Як може мати значення камера високої роздільної здатності, коли вихід низької роздільної здатності?

Питання натхнене цим питанням із зображенням цих картинок .
Прийнята відповідь говорить про те, що ці знімки були зроблені камерою 8x10 перегляду, а використання камери 8x10 було підтверджено в коментарях.

Моє запитання: як ви можете сказати?

При перегляді на веб-сторінці ці зображення становлять 496x620 = 0,37 мегапікселів (або 720x900 = 0,65 мегапікселя, якщо натиснути кнопку "повний перегляд").
Таким чином, будь-яка камера з роздільною здатністю вище 0,37 Mpx повинна мати можливість знімати ці зображення, що означає майже кожен смартфон та веб-камеру на ринку.

Я знаю про датчики Bayer . Але найгіршим ефектом сенсора Байєра повинно бути зменшення роздільної здатності в чотири рази: Якщо ви зменшите масштаб зображення на два рази в кожному напрямку, кожен піксельний вихід буде містити дані щонайменше з одного вхідного датчика для кожного з канали R / G / B.
Зменшення масштабу за коефіцієнтом 4 все ще означає, що будь-яка камера з роздільною здатністю більше 1,5 Мп (а не 0,37 Мпкс на виході) повинна бути здатна робити ці зображення. Ми все ще говоримо про майже кожен смартфон та більшість веб-камер на ринку.

Я знаю про глибину кольору . Але JPG, формат, який ми використовуємо для перегляду цих зображень, становить 8x3 = 24 біта. За даними результатів DxOMark є кілька камер, включаючи Sony NEX 7 і Nikon D3200, які здатні фіксувати 24 біти кольору.
Тож навіть якщо веб-камера 10 доларів не зможе повністю зафіксувати нюанси на цих знімках, NEX 7 або D3200 повинні це зробити.

Я знаю, що більшість лінз мають меншу роздільну здатність, ніж те, на що здатна більшість датчиків. Як приклад, 85-мм f / 1.4G Nikkor - це найгостріший об'єктив Nikon відповідно до DxOMark і дає найкращий еквівалент роздільної здатності 19 Мп на камері 24 Мп (повнорозмірний Nikon D3X), тоді як найменш гострий об'єктив найкращий еквівалент 8Mpx на одній камері.
Але найгірший об'єктив у їхній базі даних все ж дає на порядок більше роздільну здатність, ніж вихідний формат цих прикладів.

Я знаю про динамічний діапазон. Але ці зображення керують освітленням, щоб вони ні дмухали, ні втрачали тіні. Поки ви в змозі це зробити, динамічний діапазон не має значення; він буде відображений у будь-який діапазон вихідного сигналу JPG 0-255.
У будь-якому випадку DxOMark каже, що декілька камер з повним кадром або меншими датчиками мають кращий динамічний діапазон, ніж найкращий з камер середнього формату.

Це те, що я знаю, і в цих фрагментах теорії немає нічого, що могло б сказати мені, як можна сказати камеру перегляду 8x10 від Sony NEX 7, коли ви бачите результат у розмірі 0,37 Мпx JPG.

По суті, наскільки я розумію, має бути неважливо, скільки мегапікселів і скільки кольорів глибина датчика може захоплювати, якщо це принаймні стільки, скільки може представляти вихідний формат.

Все-таки я не сумніваюся в оцінці відповіді Стен Роджерса. І я ніколи не бачив нічого подібного, з точки зору сприйнятої різкості, від малокамерних камер.

Я неправильно зрозумів, що означає резолюція?

Я думаю, що я передусім запитую про теорію: Як різниця між двома роздільними здатностями (вимірюється в пікселях, л / мм, глибина кольору чи інше) видно у форматі відображення, який має меншу роздільну здатність, ніж будь-який із оригіналів?

Або викласти це по-іншому: чи може мене взагалі щось заважати від тиражування цих зображень до пікселя, використовуючи освітлення Sony NEX 7 та 10 000 доларів?

