, название мегапиксели перепутали с "разрешением камеры".

Типично утверждение, что 10 мегапиксельная цифровая камера может производить 10 мегапиксельные изображения, но по определению, камера сама (сенсор) не содержит 10 миллионов пикселей. Фактически это далеко от истины! Эта "10 мегапиксельная цифровая камера" фактически не содержит никаких пикселей, что бы это ни было, на сенсоре. Вместо этого, сенсор - конгломерат 5 миллионов зеленых фотоучастков, 2.5 миллионов красных фотоучастков и 2.5 миллионов синих фотоучастков. Сложное программное обеспечение считывает информацию с этих 10 миллионов индивидуальных образцов красного, зеленого ИЛИ синего у каждой ячейки для того, чтобы вычислить отсутствующие два цветовых канала в каждом пикселе заключительного изображения.

Так как пиксель определяется как полный элемент изображения, обычная цифровая камера не может быть определена, как "10 мегапиксельная", даже если она производит 10 мегапиксельное заключительное изображение, потому что две трети (67 %) из этих 10 мегапикселей заключительного изображения скорее "предсказаны“, чем фактически даны. Непосредственно камера, чтобы называться 10 мегапиксельной, должна иметь 10 миллионов пикселей на сенсоре, каждый из которых способен предоставить полную информацию без заимствования информации у соседей.

Войдите в полное завоевание Цвета

Уже около десяти лет ни одно из этих определений пикселя, по сути не имело значения, потому что все камеры, грубо говоря, были одинаковы. Все они захватывали только один из трех цветов, красный, зеленый или синий, в каждой ячейке на сенсоре, и они все вычисляли отсутствующие два цвета, исходя из соседних ячеек сенсора и прогнозов. Факт, что ваши 10 мегапиксельные изображения были получены не с 10 мегапиксельной камеры, не имел значения, потому что каждая из них сравнивалась при равных условиях. Когда Sigma представила первую потребительскую полно захватную камеру (SD9) в 2002, она встала перед дилеммой. Они должны были назвать ее 3.5 мегапиксельной камерой, потому что она поставляет заключительное изображение в 3.5 миллиона пикселей, или нужно было назвать ее 10 мегапиксельной, так как она захватывает все три красный, зеленый и синий первичных цвета в каждой ячейке сенсора? Технически (по определению пикселя), они должны маркировать ее 3.5 мегапиксельной камерой, но из-за конкуренции в те времена, камеры объявлялись как 6 мегапиксельные даже при том, что в действительности они не были 6 мегапиксельными камерами. Теперь, с изменением технологий, "нечеткое" определение мегапикселя, которое работало в течение многих лет, внезапно разрушилось. Люди начали сравнивать и обсуждать отличие яблока от апельсина.

Быстро подошел 2007, но та же проблема существует и сегодня. Обновленная Sigma SD14 производит заключительное изображение в 4.6 мегапикселей с 4.6 мегапиксельного сенсора. Опять перед Sigma встал вопрос, как маркировать свое изделие в виду мегапиксельной гонки, когда камеры называют 8 и 10 мегапиксельными, даже если эти камеры записывают вообще-то не истинные пиксели, и заключительные 8 или 10 мегапиксельные изображения “получаются” при использовании сложных информационных алгоритмов (читаем сложный прогнозируемый анализ). Если Sigma назовет свою SD14 - 4.6 мегапиксельной камерой, большинство потребителей не поймет, что камера захватывает полноцветное заключительное изображение, сопоставимое с изображениями от обычных (не полно цветных) 10 мегапиксельных камер. Они отказались от "сложного пути" и маркировать ее как 14 мегапиксельную камеру, учитывая, что, если остальная часть промышленников может заявлять 10 мегапикселей, когда только третья часть каждого пикселя - реальные данные, они могут заявить 14 мегапикселей, потому что они захватывают все три первичных цвета (4.6 x 3). В действительности, маркетологи Sigma пытались бороться с вводящей в заблуждение терминологией с большим количеством вводящих в заблуждение терминов. Они вероятно чувствовали, что нуждаются в объяснении, но смириться оказалось легче, чем переобучить массы.

Это имеет значение?

