При прочих равных, будет ли в зеркальной фотокамере датчик большего размера давать более четкое изображение?

Некоторое время назад я задал здесь вопрос о «золотой середине» объектива, что привело к действительно интересному обсуждению «резкости», физики света и общего качества изображения.

1-й вопрос

В мире кино пленки большего формата известны тем, что обеспечивают определенное качество резкости, динамического диапазона и точности, которые превосходят меньшие форматы.

Конечный результат хорошо заметен, но его трудно описать.

Дают ли в цифровом мире датчики большего размера те же преимущества по сравнению с меньшими аналогами, что и пленка большего формата?

Разъяснение вопроса и предостережения ( пожалуйста, прочтите )

  • Этот вопрос касается только текущих зеркальных фотокамер, поэтому не принимайте во внимание датчики типа hasselblad «среднего формата» или экспериментальные датчики.

  • В вопросе говорится « при прочих равных условиях », поэтому, пожалуйста, не обращайте внимания на идею «дело не в инструменте, а в фотографе » или « все дело в линзах и стекле ».

  • Я знаю, что «резкость» и «качество изображения» — проблематичные понятия, особенно при попытке их измерить. Пожалуйста, попробуйте подумать о соотношении размеров пленки и применить их к вопросу.

2-й вопрос

Я традиционно снимаю на пленку и люблю ее «качество». Но я хочу обновить свой цифровой Nikon, мой D50.

Имея в виду первый вопрос, получу ли я такое высокое качество изображения от D700, или будет достаточно более новой D7000 (в случае, если размер не имеет значения, а технология все-таки новее)

ваше здоровье!

Не могли бы вы в следующий раз создать 2 сообщения, если у вас есть 2 вопроса? Пожалуйста?
это вопрос из двух частей нет? Я думаю, 2-й будет закрыт как дубликат, нет?
Первая часть — это общий вопрос, который исключает бренд: обеспечивает ли датчик APS ощутимое преимущество в качестве по сравнению с датчиком APS-C? Второй очень специфичный- замечу ли я разницу в качестве между д700 и д7000? Я не знаю ответа на первый вопрос, но второй вы можете измерить и протестировать с образцами каждого из них для вашего собственного стиля, т. е. на этот вопрос гораздо легче ответить.
согласен ммр, хотя реальный вопрос меня интересует однозначно первый
Я нахожу интересным заявление о том, что при использовании пленки размер дает любое другое преимущество, кроме разрешения. Если эмуль такой же, то как у него может быть больше динамический диапазон?
@Karel Поскольку такое же количество света распространяется на большую площадь, это означает, что свет может быть более интенсивным (для того же времени экспозиции) или экспонироваться дольше (для той же интенсивности), прежде чем плотность пленки достигнет максимума.

Ответы (3)

Уточнение:

Во-первых, вы правы, утверждая, что резкость субъективна, но способность системы камеры различать мелкие детали можно измерить, и это измерение тесно связано с воспринимаемой резкостью. Когда вы изображаете черные и белые линии, которые сближаются, они в конечном итоге сливаются в серое пятно. Измеряя, насколько близко могут быть линии до потери определенного контраста между черным и белым, вы получаете измерение резкости. Выражение расстояния между линиями относительно высоты изображения удаляет окончательный выходной размер из уравнения, при этом мерой резкости является максимальное количество пар линий (т. е. одна белая и одна черная) на высоту изображения, которые имеют достаточный контраст, чтобы их можно было различить.

1-й вопрос:

При прочих равных условиях (тот же объектив, объект, настройки, конечный выходной размер ) сенсор большего размера будет давать изображение с более высокой пиковой резкостью в центре кадра и более высокой средней резкостью по периметру. У него могут быть более мягкие углы, чем у меньшего изображения сенсора, поскольку резкость круга изображения, проецируемого объективом, может значительно падать по мере удаления от центра, а сенсор большего размера фиксирует крайние точки круга изображения объектива.

Если вы возьмете, например, 8-мегапиксельную Canon 30D и 22-мегапиксельную 1DsMkIII, 30D имеет почти одинаковый размер пикселя, поэтому его изображение похоже на обрезку середины изображения 1D. Как вы можете себе представить, обрезая середину, а затем увеличивая изображение, чтобы получить тот же размер на выходе, вам придется увеличить масштаб и потерять резкость.

Если вы возьмете, например, 12-мегапиксельную 450D и 12-мегапиксельную 5D, меньшая 450D имеет такое же количество пикселей, но они намного меньше и вместе занимают меньше изображения, проецируемого объективом, поэтому это как бы увеличивает центр изображения. проецируется объективом, снова теряя резкость. Большие пиксели 5D-сенсора эффективно просматривают изображение объектива с большего расстояния и менее требовательны к разрешению объектива, поэтому изображение получается более четким.

