Как возможно, что с датчиком определенного размера (скажем, APS-C) можно получить изображения с камер разного размера (под этим я подразумеваю 10-мегапиксельную камеру, 15-мегапиксельную камеру и т. д.)? Где происходит этот перевод между размером сенсора и размером изображения? Это происходит на этапе обработки изображения камерой? Есть ли ограничение на количество мегапикселей, которое вы можете получить от датчика изображения определенного размера?
Я хотел бы получить очень технический ответ на этот вопрос.
Точно так же мы можем сделать HDTV того же размера, что и старый телевизор с низким разрешением, или даже меньше. Делаем пиксели на сенсоре меньше.
Размер сенсора (APS-C, полнокадровый и т. д.) относится к размеру области, на которой фокусируется свет. Он может быть очень большим в случае датчиков исследовательских телескопов и цифровых камер среднего формата или очень маленьким в случае таких вещей, как камеры смартфонов и другие встроенные камеры, или где-то посередине. Хотя сделать сенсор с высоким разрешением тем сложнее, чем меньше он, прямой зависимости между размером сенсора и разрешением сенсора нет.
С другой стороны, разрешение сенсора (мегапиксели) — это просто количество световых точек, отобранных в области сенсора. Чем меньше вы делаете эти пиксели, тем больше их вы можете поместить в заданную область и тем выше может быть разрешение для этого датчика.
Поскольку у нас есть камеры мобильных телефонов с разрешением 13+ мегапикселей, может возникнуть вопрос, почему у нас есть только полнокадровые зеркальные фотокамеры с разрешением 20 или 30 мегапикселей (поскольку сенсор намного больше). Причина двоякая. Частично это связано с тем, что, хотя мы можем создавать очень-очень маленькие пиксели, масштабирование их с очень маленькой области сопряжено с такими проблемами, как управление теплом и поддержка структуры самого датчика. Другой частью этого является качество датчика. Возможно, мы сможем втиснуть 13-мегапиксельный датчик в область размером с ластик для карандашей, но качество этого датчика далеко не так хорошо, как качество полнокадрового датчика, поскольку он может использовать гораздо более сложное восприятие. Это также является частью концепции так называемых «ультрапикселей», которые HTC использует в более низком разрешении, но в некоторых случаях с лучшими характеристиками камер смартфонов.
Итак, каков предел разрешения? Ну, в конце концов, основная проблема, с которой мы сталкиваемся, — это то, что называется ограничением дифракции. Мы можем сделать пиксели настолько маленькими, что это практически не будет иметь значения, потому что за пределами определенного размера свет дифрагирует, и мы не можем надежно различать пиксели меньшего размера. Это еще одна причина, по которой мы не видим камер, значительно превосходящих возможности современных зеркальных фотокамер высокого класса. Преимущество каждого дополнительного мегапикселя становится все меньшим и меньшим преимуществом по сравнению с другими областями усиления.
На физических сенсорах расположено множество пикселей. Чем меньше вы можете сделать один пиксель, тем больше пикселей вы сможете получить на сенсоре.
Со временем и прогрессом в исследованиях и производстве производители датчиков смогли производить камеры с более высоким разрешением, поскольку размеры пикселей становятся меньше.
Чем больше пиксель, тем меньше шум (не принимая во внимание другие улучшения, которые естественным образом происходят с течением времени).
Эса Пауласто
Эй Джей Хендерсон