Почему датчики большего размера лучше работают при слабом освещении?

Лучший ответ Какой точки и снимки хороши в условиях низкой освещенности? говорит, что (1) светосильный объектив/широкая диафрагма (2) разумная обработка ISO 400+ и (3) большой сенсор в совокупности имеют решающее значение при съемке при слабом освещении.

Первый понимаю (пропускает больше света), второй понимаю ("пленка" более чувствительна к свету). Извините, я не понимаю третий фактор.

Ответы (7)

Легче всего понять разницу, когда и больший, и меньший датчик имеют одинаковые мегапиксели. Если у нас есть пара гипотетических камер, одна с меньшим датчиком APS-C, а другая с полнокадровым датчиком, и предположим, что обе имеют 8 мегапикселей, разница сводится к плотности пикселей .

Датчик APS-C имеет размер около 24x15 мм, а датчик Full Frame (FF) - 36x24 мм. Что касается площади, датчик APS-C составляет около 360 мм ^ 2 , а FF — 864 мм ^ 2 . Теперь вычисление фактической площади сенсора, которая представляет собой функциональные пиксели, может быть довольно сложным с точки зрения реального мира, поэтому на данный момент мы будем считать идеальными сенсоры , в которых общая площадь поверхности сенсора предназначена для функциональных пикселей, предположим что эти пиксели используются максимально эффективно, и предполагается, что все другие факторы, влияющие на свет (такие как фокусное расстояние, апертура и т. д.), эквивалентны. Учитывая это и учитывая, что наши гипотетические камеры имеют разрешение 8 мегапикселей, становится ясно, что размер каждого пикселядля сенсора APS-C меньше, чем размер каждого пикселя для сенсора FF. В точных терминах:

APS-C:
360 мм ^ 2 / 8 000 000 пикселей = 0,000045 мм ^ 2 / пикс
-> 0,000045 мм ^ 2 * (1000 мкм / мм) ^ 2 = 45 мкм ^ 2 (квадратный микрон)
-> sqrt (45 мкм ^ 2) = 6,7 мкм

FF:
864 мм ^ 2 / 8 000 000 пикселей = 0,000108 мм ^ 2 / пикс
-> 0,000108 мм ^ 2 * (1000 мкм / мм) ^ 2 = 108 мкм ^ 2 (микроны)
-> sqrt (108 мкм ^ 2) = 10,4 мкм

В более простых, нормализованных терминах «размер пикселя» или ширины или высоты каждого пикселя (обычно цитируется на веб-сайтах с фотооборудованием) мы имеем:

Размер пикселя APS-C = пиксель 6,7 мкм Размер пикселя
FF = пиксель 10,4 мкм

Что касается размера пикселя, 8-мегапиксельная камера FF имеет в 1,55 раза больше пикселей, чем 8-мегапиксельная камера APS-C. Однако одномерная разница в размере пикселя не говорит всего. Пиксели имеют двумерную область, над которой они собирают свет, поэтому разница между площадью каждого пикселя FF и каждого пикселя APS-C говорит всю историю:

108 мкм^2 / 45 мкм^2 = 2,4

(Идеальная) камера FF имеет 2,4- кратное увеличение , или примерно на 1 стоп , светосилу (идеальной) камеры APS-C! Вот почему датчик большего размера более выгоден при съемке в условиях низкой освещенности... он просто лучше собирает свет в любой заданный период времени.

Другими словами, пиксель большего размера способен зафиксировать больше фотонных попаданий , чем пиксель меньшего размера в любой заданный период времени (в моем понимании «чувствительность»).

Теперь в примере и расчетах прежде всего предполагается «идеализированные» датчики или датчики, которые абсолютно эффективны. Сенсоры реального мира не идеализированы, и их не так просто сравнивать по принципу «яблоки с яблоками». Сенсоры реального мира не используют каждый пиксель, выгравированный на их поверхности, с максимальной эффективностью, более дорогие сенсоры, как правило, имеют более продвинутые «технологии», встроенные в них, такие как микролинзы, которые помогают собирать еще больше света, меньшие нефункциональные промежутки между каждый пиксель, изготовление проводки с задней подсветкой, которая перемещает столбец / ряд, активирует и считывает проводку под светочувствительными элементами (в то время как в обычных конструкциях эта проводка остается выше (и мешает) светочувствительным элементам) и т. д. Кроме того, полнокадровые датчики часто имеют большее количество мегапикселей, чем датчики меньшего размера, что еще больше усложняет ситуацию.

