Що таке "щільність пікселів"?

Мабуть, мегапікселі не є хорошим способом вимірювання якості камери, тому деякі люди звертаються до відносної вимірювальної системи під назвою "щільність пікселів".

Що конкретно це? Яку інформацію він дає? Чим вище число, тим краще? Або навпаки?

Щільність пікселів - це просто міра того, скільки пікселів впишеться в певну область . Він визначається розміром пікселів: чим менше пікселів, тим вище щільність пікселів.

Уявіть, що на стіні ви робите дві мозаїки з плиток: одна використовує невеликі плитки, а інша використовує великі плитки. Вони можуть виглядати приблизно так:

Ми легко бачимо наступне:

1. Обидві мозаїки однакового розміру .

2. Мозаїка праворуч використовує менші плитки : у 4 рази менше, ніж ліворуч.

3. Тому в мозаїці праворуч міститься більше плиток : у 4 рази більше, ніж у лівій.

А тепер уявіть, що ми насправді дивимось - це дуже збільшене зображення двох датчиків цифрових фотоапаратів. "Плитки" - це пікселі (або світлові комірки) датчиків; зрозуміло, що датчик праворуч має більшу щільність пікселів, ніж ліворуч . Якщо ми розширимо масштаб речей і уявимо, що сітка зліва - це крихітна частина 1-мегапіксельного датчика (тобто 1 мільйон пікселів), то якщо припустити, що його датчик того ж фізичного розміру, камера праворуч матиме 4-мегапіксельний датчик .

Тепер ми всі знаємо, що більше мегапікселів = краще, правда? :)

Насправді ви стикаєтесь із цим питанням: мегапікселі вимірюють розмір зображення, але не завжди є хорошим способом вимірювання якості зображення . Це тому, що менші світлові комірки, як правило, сприймають більше шуму , особливо в умовах слабкого освітлення. Виробники камер постійно шукають кращі способи боротьби з цим, але в той же час вони набивають все більше і більше пікселів на однакові розміри датчиків. Дуже грубо кажучи, більша щільність пікселів, як правило, призводить до збільшення шуму .

Отже, щоб відповісти на останню частину вашого запитання, більша щільність пікселів сама по собі не означає краще чи гірше. Збільшення щільності пікселя датчика збільшує його роздільну здатність (більше мегапікселів), що може бути хорошою справою, але також зазвичай збільшує його сприйнятливість до шуму, що може бути поганою справою. Купувати будь-яку цифрову камеру означає зважувати ці два фактори і вирішити компроміс між цими двома, які вам найбільше підходять.

Щільність пікселів у 2D-датчиках (*), як і будь-яка інша щільність, - це кількість пікселів на одиницю площі. Дається розмір датчика (як правило, в мм або дюйм) і, відповідно, його площа. Даний датчик розділений на окремі місця, чутливі до світла, які є датчиковими елементами або фотосайтами / сенселями. У найбільш поширеному розташуванні ці сенселі мають квадратну форму і утворюють лінійну рівномірну сітку (**).

Щільність пікселів - відношення загальної кількості пікселів до площі датчика. Вона дорівнює кількості датчиків в одиниці площі датчика.

Чим вище це співвідношення, тим менше окремих фотосайтів. Чим вони менше, тим гучнішим стає окремий піксель. OTOH, більша щільність, тобто сенсори з більшою роздільною здатністю, збільшують потужність роздільної здатності електрооптичної системи до точки зменшення віддачі.

Наприклад, Canon EOS 7D має датчик розміру APS-C з ~ 18 мегапікселів (ефективний). її щільність тоді 18e6 / (22,3 x 14,9) = ~ 54Kpix / мм ^ 2. EOS 5D Mk2 має 35-мм датчик з 21 МП. Його щільність - 21e6 / (36 x 24) = ~ 24Kpix / мм ^ 2. Таким чином, 5D2 датчиків приблизно вдвічі більші, ніж 7D-дизелі, а значить, більш захищені від шуму.

Подальшу дискусію про вплив щільності на якість можна знайти тут .

(*) лінійні датчики, як у лінійних сканерах, можуть мати сенселі, розташовані в одну лінію, і таким чином щільність - це кількість пікселів на одиницю довжини.

(**) Існують інші пристрої сенселей, зокрема сенсори SupercCD Fugi, де сенселі розміщуються не в звичайній матриці, а як діагональна стека. Тим не менш, арифметика густини пікселів тут все ще діє.