Почему у более дорогой камеры меньше пикселей?

Question

Я сравнил характеристики некоторых камер.

Canon EOS 5DS и EOS-1D X MARK II имеют полнокадровый сенсор. Второй дороже. Их количество пикселей составляет 8868 x 5792 и 5472 x 3648.

Никон делает то же самое. D810 и D5 имеют полнокадровый сенсор. Второй дороже. Их количество пикселей составляет 7360 x 4912 и 5568 x 3712.

Почему у более дорогой камеры меньше пикселей?

Поиском я нашел несколько возможных объяснений, но они неубедительны.

• Меньшее количество пикселей означает более быструю обработку. Я знаю, что больше пикселей означает более медленную обработку. Но я думаю, обработка изображения очень параллельна. Таким образом, с добавленной ценой производители могут позволить себе добавить больше схем. Даже если мощность обработки не справляется с увеличенным количеством пикселей, камеру можно запрограммировать на уменьшение количества пикселей для обработки путем суммирования 4 пикселей в 1, так что требуется меньшая вычислительная мощность. Но он по-прежнему имеет больше пикселей, если не снимать в режиме серийной съемки.

• Меньшее количество пикселей делает возможной более высокую настройку ISO. При том же размере сенсора и большем количестве пикселей на сенсоре количество света, попадающего на каждый пиксель, будет уменьшаться. Таким образом, большее количество пикселей препятствует высокой настройке ISO. Но сенсору с большим количеством пикселей не понадобится такая высокая настройка ISO. Скажем, датчик A и датчик B имеют одинаковый размер и разрешение. (Давайте используем здесь слово «разрешение» для обозначения разрешения количества света, которое достигает каждого пикселя, например 14 бит на D810.) Датчик B имеет в 4 раза больше пикселей. С помощью микролинзы перед каждым пикселем свет, потерянный из-за того, что он не попал ни в один пиксель, незначителен. A делает снимок с соответствующей настройкой ISO. B делает тот же снимок с четвертью этого значения ISO. Тогда 2 старших значащих бита B будут равны 0. Таким образом, фактическое разрешение B будет на 2 бита меньше. Но если нам нужно только столько пикселей, сколько у A, мы можем сложить 4 пикселя B в 1. (Я немного застрял, потому что не знаю, стоит ли платить только за максимальную настройку ISO в D810 намного ниже, чем у D5, обратно пропорционально количеству пикселей.)

• Многие пиксели предназначены для маркетинга. Люди склонны выбирать камеру только на основе количества пикселей. Это может применяться при сравнении смартфонов и серьезных камер. Но упомянутые камеры - все для серьезных людей. Поэтому бесполезно давать EOS 5DS и D810 больше пикселей, чтобы привлечь глупых людей. Больше пикселей позволяет фотографу делать четкую фотографию, когда нет времени для увеличения. Если фотографу, который использует D810, могут понадобиться 36 мегапикселей, фотографу, который использует D5, также могут понадобиться они.

• Меньше пикселей означает меньше шума при съемке. Отношение сигнал / шум дробового шума пропорционально квадратному корню из ожидаемого количества света, приходящего на каждый пиксель, которое обратно пропорционально размеру каждого пикселя. Но выходные данные пикселей можно объединить, чтобы получить изображение с меньшим количеством пикселей и меньшим шумом при съемке.

Я прочитал Почему более дорогая камера имеет меньшие мегапиксели? , но я до сих пор не знаю.

редактировать

Почему у Canon 1D X MK 2 только 20.2MP , кажется, что-то похожее, но я все еще не понимаю после прочтения его ответов. Я не понимаю этих моментов в ответе Майкла Кларка:

1. Все пиксели не равны Каждая из указанных камер имеет полнокадровый датчик. Увеличение количества пикселей может сделать каждый пиксель менее светлым, но большее количество пикселей дает возможность объединять соседние пиксели. См. Второй и четвертый пункты выше.

2. Скорость передачи данных См. Мою первую точку.

3. Потребляемая мощность Фотограф всегда может настроить камеру на съемку с меньшим количеством пикселей. Это если увеличение энергопотребления является значительным. И есть затвор и фокус, энергопотребление которых не меняется при добавлении пикселей.

4. Конечное использование полученных изображений Если пользователю D810 может понадобиться такое количество пикселей, пользователю D5 также может понадобиться это количество пикселей.

5. Пиксели - не единственные отличительные черты камер высшего класса Но это не объясняет, почему более дорогая камера имеет меньше пикселей, чем другая высококачественная камера.

Answer 1

Помимо всего в Почему Canon 1D X MK 2 имеет только 20.2MP

Для ваших двух примеров конкретно:

EOS 5DS снимает со скоростью 7 кадров / с, EOS-1D X MARK II 14. Это само по себе может быть хорошей причиной, по которой последнему необходимо использовать более низкое разрешение. Не все может быть распараллелено, как вы предполагаете, например. передача данных с датчика в память и из памяти в хранилище. Большие кадры означают больше данных и большие файлы, а карты SD имеют конечную скорость записи.