Вы можете увидеть эту тенденцию для более крупных сенсоров создавать более четкие изображения, отраженные в тестах линз dpreview , которые позволяют вам увидеть MTF (показатель разрешающей способности объектива или резкости) одного и того же объектива на разных сенсорах:

http://www.dpreview.com/lensreviews/nikon_50_1p4g_n15/page3.asp

Сравните результаты тестирования объектива Nikon AF-S 50mm f/1.4G для формата DX (кроп 1,5) по сравнению с объективом FX. При f/4 сенсор DX (меньший) разрешает 1500 пар линий на высоту изображения в центре и 1250 по углам. Сенсор FX при одинаковой апертуре разрешает более 2200 л/ч в центре и более 1500 по углам!

2-й вопрос:

Что касается вашего второго вопроса, увеличение количества мегапикселей при том же размере сенсора улучшит резкость (и, следовательно, качество изображения). Однако улучшения становятся меньше по мере увеличения количества мегапикселей, поэтому в какой-то момент вам нужно перейти на датчик большего размера. Трудно сказать, удовлетворит ли D7000 ваши потребности в резкости, придется попробовать и одолжить!

Есть еще один фактор, который имеет гораздо большее значение, чем резкость, между размерами сенсора, и это глубина резкости. Опять же, при прочих равных условиях (в первую очередь кадрирование) вы получите меньшую глубину резкости с большим датчиком, около 1,3 ступени. Для большинства людей это основная причина использования 35-мм зеркальной фотокамеры с большим сенсором. Чтобы получить то же изображение, что и камера FF, снимающая 50 мм f/1,4 на APS-C (например, D7000), вам понадобится что-то вроде 30 мм f/0,9, которого не существует!

Спасибо, если вы считаете, что это ответ на ваш вопрос, не могли бы вы отметить его как принятый, щелкнув значок флажка рядом с вопросом!
++ Отличный ответ.
ха-ха, я просто люблю немного подождать... это побуждает других отвечать, что, как мне кажется, обогащает знания
«Если вы возьмете, к примеру, 8-мегапиксельную Canon 30D и 22-мегапиксельную 1DsMkIII, 30D имеет почти одинаковый размер пикселя, поэтому его изображение сродни обрезке середины изображения 1D. Как вы можете себе представить, обрезка середины, а затем выдувание изображения, чтобы получить тот же выходной размер, вам придется увеличить масштаб и потерять резкость». Не могли бы вы объяснить эту часть немного больше? Учитывая, что они имеют почти одинаковые размеры пикселей, я думаю, что обрезка центральной 8-мегапиксельной камеры Mark III приведет к изображению того же размера, что и 8-мегапиксельная 30D-изображение. Спасибо!
@LyK Что касается разрешения сенсора, вы правы. Но что касается разрешения объектива, вы увеличиваете его на более высокий коэффициент по сравнению с использованием полного изображения с большего сенсора . Каждый раз, когда вы увеличиваете изображение в большей степени, вы также увеличиваете размер размытия, создаваемого объективом, в большей степени. Чтобы получить тот же конечный результат, объектив должен иметь возможность разрешать в 1,5 раза больше линий на мм на датчике изображения APS-C (или в центре обрезанного датчика FF), чтобы соответствовать количеству строк на высоту изображения. с использованием полного сенсора FF.
@MichaelC О, понятно! Обрезая и используя только некоторые пиксели среднего сенсора, вы фактически используете только часть объектива. Имеет смысл, я думаю. Благодарю вас!

На резкость или воспринимаемую резкость влияет ряд факторов, но влияние сенсора на это немного зависит от некоторых деталей вокруг них. Как правило, полнокадровая матрица имеет большие участки для фото, чем матрица APS-C, которые, в свою очередь, больше, чем «наведи и снимай». Итак, если мы используем это как основу для обсуждения, понимая, что есть исключения из описанного мной «типичного» случая, то:

Большой размер пикселя обеспечивает некоторое преимущество в контроле шума, что может помочь в воспринимаемой резкости (меньшей потере деталей), но большее преимущество заключается в том, что требуется меньшая апертура, чтобы стать ограниченным дифракцией, поскольку увеличивающийся размер воздушного диска может содержаться внутри. фото сайта дольше. Например, Canon EOS 1D начинает ограничивать дифракцию при f/16, а Nikon D70 — при f/11. Теперь имейте в виду, что физические размеры датчика не влияют на это конкретно, это просто случай, когда обычно, хотя и не всегда, больший датчик имеет большие места для фотографий в современных камерах. Подробнее см. в этой статье Cambridge in Color .

Еще одним фактором резкости является контраст. Датчики большего размера обычно, хотя и не всегда, имеют больший динамический диапазон, что обычно приводит к лучшему контрасту. Чем лучше контраст, тем лучше резкость. Конечно, это зависит от предмета, и если в нем мало контраста, на самом деле не будет большой разницы, какую камеру вы используете.