Вся справа в мікроконтрасті. Перегляньте публікації про aps-c проти повного кадру, а потім поширіть цю різницю на датчики середнього та великого формату.

Коли значення між APS-C і датчиками повного кадру мають значення, і чому?

Слідуючи теоріям про надмірне зразки, краще робити вибірку з більшою швидкістю, а потім зменшувати вибірку, ніж пробувати з моменту найквістської межі від початку - тобто. якщо ваша кінцева мета - 640x480, все ж краще використовувати сенсор 1280x960, ніж датчик 640x480.

Не має значення скільки MPixels у вас, коли сусідні пікселі залежать один від одного, так чи інакше, через те, що коло плутанини більше, ніж ваші пікселі на площині датчика. Лінзи також мають обмежену здатність розсмоктуватися. Крім того, ви повинні врахувати "гостроту" об'єктива та його діафрагму, а більший датчик дозволяє наблизитись до більш вузького DOF, а це означає, що ви можете зафіксувати ще більше деталей - Коло плутанини більше, об'єктив працює з менша дифузія тощо.

І тоді у вас є "стиснення глибини", фокусне відстань об'єктива, яке є досить агресивним у цих знімках, вказуючи на телефото. FOV на маленькому датчику вимагатиме від вас відступити довгий шлях і відкрити діафрагму багато, щоб отримати цей вузький DOF. Однак, працюючи з цифрами, за допомогою повної камери ви можете досягти цього, відстань 210 мм, 2 метри, F8 дасть 4-дюймовий DOF і FOV, який займає лише обличчя, як у цих знімків.

По-іншому: чим більший датчик по відношенню до об'єкта, тим менше об'єктив повинен працювати над світловими променями, щоб стиснути їх у щільне місце. Це збільшує чіткість знімка, і він показує незалежно від відстані перегляду (саме це моделюється шляхом зміни розміру зображення до нижчої роздільної здатності).

Наступні дискусії про вдосконалення та збереження деталей шляхом зміни розміру ось порівняння, якщо подібні теми великого формату проти повного кадру та великого формату проти apsc:

Вгорі: обличчя чоловічої статі з заглушками бороди. У роздільній здатності на веб-сайті, на який ви посилаєтесь, борода відображається з волосками пікселя, але все те, що втрачається на той же розмір, що і приклад Метта. Тепер бороди розсіяні. Якщо ми побачимо зображення Метта такого ж розміру, як фотографії 8х10 на сайті, ми можемо побачити велику різницю, якщо голова не буде у фокусі. Навіть система aps-c та менший датчик можуть дати цей результат (щодо деталей).

Знизу: ми порівнюємо вії жіночого обличчя за аналогічним розміром, як на веб-сторінці, яку ви показали, з оком, що фокусуються, з камери aps-c, і загострення не збирається повернути пори в шкіру назад. Ми можемо посилити сприйняття вій ціною яскравого ореолу навколо нього.

Зараз ми бачимо величезну "загальну" системну різницю в роздільній здатності, і камера apsc + об'єктив, що використовується + видно при заданій роздільній здатності, не може надати таку ж деталь, як 8x10 камера + цей об'єктив + переглянута роздільна здатність . Сподіваюся, зараз моя думка зрозуміліша.

Ще одне порівняння з aps-c, заглушками бороди після їх загострення. Незважаючи на те, що зміна stackexchange їх змінює, ми все одно можемо відчути різницю в ясності.

На закінчення інші фактори, про які ви питаєте, крім роздільної здатності пікселів, це:

• Загальна роздільна здатність системи lp / mm
• SNR
• Збільшення від людини до датчика до екрана ви переглядаєте його на заданій відстані, ви переглядаєте його на проекцію очей на роздільну здатність сітківки - чим менше (нижче 1: 1) збільшення будь-якої частини системи, тим вище вимоги для вищевказаних факторів, на які в свою чергу негативно впливає менша площа проекції.