Реальным примером двух реальных датчиков может быть сравнение датчика Canon 7D APS-C с датчиком Canon 5D Mark II FF. Датчик 7D имеет разрешение 18 МП, а датчик 5D — 21,1 МП. Большинство сенсоров оцениваются в мегапикселях приблизительно, и обычно их число немного больше, чем их рыночное число, так как многие граничные пиксели используются для целей калибровки, им мешает механика фильтра сенсора и т. д. Поэтому мы будем считать, что 18 мегапикселей и 21,1 мегапикселя являются реальными. количество пикселей в мире. Разница в светосиле этих двух нынешних и современных датчиков составляет:

7D APS-C: 360 мм^2 / 18 000 000 пикселей * 1 000 000 = 20 мкм^2/
пиксель 5DMII FF: 864 мм^2 / 21 100 000 пикселей * 1 000 000 = 40,947 ~= 41 мкм^2/пиксель

41 мкм^2 / 20 мкм^2 = 2,05 ~= 2

Полнокадровая камера Canon 5D MkII имеет вдвое большую светосилу, чем камера 7D APS-C. Это привело бы к увеличению собственной чувствительности примерно на одну остановку . (На самом деле, 5DII и 7D имеют максимальное исходное значение ISO 6400, однако 7D немного шумнее, чем 5DII, как при 3200, так и при 6400, и действительно нормализуется только при ISO 800. См.: http:/ /the-digital-picture.com/Reviews/Canon-EOS-7D-Digital-SLR-Camera-Review.aspx ) В отличие от этого, 18-мегапиксельный датчик FF будет примерно в 1,17 раза лучше собирать свет, чем 21,1-мегапиксельный датчик FF 5D MkII, поскольку на ту же (и большую, чем у APS-C) площадь распределяется меньше пикселей.