Объединение пикселей уменьшит разрешение в 4 раза, что намного больше, чем разница между двумя камерами. Кроме того, это добавляет накладные расходы обработки снова ...

В конце концов, это не количество пикселей . Для определенных приложений, таких как спортивная фотография, скорость после определенного уровня важнее разрешения. Фотограф-пейзажист изобразительного искусства, вероятно, будет ценить разрешение больше скорости, чтобы платить смешные суммы за систему камер среднего формата , которая может снимать, возможно, 2 кадра / с .

Answer 2

Надежность. Скорость. Мегапикселей.

В портативном форм-факторе с батарейным питанием у вас может быть только два из трех, которые соответствуют абсолютному уровню техники. Камеры, такие как 1D X Mark II и Nikon D5, предназначены для пользователей, которые выбирают первые две.

Ожидаете ли вы также, что специально построенные гоночные автомобили Формулы 1 производства Ferrari и Daimler-Benz будут иметь кожаные интерьеры, подушки с подогревом сидений и позолоченные лицевые панели приборов, потому что это самые дорогие машины в мире? Или даже шины, которые прослужат более пары сотен километров? Я имею в виду, ради всего святого, он вмещает только одного человека среднего или меньшего размера Что с этим? За эту цену они должны иметь возможность перевозить целый автобус людей!

---

Дополнение к вопросу:

Почему у Canon 1D X MK 2 только 20.2MP , кажется, что-то похожее, но я все еще не понимаю после прочтения его ответов. Я не понимаю этих моментов в ответе Майкла Кларка:

1. Все пиксели не равны Каждая из указанных камер имеет полнокадровый датчик. Увеличение количества пикселей может сделать каждый пиксель менее светлым, но большее количество пикселей дает возможность объединять соседние пиксели. См. Второй и четвертый пункты выше.

2. Скорость передачи данных См. Мою первую точку.

3. Потребляемая мощность Фотограф всегда может настроить камеру на съемку с меньшим количеством пикселей. Это если увеличение энергопотребления является значительным. И есть затвор и фокус, энергопотребление которых не меняется при добавлении пикселей.

4. Конечное использование полученных изображений Если пользователю D810 может понадобиться такое количество пикселей, пользователю D5 также может понадобиться это количество пикселей.

5. Пиксели - не единственные отличительные черты камер высшего класса Но это не объясняет, почему более дорогая камера имеет меньше пикселей, чем другая высококачественная камера.

Главное, чего вам не хватает, и здесь, и при прочтении другого вопроса / ответов, это то, что иногда с большим пикселем является более важным, а козыри с большим пикселем .

1. Вам не хватает разницы в динамическом диапазоне, связанной с полной емкостью скважины, которая зависит от размера пикселя, когда оба датчика используют одну и ту же технологию поколения. Меньшие пиксельные лунки достигают FWC с меньшим количеством фотонов и, таким образом, имеют меньший DR, чем большие пиксели. Объединение нескольких пикселей вместе после того, как факт ничего не меняет.

2. Из-за природы маскированных датчиков Байера объединение четырех смежных пикселей в один сделает все маскированные датчики Байера монохроматическими. Для объединения пикселей требуется больше вычислительной мощности, чем для вывода при собственном разрешении, потому что наиболее интенсивная обработка - это тот же самый демозаклеивание, которое необходимо выполнить перед выводом с собственным разрешением ИЛИ , прежде чем пиксели быть в корзине! Обработка, необходимая для размещения пикселов, составляет , добавляется к общей рабочей нагрузке, необходимой для вывода в собственном разрешении.

3. См. № 2. Для дополнительной обработки требуется дополнительная мощность.

4. Еще одна вещь, которую вам не хватает, это то, что очень немногие фотографы, которые используют Canon 1D X Mark II или Nikon D5, имеют только Canon 1D X Mark II или Nikon D5. Разные инструменты для разных работ. Профессионалы на этом уровне часто имеют несколько органов с теми функциями и характеристиками, которые им необходимы для конкретной работы. Они часто используют несколько тел одновременно, особенно когда делают репортаж и / или занимаются спортом, хотя обычно для того, чтобы несколько линз были готовы к работе в одно мгновение.

5. Конечно, это так: эти другие различия считаются более желаемыми целевым покупателем для целей, для которых будет использоваться эта камера Так же, как и больше, меньше пикселей на датчиках этих камер.

Answer 3

Давайте рассмотрим ваши вопросы с помощью существующих ответов:

Все пиксели не равны. Каждая из указанных камер имеет полнокадровый сенсор. Увеличение количества пикселей может сделать каждый пиксель менее светлым, но большее количество пикселей дает возможность объединять соседние пиксели. См. Второй и четвертый пункты выше.

Объединение смежных пикселей представляет две проблемы:

Сначала пиксели фильтруются с использованием чего-то вроде массива Байера. Таким образом, соседний пиксель того же класса цветового фильтра немного дальше, чем непосредственно смежный. Это повышает вероятность ошибок при их объединении.

