При прочих равных условиях, в цифровой зеркальной камере, будет ли датчик большего размера давать более четкое изображение?

Question

Я задал вопрос некоторое время назад здесь о «сладком пятне» объектива, которое привело к действительно интересному обсуждению «резкости», физики света и общего качества изображения.

1-й вопрос

В мире фильмов фильмы большего формата известны тем, что обеспечивают определенное качество четкости, динамического диапазона и точности, превосходящие меньшие форматы.

Конечный результат явно заметен, но его трудно описать.

В цифровом мире предоставляют ли более крупные датчики те же преимущества по сравнению со своими меньшими аналогами, что и пленки более большого формата?

Разъяснение вопроса и предостережения ( пожалуйста, прочитайте )

• Этот вопрос относится только к текущим зеркальным фотоаппаратам, поэтому пренебрегайте датчиками типа hasselblad «среднего формата» или экспериментальными датчиками.

• Вопрос гласит: " все остальные равны ", поэтому, пожалуйста, не обращайте внимания на идею "это не инструмент, это фотограф " или " это все о линзах и стекле ".

• Я знаю, что "резкость" и "качество изображения" являются проблемными понятиями, особенно при попытке их измерить. Пожалуйста, подумайте о соотношении размеров пленки и примените их к вопросу.

2-й вопрос

Я традиционно снимаю на пленку, и мне нравится ее "качество". Но я хочу обновить мой цифровой Nikon, мой D50.

Имея в виду первый вопрос, получу ли я «высокое качество изображения» от D700, или будет достаточно нового D7000 (в случае, если размер не имеет значения, а технология все-таки новее)

ура!

Answer 1

Пояснение:

Во-первых, вы правы, утверждая, что резкость субъективна, но можно измерить способность системы камеры распознавать мелкие детали, и это измерение тесно связано с воспринимаемой резкостью. Когда вы изображаете черные и белые линии, которые сближаются, они в конечном итоге сливаются в серый шарик. Измеряя, насколько близки могут быть линии до потери определенного контраста между черным и белым, вы получите измерение резкости. Выражение расстояния между линиями относительно высоты изображения удаляет окончательный выходной размер из уравнения, эта мера резкости - это максимальные пары линий (то есть один белый, один черный) на высоту изображения, которые имеют достаточный контраст, чтобы их можно было различить.

1-й вопрос:

При прочих равных условиях (один и тот же объектив, объект, настройки, конечный выходной размер ) больший датчик будет создавать изображение с более высокой пиковой четкостью в центре кадра и более высокой средней четкостью по всей славе. , У него могут быть более мягкие углы, чем у меньшего сенсорного изображения, поскольку резкость круга изображения, проецируемого объективом, может значительно уменьшиться при удалении от центра, а датчик большего размера захватывает крайние значения круга изображения объектива.

Если взять, например, 8-мегапиксельную Canon 30D и 22-мегапиксельную 1DsMkIII, 30D имеет почти одинаковый размер пикселя, поэтому его изображение похоже на обрезку середины 1D-изображения. Как вы можете себе представить, обрезая середину, затем увеличивая изображение, чтобы получить тот же выходной размер, вам придется увеличить масштаб и потерять резкость.

Если вы возьмете, например, 12-мегапиксельную 450D и 12-мегапиксельную 5D, меньший 450D имеет одинаковое количество пикселей, но они намного меньше и вместе занимают меньше изображения, проецируемого объективом, так что это похоже на взрыв центра изображения, проецируемого объективом, снова теряет резкость. Большие пиксели 5D-датчика эффективно видят изображение с объектива издалека и менее требовательны к разрешению объектива и, таким образом, создают более четкое изображение.

Вы можете увидеть эту тенденцию для более крупных датчиков для получения более четких изображений, отраженных в тестах объектива dpreview , которые позволяют увидеть MTF (меру разрешающей способности или резкости объектива) того же объектива на разных датчиках:

http://www.dpreview.com/lensreviews/nikon_50_1p4g_n15/page3.asp

Сравните результаты испытаний объектива Nikon AF-S 50mm f / 1.4G для формата DX (1,5 кадрирования) по сравнению с FX. При f / 4 датчик DX (меньший) разрешает 1500 пар линий на высоту изображения в центре и 1250 в углах. Датчик FX при той же диафрагме разрешается более 2200 lp / ph в центре и более 1500 в углах!

2-й вопрос:

Для вашего второго вопроса увеличение количества мегапикселей для сенсора того же размера улучшит резкость (а значит, и качество изображения). Однако улучшения становятся меньше по мере увеличения числа мегапикселей, поэтому в какой-то момент вам нужно перейти к большему сенсору. Трудно сказать, будет ли D7000 соответствовать вашим потребностям в резкости, вам придется попробовать и одолжить один!

