Влияние увеличения размера сенсора или фокусного расстояния на разрешение целевого объекта

Question

Предположим, у меня есть камера с размером сенсора 8 мм x 8 мм, оптический класс (2/3) «с совместимым объективом также (2/3)». Фокусное расстояние моего объектива фиксировано (скажем, 8 мм), и расстояние до моего целевого объекта также фиксировано. Моя цель - повысить разрешение моего целевого объекта (я хочу, чтобы мой объект был представлен большим количеством пикселей).

Мои вопросы:

1. Если я увеличу фокусное расстояние, увеличу ли я также количество пикселей на моем объекте? или объект только увеличивается? Мое предположение просто увеличивается.

2. Если я увеличу размер сенсора до 16 мм, я думаю, это означает, что я увеличиваю количество пикселей (разрешение камеры). Таким образом, если 8 мм означает ширину моего изображения в 2000 пикселей, то 16 мм означает ширину моего изображения около 4000 пикселей. В таком случае я увеличил количество пикселей в моем объекте? Я думаю, да.

Я использовал этот калькулятор на этой веб-странице: https://www.scantips.com/lights/subjectdistance.html и когда я ввел числа, я понял, что обе мои догадки неверны. Кажется, потому что размер сенсора и ширина изображения в пикселях пропорциональны друг другу, увеличение обоих не увеличивает количество пикселей, представленных на моем объекте, но когда я увеличиваю только фокусное расстояние и сохраняю все остальное постоянным, тогда число пиксели, представленные моим объектом, также увеличиваются. Хотя я не понимаю, почему.

Answer 1

Ваши догадки совершенно противоположны тому, что на самом деле происходит.

В первом сценарии вы увеличиваете объект больше, поэтому объект покрывает больше пикселей на одном и том же датчике, поскольку он занимает большую часть общей площади изображения. Поскольку количество пикселей не изменилось, объект теперь покрывает большее их количество, поскольку он больше, чем проецируется на датчик.

Во втором сценарии ваш объект покрывает такое же количество пикселей в середине сенсора, но теперь вокруг вашего объекта отображается больше области.

Если вы удвоите ширину и высоту сенсора, вы в четыре раза увеличите площадь и количество пикселей. 2000 пикселей в области 8x8 мм равны 8000 пикселей в области 16x16 мм. Но размер объекта, проецируемого объективом, один и тот же, независимо от размера сенсора. Это просто показывает более широкий угол обзора.

Существует третий сценарий: оставьте те же размеры объектива и сенсора, но увеличьте плотность пикселей, чтобы в той же области сенсора было больше пикселей. Это увеличит разрешение вашего объекта , если предел разрешения объектива еще не был превышен разрешением исходного датчика.

Answer 2

Как правило, чем больше размер сенсора, тем больше пикселей (элемент изображения) содержится, плюс большие сенсоры поддерживают большие пиксели. Вместе это то, почему большие датчики имеют преимущество. Что касается фокусного расстояния, более длинные линзы увеличивают больше. Таким образом, ваш датчик может записывать больше деталей объекта, просто работая ближе или устанавливая большее фокусное расстояние. Будут ли такие шаги улучшать остроту предмета? Все зависит от тематического содержания. Если ваш объект - человеческое лицо, снятое на расстоянии, вероятно, с такой плетью, отдельные волосы не будут решены. Подойдите ближе или установите телеобъектив, и отдельные волоски станут заметны. Так в чем же преимущество большего датчика? Больше пикселей в сочетании с большими пикселями заметно влияют на качество изображения.