Интересно, что в некоторых статьях могут возмущаться, что 4.6 мегапиксельная полно захватная камера заявляет 14 мегапиксельные изображения, в то время как никто не жалуется, что камера, рекламируемая как 10 мегапиксельная, не может поставлять 10 мегапиксельную реальную информацию об изображении. Что здесь в действительности раздуто: это факт, является ли SD14 в действительности 4.6 мегапиксельной, а не 14, или факт, что обычная камера, замаркированная, как 10 мегапиксельная, в действительности, захватывает только треть информации в каждом пикселе? Правда здесь то, что иногда Вы должны читать между строк. При сравнении камер с захватом одного цвета с камерами полноцветного захвата, просто имейте в виду, что значения мегапикселей в этом случае нельзя сравнивать непосредственно. Обе технологии работают и каждая не обязательно лучше, чем другая по всем параметрам, но при сравнении количества мегапикселей на бумаге, полезно обратить внимание, что термин "мегапиксель" используется довольно свободно в этой индустрии обоими лагерями: типичным одноцветного захвата лагерем и лагерем полноцветного захвата, то есть Foveon/Sigma. Из-за фильтрования и реконструкции, вовлеченных в создание изображений с типичных камер одноцветного захвата, может получиться меньше деталей в финальном изображении, чем у камеры с полноцветным захватом, подобно Sigma SD14. Сколько? - будет зависеть от изображения, но подходящее правило - то, что камеры с полноцветным захватом, подобно SD14, лучше сравнивать с камерами с вдвое большим количеством пикселей в заключительном изображении. То есть 4.6 мегапиксельная SD14 может поставить детали, сопоставимые с обычными (одноцветного захвата) камерами, номиналом около 9.2 мегапикселей. Я признаю, что немного глупо пробовать объяснить "расплывчатую" логику с помощью еще более "расплывчатой" логики, но иногда это необходимо, если только Вы не ожидаете, что все ваши читатели будут иметь технические знания или степень инженера.: -)

 
Визуальный аргумент

Некоторые рецензенты поднимают крик о "раздувании" до 14 мегапикселей обозначения разрешения Sigma SD14, аргументируя тем, что обычные камеры с одноцветным захватом могут фактически приблизиться к своему номинальному разрешению, даже если только один цвет в пикселе захвачен сенсором. Я видел требования, с которыми камеры, номиналом в 10 мегапикселей, могут приблизиться к истинному 10 мегапиксельному разрешению, например при захвате черно-белого изображения. Хотя алгоритмы, разработанные для создания полноцветного изображения с одноцветных пикселей сенсора, фактически довольно хороши в работе, особенно на черно-белых деталях, нечеткость по краю необходима для того, чтобы работа одноцветного захвата должным образом удерживалась вдалеке от их верхней потенциальной границы. Одноцветный захват дает реальный сбой (при номинальном разрешении) при съемке высоко детализированных красочных объектов, где красные, зеленые или синие места на сенсоре начинают вносить меньше информации, чем было бы внесено в Ч/Б сцене, типа диаграммы разрешения. Я также слышал аргумент, что «одноцветные камеры», особенно с конфигурацией Bayer RGBG, пробуют копировать работу человеческого глаза, делая больший упор на зеленый, и меньше на синий и красный, так, чтобы реальный результат получился лучше. Однако, такие аргументы абсурдны, когда Вы понимаете, что копирование недостатка

Резюме

Не становитесь жертвой войны за мегапиксели. Вооружитесь знаниями, и Вы не будете ловится на речи изготовителей при попытке сравнения (особенно отличающихся) технологий. Конечно, имеется намного больше критериев для покупки камеры, а не только мегапиксели, но, если Вы любите смотреть на спецификации, возможно, эта статья немного поможет в понимании некоторых требований, составленных производителями на сегодня в отношении мегапикселей и разрешения.
На сегодняшний момент, имеется только две полноцветных камеры: Sigma SD14 и Sigma DP1. Обе используют сенсор полноцветного захвата Foveon. Предыдущие модели, подобно Sigma SD9 и SD10, также используют полноцветный захват, но больше не производятся. Так как все другие камеры используют сенсор с одноцветным захватом, то, в действительности, не стоит волноваться относительно «сравнения яблока и апельсина», если ни одна из вышеупомянутых камер не стоит у вас в очереди, как следующая покупка. Я надеюсь, что будущее за полноцветным захватом, однако, если это произойдет, термин разряд мегапикселей станет еще более важным, поскольку больше камер предложат возможность полноцветного захвата. И когда это случится, вы будете вооружены некоторым знанием относительно того, что делает мегапиксель.

Майк Чаней