Существует еще один фактор, который имеет гораздо большее значение, чем резкость между размерами датчиков, и это глубина резкости. Опять же, при прочих равных условиях (что наиболее важно, кадрирование) вы получите меньшую глубину резкости с большим датчиком, около 1,3 ступени. Для большинства людей это является основной причиной для использования большего 35 мм сенсора DSLR. Чтобы получить то же изображение, что и камера FF, снимающая при 50 мм f / 1.4 на APS-C (например, D7000), вам понадобится что-то вроде 30 мм f / 0,9, которого не существует!

Answer 2

Резкость, или воспринимаемая резкость, зависит от ряда факторов, но влияние датчика на это немного зависит от некоторых деталей вокруг них. Как правило, полнокадровый датчик имеет более крупные фотосайты, чем датчик APS-C, которые, в свою очередь, больше, чем точка и снимок. Итак, если мы используем это как основу для обсуждения, понимая, что есть исключения из «типичного» случая, который я описал, то:

Больший размер пикселя обеспечивает некоторое преимущество в управлении шумом, которое может помочь в воспринимаемой резкости (меньше потери детализации), но его большее преимущество состоит в том, что требуется меньшая апертура, чтобы ограничить дифракцию, так как увеличивающийся размер воздушного диска может быть содержится внутри фото сайта дольше. Например, Canon EOS 1D начинает ограничивать дифракцию при f / 16, в то время как Nikon D70 поражает его при f / 11. Теперь имейте в виду, что физические размеры датчика не влияют конкретно на это, это просто случай, когда, как правило, хотя и не всегда, больший датчик имеет большие фотосайты в текущих камерах. См. Эту статью Cambridge in Color для более подробной информации.

Другим фактором резкости является контраст. Большие датчики обычно, хотя и не всегда, имеют больший динамический диапазон, что обычно приводит к лучшей контрастности. Если контраст лучше, резкость лучше. Конечно, это зависит от предмета, и если в этом мало что можно противопоставить, это не сильно повлияет на то, какую камеру вы используете.

Теперь, с другой стороны, меньшие размеры пикселов могут захватывать больше деталей при том же фокусном расстоянии, фактически увеличивая. Это где фактор обрезки, или множитель фокусного расстояния, вступает в игру. Объектив 100 мм на кроп-факторе APS-C (1.5) имеет тот же угол обзора, что и объектив 150 мм на весь кадр. В пределах этого угла обзора APS-C, если не ограничено дифракцией, будет захватывать больше пикселей данных, чем полный кадр, что дает ему больше деталей и возможность резкости для той же области изображения при условии, что вы снимали с использованием 100 мм объектив на обоих. Что, кстати, иногда является недостатком, если вы хотите небольшую глубину резкости. Это одна из причин того, что многие изо всех сил пытаются получить хорошее боке из точки и стрелять (хотя это может быть сделано).

Тем не менее, я начал этот ответ с предположения о «типичном» состоянии датчиков, но технологии вокруг этого постоянно улучшаются. Sony (которая обычно поставляет Nikon и Pentax) и Canon делают большие успехи в сенсорной технологии и производят датчики APS-C более высокой плотности с улучшенным динамическим диапазоном и существенно меньшим уровнем шума. Например, такие камеры, как Pentax K-x (датчик Sony), получают восторженные отзывы о том, что их контроль низкого уровня шума находится в том же поле, что и полнокадровые датчики. Итак, хотя полнокадровая камера может иметь некоторые преимущества в этой области сегодня, я не думаю, что это обязательно останется неизменным трюизмом. Теперь это «профессиональные» камеры, и они будут иметь ряд других функций, которые другие не будут использовать, поэтому они могут быть привлекательными в любом случае.

Кстати, вы исключили среднеформатный цифровой формат, но у них есть одно дополнительное преимущество по сравнению с их полнокадровыми двоюродными братьями (35 мм): нет фильтра сглаживания. Фильтр помогает при муаре, но также вносит некоторое размытие. Пользователи этого формата предпочитают иметь дело с муаром при постобработке, чтобы получить максимальную резкость на сенсоре.

Answer 3

1-й вопрос

Что вы подразумеваете под "большим датчиком"? Больше по размеру или больше в пикселях?

1. Больше по размеру. По мере увеличения размера пикселя его чувствительность улучшается, что означает меньше шума при той же настройке ISO. Резкость такая же.

2. Больше в пикселях. В этом случае эффект меняется на противоположный: вы получаете более шумные картинки, потому что пиксели меньше. В то же время увеличивается резкость, хотя вам, возможно, придется использовать RAW вместо JPG, чтобы воспользоваться этим.