Объединение пикселей означает добавление шума . Математика немного сложна для объяснения, но она хуже , чем использование большого пикселя.

Скорость передачи данных. См. Мой первый пункт.

Что не так.

Меньшее количество пикселей означает более быструю обработку. Я знаю, что больше пикселей означает более медленную обработку. Но я думаю, что обработка изображения очень параллельна.

номер

Обычные доступные профессиональные камеры используют датчики, которые читают каждую строку изображения по очереди.

Эти данные хранятся внутри (в буфере) в ограниченной памяти (а память стоит денег и потребляет энергию!) И обрабатываются специально разработанными чипами, которые преобразуют их в требуемую форму.

И все эти полученные данные должны быть записаны на карту. Карты, даже самые быстрые, работают медленнее, чем патока, по сравнению с данными, которые могут быть получены компьютером. Именно поэтому, кстати, процессоры имеют сложное многоуровневое кэширование памяти. Но эта стратегия не работает для обработки изображений, как камера.

Параллельная обработка также генерирует огромное тепло.

Взять, к примеру, современный графический процессор. Многие приложения для обработки изображений на ПК используют их для быстрого выполнения сложных задач обработки изображений, поскольку они могут использовать параллельную обработку.

А графические процессоры потребляют огромное количество энергии и выделяют огромное количество тепла.

Вы не можете сделать это в обычной камере. Вам понадобится питание от сети, а система охлаждения добавит массу и вес (и это потребует собственную мощность).

Таким образом, инженерные компромиссы требуют, чем вы не можете делать все параллельно.

Там нет бесплатного обеда.

Потребляемая мощность Фотограф всегда может настроить камеру на съемку с меньшим количеством пикселей. Это если увеличение энергопотребления является значительным. И есть затвор и фокус, энергопотребление которых не меняется при добавлении пикселей.

Сеньор не может изменить количество пикселей, которые у него есть.

Когда вы выбираете получить JPEG с камеры, которая имеет определенный размер, этот размер будет масштабированным изображением, построенным из полных данных собственного размера датчика.

Так что нам все еще нужно читать, обрабатывать и хранить все эти данные, независимо от размера запрашиваемого изображения.

Поскольку мы должны прочитать все эти данные и обработать их, это составляет большую часть бюджета на съемку. Поэтому мы не экономим много энергии при съемке с меньшим разрешением.

Конечное использование полученных изображений Если пользователю D810 может потребоваться такое количество пикселей, пользователю D5 также может понадобиться такое количество пикселей.

номер

Если я, например, хороший пейзажный шутер, мне может понадобиться столько (хороших) пикселей, сколько я смогу получить.

Если я хороший портретный шутер, мне почти наверняка не нужны все эти пиксели, потому что никому не нужна (или не нужна) фотография, на которой в таких мучительных деталях изображены такие детали, как поры кожи и волосы на носу.

И если я спортивный шутер для журнала или газеты, мне обычно не нужно больше нескольких мегапикселей. Что мне действительно нужно, так это ослепительная скорость, высокая скорострельность, сосредоточенность и надежность. Если жертвовать некоторыми пикселями ради цены, это тривиально, поскольку мне не нужны были все эти пиксели. Чтобы рассмотреть это в перспективе, обратите внимание, что вы можете напечатать полноцветное высококачественное изображение формата A4 с разрешением 300 точек на дюйм с разрешением около 8 мегапикселей! Это полная страница журнала.

Пиксели - не единственные отличительные черты камер высшего класса. Но это не объясняет, почему в более дорогой камере меньше пикселей, чем в другой камере высокого класса.

Для профессионального фотографа другие вещи важнее.

Если я смогу добиться полной остановки, используя более низкое разрешение, которое может , для некоторых фотографов это будет гораздо более ценным, чем разрешение.

Если я смогу получить дополнительный 1 кадр в секунду, перейдя на камеру с более низким разрешением, это может быть различием между спортивным профессионалом, получающим снимок, который выплачивает закладную в этом месяце, и не получающим его.

Профессиональная фотография - это получение снимка, а не пикселей.

Answer 4

1D и D5 созданы для специальных целей. У них лучшая система автофокуса на рынке. Они наиболее прочные, лучше защищены от непогоды, лучше противоударны и удваивают ожидаемое число затворов. Он обладает вычислительной мощью для быстрой автофокусировки и имеет RAW 14 кадров в секунду с огромным буфером. Для людей, покупающих эти камеры, дополнительное разрешение просто не нужно и замедлит работу камеры. Если эти функции важны для вас, никакая другая камера не подойдет. Большинство предпочтут более высокое качество изображения и готовы пожертвовать скоростью. Также долговечность D810 обычно достаточна для большинства. Модели 1D и D5 обычно привлекают профессиональных фотографов спорта и новостей, фотографов дикой природы и фотографов National Geographic. Если вам не нужна максимальная скорость, долговечность и автофокус, выберите 5DS или D810. Это все о приоритетах.