@jrista: У 2-мегапиксельных камер 1999 года (сенсоры 2,5 дюйма?) Большие пиксели?
@William: Согласно (Википедии) [ en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor_format] , датчик 1/2,5 дюйма имеет размер 5,76x4,29 мм. При 2 мегапикселях расчеты такие же, как указано выше, поэтому площадь пикселя будет 12,4 мкм. ^2 (пиксель 3,5 мкм) Это довольно мало, примерно на целый нанометр меньше пикселей сенсора 7D 18MP.
Ха! Вы заинтриговали меня Canon Pro70, сделанным в 1998 году. Pro70 — F/2.0, ISO 100-400, 1,5 МП на сенсоре 6,4x4,8 мм (пиксели 4,5 нм). :)
Это действительно безумие, когда вы думаете о 1/8-дюймовом сенсоре ... 1,6x1,2 мм или площади 1,92 мм ^ 2. При обычном современном количестве мегапикселей 8 мегапикселей для многих дешевых камер P&S площадь пикселя составляет всего 0,24 мкм^2 (пиксель 0,015 мкм)!
@William: Что касается Canon Pro70, не забывайте, что с 1998 года в конструкции датчиков было сделано много других достижений. Несмотря на то, что размер пикселя на этих камерах больше, технологически они были чрезвычайно примитивны по сравнению с сегодняшними датчиками. Во-первых, размер пикселя, вероятно, меньше (4 нм?) ... В то время у пикселей были большие зазоры и не было микролинз. Считывание ПЗС было намного более шумным, склонным к полосам считывания, перетеканию заряда в соседние ячейки и т. д. Чувствительность Pro70 также была намного ниже, ISO 100-200 в режиме «высокого разрешения» и ISO 400 в режиме «низкого разрешения».
Я должен указать, что единицы измерения этих размеров пикселей должны быть мкм (микрометры или микроны), а не нм (нанометры). 10-нм пиксель был бы крошечным — транзисторы в современных компьютерных процессорах обычно имеют ширину порядка 45 нм. Я отредактировал ответ jrista, чтобы учесть это.
И, на самом деле, видимый свет имеет длину 380-740 нм, поэтому пиксель размером 10 нм будет буквально меньше, чем одна длина волны света.
Следует пояснить, что дополнительная светосила больших сенсоров предполагает одинаковую диафрагму. На практике это не всегда возможно, так как сохранение одного и того же угла зрения означает использование объектива с большим фокусным расстоянием, который, как правило, имеет меньшую максимальную диафрагму, например, при использовании объектива 200 f/2.0 на корпусе APS-C вы получить то же количество света, что и при использовании 300 f/2.8 на полном кадре, поскольку 300 f/2.0 [в настоящее время не производится].
Если вы сделаете снимок с обоими датчиками, с объективом 50 мм/f2.0 для APS-C и объективом 80 мм/f2.8 для FF (у них будет примерно одинаковая диафрагма), вы получите одинаковый результат. Вы говорите, что получаете стоп с сенсором FF по сравнению с сенсором APS-C, но на самом деле вы получаете этот стоп с объективом!
Я также хотел бы отметить, что настройки ISO на цифровых датчиках на самом деле являются функцией усилителей. ПЗС/КМОП имеют фиксированную реакцию на свет, которая не меняется. При увеличении значения ISO дополнительный свет не создается. Вместо этого обрабатывающие преобразователи сообщают, насколько должны быть усилены все данные, включая шум. Это похоже на увеличение громкости на шумной кассете — вы услышите шипение намного громче. Обратите внимание, что усилители и программное обеспечение улучшаются со временем, поэтому эффект повышенного шума снижается.
Спасибо за поправку, Эвен. Это действительно мкм, а не нм. Мэтт, очень верно. Я добавлю примечание об этом к моему объяснению «идеализированного». smigol: Действительно, это функция усиления, однако есть два вида "усиления" ISO... один аналоговый (собственный) и один цифровой. Цифровое усиление — это совсем другая история, и его можно сделать постфактум, а аналоговое усиление — нет. Что касается технологий, датчик 7D новее (на 3 года), чем датчик 5DII... и у него все еще немного больше шума.
@craesh Не совсем так. f/2.8 будет эквивалентно с точки зрения глубины резкости , но f/2 потребуется для эквивалентности с точки зрения экспозиции .

Строго говоря, НЕ размер сенсора делает его лучше, а размер пикселя.

Большие пиксели имеют большую площадь поверхности для захвата света и накопления более высокого напряжения от высвобождения электронов, когда фотоны (свет) попадают на поверхность. Собственный шум, являющийся в основном случайным, поэтому относительно ниже по сравнению с более высоким напряжением, которое увеличивает отношение сигнал/шум (S/N).

Подразумеваемые данные, которые вы упустили, заключаются в том, что более крупные сенсоры, как правило, имеют более крупные пиксели. Просто сравните полнокадровую 12-мегапиксельную D3S с кропнутой 12-мегапиксельной D300S. Площадь поверхности каждого пикселя в 2,25 раза больше, поэтому D3S обладает такой выдающейся производительностью при высоких значениях ISO.

РЕДАКТИРОВАТЬ (2015-11-24):

Для анонимного неверующего даунвотера есть более новый и лучший пример. У Sony есть две почти идентичные полнокадровые камеры: A7S II и A7R II. Их датчики имеют одинаковый размер, но разрешение первого составляет 12 МП, а второго — 42 МП. Производительность при слабом освещении и диапазон ISO у A7S II намного выше, чем у A7R II, достигая ISO 409 600 против 102 400. Это разница в два стопа только из-за больших пикселей.