Ви отримаєте більше деталей у зменшеному масштабі макросу, ніж у вас, без зйомки макросу.

Остаточний доказ того, що дозвіл перед зменшенням масштабу має значення. Топ: 21 Мп FF знизу: 15 Мп Aps-c з тією ж фокусною відстанню об'єктива / діафрагми.

Тепер переглянуто на рівну роздільну здатність:

і застосував трохи заточування, щоб повернути якусь деталь. Що ти бачиш? трохи більше деталей з 21-мегапіксельної FF-камери, яка переглядається того ж розміру / роздільної здатності, яка буде еквівалентною до камери 3 Мп. ви не можете порахувати рядки на перемальованому зображенні, але уявлення про те, що вони є лініями, є істинним. Хочете ви цього чи ні, це ваш творчий вибір, але, починаючи з більш високої роздільної здатності (даної загальною системою), ви отримуєте вибір. Якщо ви не хочете їх, ви можете розмити зображення перед масштабуванням.

Один фінальний експеримент, який показує різницю між невеликим розміром, низьким роздільним і більшим сенсором, більш високою роздільною здатністю, але зміненим і заточеним до тієї ж роздільної здатності, показаним на САМОМ РОЗМІРІ в кінці кінців - ВСІМ ЕЛЕГАМ РІВНІМ. Класно, так? Як я це зробив? Моя камера APS-C, яку я знімаю, імітує "датчик обрізання" (менший, ніж мій apc-c), обрізаючи зображення із зображення. Потім я підходжу ближче до теми, щоб заповнити на 4 рази більший датчик тим же предметом. - як-от портрети на датчику великого формату - це в основному макрознімок - наближаючись набагато ближче, ніж ви отримаєте з камерою aps-c. Однакова якість електроніки, однаковий об'єктив, ті ж настройки, те саме освітлення.

Ось як це виглядає на маленькому датчику, назвемо його "mini aps-cc":

Тут ми бачимо "великий формат" (великий повний aps-c):

Тут ми бачимо безліч деталей, правда? Але це не має значення після того, як ми змінимо його масштаб до 0,016 МП зображення і чіткіше для загального контрасту, чи не так?

Але насправді ми робимо! Якщо ти все ще не віриш мені, я здаюсь :)

Як і все, подача камери огляду була надзвичайно малою глибиною різкості, яка не паралельна площині плівки. Отримати фокус губ і очей на декількох зображеннях з поставою предмета і дуже неглибоким DoF (як часто це не так, що лоб у щелепній лінії прямо під очима м'який) неможливо без нахилу.

Там також характер діапазонів поза фокусом; це більш типово для видання майже в розмірі, ніж для далекого фокусування. Розширення DoF до камери майже дорівнює розширенню на задньому плані, що очікується, коли ви підходите до відтворення 1: 1. На більш нормальних робочих відстанях ви очікуєте, що розподіл видимої різкості на третину / дві третини навколо площини різкого фокусування (третина DoF перед площиною фокусування; дві третини позаду). Таким чином, це означає, що "датчик" значно більший, ніж APS-C, повнокадровий або навіть середній формат. Досвід роботи форматів 4x5 та 8x10 сказав мені, що швидше за все це буде 8x10 (хоча навіть про одну з рідкісних камер більшого формату не піде й сумніву), і я вважав, що 210-мм об'єктив є більш імовірним, ніж, казати,

Як зазначав Майкл Нільсен, в зображеннях є багато "мікроконтрастних", але в певній мірі ви можете підробити це в процесі обробки, особливо якщо метою є відображення в розмірах веб-веб-сторінок. І я вважаю , ви могли б навіть підробити ДДХ фокальній площині , якщо ви були старанні в створенні карти глибини з градієнтом фокальною площиною застосовуються проти того, що б в значній мірі повинен бути 3D моделлю суб'єкта і зрозуміти динаміку фокусів 8х10 на приблизно 50-60% відтворення життєвого розміру, але це було б однією чертою великої праці. Економічним рішенням, як для фотографа, так і для тих, хто аналізує зображення, буде фактична камера перегляду 8х10.