Недостатком является то, что пиксели меньшего размера могут захватывать больше деталей при том же фокусном расстоянии, что, по сути, увеличивает. Здесь вступает в действие кроп-фактор или множитель фокусного расстояния. Объектив 100 мм на кроп-факторе APS-C (1,5) имеет тот же угол обзора, что и объектив 150 мм на полном кадре. В пределах этого угла обзора камера APS-C, если она не ограничена дифракцией, будет захватывать больше данных в пикселях, чем полный кадр, что дает больше деталей и возможность быть более четким для той же области изображения, если вы снимали с использованием Объектив 100 мм на обоих. Что, кстати, иногда является недостатком, если вы хотите небольшую глубину резкости. Это одна из причин, по которой многие пытаются получить красивое боке из точки и при съемке (хотя это можно сделать).

Тем не менее, я начал этот ответ с предположения о «типичном» состоянии датчиков, но технология, связанная с этим, значительно и постоянно совершенствуется. Sony (которая обычно поставляет Nikon и Pentax) и Canon добились больших успехов в технологии датчиков и производят датчики APS-C с более высокой плотностью, улучшенным динамическим диапазоном и значительно меньшим уровнем шума. Например, такие камеры, как Pentax Kx (датчик Sony), получают восторженные отзывы за то, что их контроль шума при слабом освещении находится на том же уровне, что и полнокадровые датчики. Таким образом, несмотря на то, что полнокадровая камера сегодня может иметь некоторые преимущества в этой области, я не думаю, что это обязательно останется неизменной прописной истиной. Теперь это «профессиональные» камеры, и у них будет ряд других функций, которых нет у других, так что они в любом случае могут быть привлекательными.

С другой стороны, вы исключили среднеформатные цифровые, но у них есть одно дополнительное преимущество перед их полнокадровыми кузенами от 35 мм: отсутствие фильтра сглаживания. Фильтр помогает с муаром, но также вносит некоторое размытие. Пользователи этого формата скорее будут иметь дело с муаром при постобработке, чтобы получить на сенсоре максимальную резкость.

@andy: Не за что. Кстати, если вы можете позволить себе цену, я бы взял полный кадр. В конце концов, это будет больше похоже на пленку в обращении.
эй, чувак, только что перечитал твой ответ, я только что просмотрел его первый сайт, опять же, отличный материал, особенно дополнительный материал среднего формата.
спасибо, чувак... да, думаю, я так и сделаю, переход от пленки к довольно скромной D50 был настоящей борьбой... и до сих пор кажется неправильным. прежде чем выплеснуть на D700, я думаю получить свой первый фильм среднего формата!
Если вы ищете средний формат, вы можете посмотреть на Pentax. 645D направляется в Северную Америку и будет стоить около 10 000 долларов за 40-мегапиксельный сенсор среднего формата с функциями dSLR и конструкцией корпуса. Помимо некоторых новых объективов от Pentax, на Craigslist часто можно найти довольно много объективов, хотя я ожидаю скачка цен, когда появится 645D.

1-й вопрос

Что вы подразумеваете под "большим датчиком"? Больше по размеру или больше по пикселям?

  1. Больше по размеру. По мере увеличения размера пикселя повышается его чувствительность, что означает уменьшение шума при том же значении ISO. Резкость одинаковая.

  2. Больше в пикселях. В этом случае эффект обратный: вы получаете более шумные изображения, потому что пиксели меньше. В то же время увеличивается резкость, хотя вам, возможно, придется снимать в формате RAW вместо JPG, чтобы воспользоваться этим преимуществом.

Я не согласен с пунктом 1, если вы используете один и тот же объектив и сохраняете тот же размер конечного вывода, то резкость не будет одинаковой. Датчик большего размера будет давать более четкое изображение (с точки зрения абсолютной разрешающей способности) в дополнение к большей чувствительности — см. сравнение между Nikon 50mm f/1.4 на полном кадре и датчиком размера APS-C, которое я опубликовал: dpreview.com/lensreviews /nikon_50_1p4g_n15/page3.asp
Обратите внимание, что более высокая плотность пикселей всегда приводит к большему количеству шума. Можно , но не всегда. Например, Canon 5D mk II будет намного резче, чем Canon 20D, даже с тем же объективом и т. д.
Хороший ответ на "при прочих равных условиях". содержательный. Мне это нравится, и я бы сказал то же самое. +1
@Rowland: резкость и шум - две разные вещи. У вас есть более шумная и менее шумная картинка, в то время как оба они такие же четкие, как и другие. Шум вызывает отклонение от реального цвета в отдельных пикселях.
@Matt: неужели меньший шум воспринимается как более резкий? Ведь если количество пикселей остается прежним, соответствующие пиксели в обоих сенсорах видят один и тот же цвет.
Шум @stevenh влияет как на воспринимаемую, так и на измеренную резкость, но он невелик по сравнению с тем фактом, что датчик большего размера использует гораздо большую часть круга изображения объектива. Неправда, что если количество пикселей одинаково, то соответствующие пиксели в обоих датчиках видят один и тот же цвет, поскольку соответствующие пиксели видят разные части изображения, проецируемого объективом! Изображение, проецируемое объективом, имеет ограниченное разрешение. Если вы просто возьмете среднюю часть этого изображения и увеличите ее (по сути, то, что делает меньший сенсор), вы потеряете резкость.