У 2-мегапиксельных камер 1999 года (сенсоры 2,5 дюйма?) большие пиксели?
Когда вы нормализуете размер или разрешение печати, значение имеет размер сенсора, а не размер пикселя. Если вы возьмете 24-мегапиксельный датчик APS-C и 6-мегапиксельный датчик APS-C, у 24-мегапиксельного датчика будет больше шума на пиксель, но если вы уменьшите размер изображения до 6-мегапиксельного изображения, шум усреднится, и вы получите (теоретически) такое же количество шума. как изображения 6-мегапиксельной камеры. С другой стороны, если вы печатаете изображения одинакового размера, шум на 24-мегапиксельной отпечатке будет гораздо более мелким и менее заметным на том же расстоянии просмотра, что и 6-мегапиксельная печать.
@William C - Хороший вопрос. Сравнивая эти вещи, вы должны сравнивать технологии одного поколения. Вот почему некоторые камеры APS-C превосходят старые полнокадровые модели, но люди скажут, что датчики большего размера лучше . Это при прочих равных условиях. Если вы посмотрите на ультракомпактные камеры, вы увидите, что новые камеры достигли такой высокой плотности, что многие модели шумят больше, чем модели 4-6-летней давности. Теперь я часто вижу значительный шум при BASE ISO, чего не было в эпоху 5-8 МП.
@Matt - К сожалению, большинство людей так взволнованы тем, сколько пикселей они получают в наши дни, что забывают о сравнении отпечатков, которые они на самом деле сделали бы!
@Itai - Это потому, что многие люди на самом деле не будут их печатать. Они либо публикуют их в Интернете, либо используют в качестве фонового изображения для компьютера, либо отображают в цифровой рамке. Фотопечать, к сожалению, становится все менее и менее распространенной.
@John Даже если вы не печатаете, изменение размера большого изображения с высоким разрешением для Интернета усредняет шум в той же степени!
@Matt Grum - Конечно, но подавляющее большинство людей никогда, никогда не заметит или, вероятно, не будет заботиться. Они довольны, как и тогда, когда сняли пленку 110 на блок Kodak и напечатали на формате 4x6. В этом нет ничего плохого, но качество изображения на самом деле не является для них преимуществом.
Важно различать шум на пиксель и шум на изображение. Шум на пиксель сильно зависит от размера пикселя, шум на изображение больше всего зависит от размера сенсора (размер пикселя оказывает очень небольшое влияние). Однако, поскольку большинство людей просматривают и печатают изображения, а не пиксели, шум на изображении является гораздо более важной мерой, поэтому размер сенсора действительно имеет наибольшее значение.

Размер одного пикселя почти не имеет значения. Это городская легенда!

Даны две идентичные камеры с датчиком одинакового размера, но с разным количеством пикселей (скажем, 2MP и 8MP) — и, следовательно, с разным размером пикселей. Количество света, попадающего на датчик, зависит от диаметра объектива, а не от размера пикселя. Без сомнения, 8-мегапиксельная картинка будет более шумной, чем 2-мегапиксельная, но если вы уменьшите 8-мегапиксельную картинку до 2-мегапиксельной, вы получите почти такое же изображение — с почти таким же уровнем шума. Это простая математика. Я говорю почти , потому что логика датчика стоит размера. Поскольку у вас будет в 4 раза больше логики на 8-мегапиксельном сенсоре, чем на 2-мегапиксельном, вы получите меньшую чистую светочувствительную площадь сенсора. Но это не будет стоить вам 1 остановки (=50%), может быть, немного, но не так много!

Что на самом деле имеет значение, так это линзы. Если вы снимали картинку, вас не будут интересовать метрики — ни размер сенсора, ни размер пикселя, ни фокусное расстояние. Вы хотите поймать лицо, группу людей, здание или что-то еще с заданного расстояния. Вас интересует угол обзора . Ваше фокусное расстояние будет зависеть от размера сенсора и угла обзора. Если у вас крошечный датчик, у вас также будет крошечное фокусное расстояние (скажем, несколько миллиметров). Объектив с крошечным фокусным расстоянием никогда не уловит много света, так как он будет ограничен в диаметре. Сенсор большего размера потребует большего фокусного расстояния, объектив с той же светосилой будет иметь больший диаметр и, следовательно, улавливать гораздо больше света.