Ні, камера високої роздільної здатності насправді не має значення, коли вихід низької роздільної здатності, принаймні, не, коли ви переходите від двозначних мегапікселів до чверті одного мегапікселя. Зробіть таке зображення:

Зрозумілий для Інтернету він виглядає чудово, незважаючи на те, що обличчя суб'єкта не було навіть у фокусі! Це очевидно, якщо дивитися на 100% і очевидно в друку, але ви абсолютно не можете зрозуміти, до того часу, коли його було змінено до 2% від оригінальних пікселів і наточено для Інтернету.

Ось ще один приклад: візьміть масово м'яке оригінальне зображення розміром приблизно 8 мегапікселів:

Сильно знижуйте вибір до веб-роздільної здатності і чіткіше, і раптом подивіться на всі мікроконтрасти!

Перевищення розміру в 2 рази напевно допоможе в дозволі та кольоровій вірності зображень Bayer. Але зображення з оригінального Canon Digital Rebel (300D), випущеного ще в 2003 році, розміром до 600x400 - це 5-кратне перевизначення, в кожному напрямку - кожен піксель у розмірі зображення займає 25 оригінальних пікселів. Дуже низька якість цих 25 пікселів вплине на розмір зображення.

Збільшений мікроконтраст, що надається більшою форматною системою, просто не буде видно, макроконтраст, який ви бачите, може бути складений шляхом обробки після того, як у вас буде стільки дозвіл, щоб викинути заточувальні артефакти, що не буде видно.

Якщо ви збігаєтеся з глибиною різкості, то було б надзвичайно важко визначити різницю між камерою 10x8 перегляду та компактною, коли розмір не перевищує 1 мегапікселя.

Під час візуалізації сцени з дрібними деталями в зображення низької роздільної здатності необхідно застосувати просторову фільтрацію, щоб видалити будь-який вміст, частота якого перевищує межу Найквіста. При застосуванні просторової фільтрації існують дві суперечливі цілі:

1. Вміст, просторова частота якого досить низький для відображення, повинен бути ослаблений якомога менше.

2. Вміст, просторові частоти якого подібні, повинен бути ослаблений приблизно рівними величинами.

Щоб побачити, де цілі конфліктують, уявіть сцену з малюнком збіжних ліній. Якщо відстань буде дещо близькою до межі Найквіста для цільової роздільної здатності, але лінії завжди достатньо відокремлені, щоб бути чітко показаними, часто краще буде їх чітко показати, ніж розмити. Якщо, однак, сцена містить візерунок збіжних ліній, які занадто близькі, щоб їх можна було розрізнити, якщо лінії поступово стають більш розмитими, оскільки їх відстань наближається до межі роздільної здатності, буде менш відволікаючою, ніж те, що лінії виявляються чітко аж до точки, де вони різко перехід до твердого сірого.

У багатьох випадках оптимальний вид фільтрації для сцени буде залежати від її змісту та того, які її аспекти представляють інтерес. Зйомка сцени з роздільною здатністю, вищою за її передбачуваний формат виводу, забезпечить збереження всієї інформації, яка може бути бажаною на кінцевому зображенні. Інформацію доведеться відфільтрувати, перш ніж зображення можна буде рендерувати з меншою роздільною здатністю, але захоплення з високою роздільною здатністю дасть можливість підібрати точні методи фільтрації, щоб оптимально відповідати потребам сцени (і, можливо, використовувати різні методи для різних частини сцени). Якщо хтось має намір надати кінцеве зображення в 640x480, вигода від його захоплення на 6400x4800, ймовірно, не буде набагато більшою, ніж у 1600x1200, але можливі певні переваги приблизно до 2,5х.