Кому нужно 10MP или больше, кроме как для печати плакатов? При уменьшении до нескольких МП все картинки выглядят нормально. Размер сенсора напрямую не ограничивает качество изображения, но ограничивает его объектив. Хотя размер объектива часто зависит от размера сенсора (не должен). Но я видел камеры с маленькими датчиками и большим количеством МП, но с отличными объективами (скажем, больше 2 см в диаметре), которые делают отличные снимки.

Я написал статью об этом некоторое время назад. Это на немецком, у меня не было времени перевести на английский - извините за это. Он более подробный и более подробно объясняет некоторые проблемы (особенно проблему шума).

Для полноты сравнения необходимо проводить датчики одного возраста и технологии. Кроме того, для решения проблемы «мертвой зоны» пиксельной логики были введены массивы микролинз. Последнее – я не вижу, как диаметр объектива влияет на количество света, попадающего на матрицу (вы имеете в виду светосилу ??).
Чтобы было понятнее - если свет, приближающийся к линзе, образует конус, а поле зрения определяет угол наклона конуса, то физический размер линзы, пропорциональный размеру сенсора, не должен изменять количество падающего света. на датчике. Однако на это влияет диафрагма.
Конечно, диаметр = апертура :) Так вот, чем больше апертура, тем больше света попадет на матрицу. Но вы не можете считать поле зрения конусом света. Соответствующий конус света исходит от объекта, вы смотрите прямо на него. Чем больше ваша апертура, тем больше этот конус.
Да, но светосила указана в относительных числах. Светосборная способность объектива 50 мм f/2 на датчике 35 мм должна быть такой же, как у объектива ~35 мм f/2 на датчике APS-C. Вот почему фактическая апертурная диафрагма не обязательно расположена на передней части объектива, но может быть расположена в любом месте на пути прохождения света.
Вы имеете в виду число f или относительную апертуру, иногда числовую апертуру. Это фокусное расстояние, деленное на апертуру (или входной зрачок). Диафрагма это (как я писал выше) диаметр объектива. Хорошо, по мере того, как объективы камеры становятся все более и более сложными, диаметр первого объектива не обязательно будет таким же, как фокусное расстояние, деленное на наименьшее число f. Но в принципе они должны совпадать. Чем больше диафрагма, тем больше света попадает в камеру. Это примерно сравнимо со зданиями с большими/меньшими окнами.
@craesh: Конечно, объектив определяет, сколько света достигает сенсора, но именно размер и дизайн фотосайтов определяют, насколько ЧУВСТВИТЕЛЬЕН сенсор к этому свету, его динамический диапазон и сколько шума можно ожидать при любой заданной экспозиции. Что касается интереса к метрикам... некоторые люди могут и не интересоваться, но многие люди, особенно профессионалы, заинтересованы. Размер отпечатка сильно зависит от плотности пикселей, и эффект шума на фотографии становится более распространенным при печати при большем увеличении. Это области, где размер и плотность пикселей имеют значение.
jrista, частично верно. Квантовая эффективность современных ПЗС составляет около 70%. Как вы уже писали, в настоящее время на чипы надевают микролинзы, чтобы приподнять чувствительную зону. Я предполагаю, что около 50-60% захваченного света преобразуется в электроны (без учета цветовых масок). Вот и все, электроны, которые вы получаете за изображение, в сумме. Теперь вам нужно разделить это число на количество пикселей. Шум в основном состоит из статистического шума ( sqrt(n)) плюс немного теплового шума. Чем больше у вас пикселей, тем больше света вам нужно. Размер пикселя не имеет значения, количество пикселей имеет значение, но зависит от диафрагмы.
Еще одно интересное замечание: тепловой шум (как абсолютное значение) в основном зависит от трех вещей: температуры, площади пикселя и времени экспозиции. Но последние два компенсируют друг друга! Чем меньше ваши пиксели, тем дольше вам придется экспонировать, чтобы захватить такое же количество фотонов на пиксель. Таким образом, тепловой шум зависит только от температуры и, возможно, некоторых свойств кремния, таких как ширина запрещенной зоны и так далее...
@craesh: С технической точки зрения низкого уровня я не согласен. Однако ваш последний комментарий, кажется, приводит аргумент, с технической точки зрения, что большие пиксели ДЕЙСТВИТЕЛЬНО имеют значение ... потому что вам нужно выставлять дольше и / или усиливать больше, чтобы получить те же результаты с меньшими пикселями. Все низкоуровневые технические нюансы в сторону… размер пикселя ДЕЙСТВИТЕЛЬНО имеет значение с точки зрения чувствительности, динамического диапазона и конечного выходного шума… датчики большего размера ДЕЙСТВИТЕЛЬНО имеют большую чувствительность, ДЕЙСТВИТЕЛЬНО имеют больший динамический диапазон и ДЕЙСТВИТЕЛЬНО производят меньше шума. , для любой заданной экспозиции .
@jrista: хорошо, в каком-то смысле размер имеет значение. Но только из-за причинно-следственной связи. Если вы сохраняете свои мегапиксели постоянными, для большего пикселя требуется больший сенсор, для этого потребуется большее фокусное расстояние и (по постоянному числу f) большая диафрагма, чтобы получить тот же результат. Или: большее количество пикселей при постоянном размере сенсора требует либо большей диафрагмы, либо большего времени экспозиции. Это причинность. Я бы никогда не винил сам пиксель, я виню объектив. Приятный побочный эффект: потребитель никогда не сможет сравнивать датчики, а объективы, просто держа две камеры рядом.
@craesh Это игнорирует более ограниченную полную емкость меньших сенсоров (при условии того же материала чипа и размера кристалла). Если вы уже приближаетесь к FWC с помощью больших датчиков, вы даже не можете выставлять такое же количество времени (или использовать меньшее число f), используя меньшие датчики, прежде чем вы достигнете полного насыщения. На практике датчики с большими чувствительными элементами и более высокой FWC требуют меньшего усиления для того же значения ISO, что снижает влияние шума считывания.

Размер отдельного пикселя значения не имеет. Несколько маленьких пикселей можно математически объединить в один большой, обменивая детали на чувствительность.

Камера с большим сенсором для заданного угла обзора имеет объектив с большим фокусным расстоянием, чем камера с маленьким сенсором. Этот более длинный объектив имеет для данного значения диафрагмы большую физическую апертуру (отверстие в диафрагме). Это приводит к тому, что в систему попадает больше света, что обеспечивает лучшую производительность при слабом освещении. Это также объясняет меньшую глубину резкости.

По крайней мере, этот ответ игнорирует шум чтения - несколько маленьких пикселей работают хуже, чем один большой пиксель.
@PhilipKendall Помимо этого утверждения в первом абзаце, остальная часть ответа верна, предлагается просто удалить эту часть.
У вас есть ссылка, подтверждающая это утверждение? Предлагаю clarkvision.com/articles/digital.sensor.performance.summary

Поверхность цифрового сенсора покрыта фотосайтами. Они записывают изображение внешнего мира, проецируемое объективом. Во время экспозиции лучи, формирующие изображение, в виде фотонов бомбардируют поверхность сенсора. Количество попаданий фотонов пропорционально яркости сцены. Другими словами, фотосайты, которые получают фотонные попадания, соответствующие ярко освещенным областям сцены, получают больше фотонных попаданий, чем фотосайты, соответствующие тускло освещенным областям изображения. Когда экспозиция завершена, фотосайты содержат электрический заряд, пропорциональный яркости сцены. Тем не менее, уровень заряда во всех фотосайтах слишком слаб, чтобы быть полезным без усиления. Следующим шагом в процессе формирования изображения является усиление зарядов.

Усиление похоже на увеличение громкости радио или телевизора. Усиление увеличивает мощность сигнала изображения, но также вызывает искажение в виде статики. В цифровых изображениях мы не называем это искажение статическим; мы называем это «шумом». Индуцированный шум на самом деле называется шумом с фиксированной структурой. Это потому, что каждый фотосайт имеет немного разные характеристики. Другими словами, каждый из них по-разному реагирует на усиление. В результате некоторые фотосайты, на которые попало мало фотонов, будут отображаться черными, тогда как они должны отображаться темно-серыми или серыми. Это фиксированный шаблонный шум. Мы смягчаем, не повышая усиление (сохраняя низкий уровень ISO) и программно в камере.

Поскольку шум с фиксированной структурой обычно возникает из-за высокого усиления, само собой разумеется, что большее количество попаданий фотонов в любой данный фотосайт генерирует более высокий заряд и требует меньшего усиления. Суть в том, что более крупные чипы изображения имеют более крупные фотосайты с большей площадью поверхности, что позволяет получать больше фотонов во время экспозиции. Больше попаданий означает меньшее усиление; таким образом, меньше искажений из-за фиксированного структурного шума.

Датчики большего размера, как правило, немного хуже снимают изображение при слабом освещении. Объективы большего размера, как правило, доступны для больших сенсоров, а объективы большего размера, как правило, лучше при слабом освещении, если вы не возражаете против уменьшенной глубины резкости.

Привет QuietOC. Добро пожаловать на Photo.SE. Надеюсь, вам нравится сайт. Мне было интересно, может быть, вы что-то исказили в своем ответе. Для меня это не имеет особого смысла, поскольку звучит так, будто вы говорите, что большие сенсоры хуже работают при слабом освещении, а затем говорите, что у более крупных сенсоров линзы большего размера, которые лучше работают при слабом освещении. Не могли бы вы пояснить, что вы пытаетесь сказать?

В Интернете много говорится о том, что количество света, собираемого датчиком, пропорционально его размеру. Это неправильно. При одинаковом угле зрения объектива одинаковое количество света будет проецироваться на сенсор независимо от размера сенсора. Если полнокадровый датчик и датчик MFT имеют одинаковое количество пиксельных элементов, то каждый элемент будет обнаруживать одинаковое количество света, независимо от их размера. Подумайте об этом: положите лист бумаги на солнце за кругом из стекла — ничего не произойдет. Сконцентрируйте свет на небольшом участке этой бумаги с помощью увеличительного стекла того же диаметра, что и вышеупомянутый стеклянный круг, и бумага нагреется, потому что плотность энергии в области фокуса намного выше. То же самое относится и к датчикам изображения; маленький датчик = более высокая плотность энергии, чем большой датчик = одинаковая энергия на единицу площади на обоих датчиках. Причина большего шума на датчиках меньшего размера кроется в другом; возможно, в радиочастотных помехах между близко расположенными элементами восприятия изображения.

Я думаю, вам нужно сделать шаг вперед в своем мышлении. Та же энергия на единицу площади, да, но большой датчик имеет большую общую площадь. Датчики большего размера не дают больше света на единицу площади, но для того же кадра собирается больше света в целом .
Другой способ думать об этом: когда мы увеличиваем, оптически или цифрово, мы сохраняем постоянную экспозицию, верно? Мы ожидаем, что отпечаток 12×18 будет иметь такую ​​же яркость и видимую экспозицию, как и отпечаток 4×6. Но для этого нам нужно сохранять яркость единицы площади неизменной даже при дальнейшем увеличении отпечатка. Таким образом, более крупный шрифт имеет больше «добавленного» света. Если вы начинаете с более крупного оригинала, вам придется умножать меньше, а значит, меньше видимого шума (или, если уж на то пошло, зернистости пленки).
Спасибо. Я искал форум, который представляет разумное представление о размере и разрешении сенсора. Для здравомыслящего читайте "согласен со мной". Теперь позвольте мне добавить свой собственный комментарий. По сути, если плотность фотонов из одной и той же сцены попадает на датчик, и большое, и маленькое устройство получают одинаковое количество фотонов. Возможно, датчик меньшего размера имеет лучшее соотношение сигнал-шум в этой точке из-за меньшего динамического диапазона. Доступный динамический диапазон оптимизирован. Датчики большего размера с большими фотосайтами при правильных условиях освещения могут собирать больше фотонов из-за их w.
Важна полная емкость скважины. При одном и том же уровне технологии более крупные пиксели имеют более высокую полноценную емкость. Это дает им более широкий динамический диапазон, что позволяет экспонировать их «ярче», не засвечивая блики. При этом тени также экспонируются ярче и, следовательно, могут иметь меньше считываемых/тепловых шумов.
Почему датчики большего размера лучше работают при слабом освещении?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v