Мегапиксели и разрешение сенсора
Куда ведёт «гонка мегапикселей»? К каким вершинам стремятся конструкторы и зачем? Какие параметры сенсоров светочувствительных матриц до сих пор недостижимы?
Специалисты портала abcIBC.com провели собственный анализ, результаты которого приведены в предлагаемом материале.
Для тех, кто спешит:
Число мегапикселей и разрешение FF/FX сенсора см.Таблицу 3
Куда ведёт «гонка мегапикселей»?
Интересно. Куда ведёт «гонка мегапикселей»? Кто гонится и за кем?
Рассмотрим ставший вновь популярным «леечный» формат кадра. В цифровую эпоху он получил новое название FF (полный кадр) или FX.
Независимо от названия, будь то «леечный» формат, FF или FX, «полный кадр» и т.п. аналоги, речь идёт о кадре размером 24x36 мм.
Многие помнят, что в начале цифровой эпохи мегапикселей было сравнительно немного. И вроде как хватало 
Если мегапикселей больше 6, то качество снимков сопоставимо с качеством обычных фотографий, снятых на недорогую плёнку. Подробнее см.Сколько мегапикселей надо для счастья?
Снимки, сделанные 6 мегапиксельной камерой, вполне подходят для практического использования. Например, в качестве иллюстраций в сети Интернет см.Рис.1.
Рис.1. Норфолкская сосна или Араукария разнолистная (лат. Araucaria heterophylla или Araucaria excelsa)
Если мегапикселей 20-24, то качество снимков максимально приближено к качеству отличных фотографий, сделанных на нормальной плёнке средней ценовой категории.
Цифровой снимок 30-39 мегапикселей (сенсор 24x36 мм) соответствует максимальной информационной ёмкости высококачественного малоформатного негатива или цветного слайда. Подробнее см.Информационная ёмкость фотоснимка и Nikon D800 и его 36.3 Мпикс
Анонсирована камера, обладающая сенсором светочувствительной матрицы, содержащим 50.6 мегапикселей. Подробнее см.Canon EOS 5DS R и его 50.6 Мпикс
С кем или с чем соревнуются конструкторы современной фотоаппаратуры и, в частности, разработчики светочувствительных сенсоров?
К каким вершинам стремятся конструкторы и зачем?
К этому вопросу можно подойти с одной очень интересной стороны. Со стороны разрешения см.Таблица 1.
Разрешение сенсора и информационная ёмкость снимка
Таблица 1
Лин/мм |
Пикс. на 24 мм |
Пикс. на 36 мм |
Информационная ёмкость снимка, мегапикс. |
42 |
2016 |
3024 |
6,1 |
60 |
2880 |
4320 |
12,4 |
70 |
3360 |
5040 |
16,9 |
75 |
3600 |
5400 |
19,4 |
80 |
3840 |
5760 |
22,1 |
85 |
4080 |
6120 |
25,0 |
100 |
4800 |
7200 |
34,6 |
120 |
5760 |
8640 |
49,8 |
Проанализируем Таблицу 1.
Разрешение 60 лин/мм примерно соответствует полнокадровой камере Canon 5D
Разрешение 70 лин/мм примерно соответствует полнокадровым камерам Nikon D4S и Canon 1D Mark IV, немногим выше разрешение у Canon EOS-1D X
Разрешение 80 лин/мм примерно соответствует полнокадровой камере Canon EOS 5D Mark III
Разрешение 85 лин/мм примерно соответствует полнокадровым камерам Nikon D610 и Nikon D750
Разрешение 100 лин/мм примерно соответствует полнокадровым камерам Nikon D800, Nikon D800E, Nikon D810 и Nikon D800A
Разрешение 120 лин/мм примерно соответствует полнокадровым камерам Canon EOS 5DS и Canon EOS 5DS R
Теперь становится вполне понятно стремление конструкторов, которые пытаются соревноваться с плёночными технологиями.
Здесь полезно вспомнить, что в конце плёночной эры фотографы располагали плёнками с достаточно высокими показателями разрешающей способности см.Таблицу 2.
Показатели разрешающей способности фотоплёнок
Таблица 2
Описание фотоплёнки |
Разрешающая способность, лин/мм |
Фототехническая особомелкозернистая плёнка |
600 |
Специальная техническая плёнка низкой чувствительности |
400 |
Техническая плёнка средней чувствительности |
300-350 |
Техническая плёнка мелкозернистая |
200 |
Качественная ч/б негативная фотоплёнка 100 ISO |
200 |
Качественная ч/б негативная фотоплёнка 400 ISO |
100 |
Качественная цветная негативная фотоплёнка 100 ISO и цветной слайд 64 ISO |
150 |
Качественная цветная негативная фотоплёнка 200 ISO |
120-150 |
Качественная цветная негативная фотоплёнка 400 ISO |
75-100 |
Массовая ч/б негативная плёнка Фото 130 |
100 |
Массовая ч/б негативная плёнка Фото 250 |
82 |
Массовый цветной слайд 32-65 ISO |
50-65 |
Массовый цветной слайд 90 ISO |
50 |
Сопоставив показатели разрешающей способности фотоплёнок, представленные в Таблице 2, с данными Таблицы 1, можно утверждать, что цифровые технологии вполне серьёзно продвинулись в плане светочувствительности матрицы.
Во всяком случае, ISO 400 и ISO 800 являются вполне рабочими для многих цифровых фотокамер с сенсором 24x36 мм.
Иное дело, разрешающая способность 
В плёночную эпоху фотограф располагал материалами с весьма высоким разрешением. Речь идёт о 100-150-200 лин/мм при чувствительности 64-400 ISO.
К нижнему порогу разрешения (100 лин/мм) цифровые технологии уже подобрались!
Качественная негативная ч/б фотоплёнка при чувствительности ISO 100 обладала громадным разрешением – 200 лин/мм. Такая плёнка выпускалась как для обычных фотокамер с размером кадра 24x36 мм, так и для среднеформатной фотоаппаратуры, представленной всем многообразием форматов.
Среднеформатная фотоаппаратура, работавшая на «широкой плёнке» (так называемом «ролфильме») славилась большим разнообразием форматов: 6x4.5, 6x6, 6x7 и 6x9 см!
Технические фотоматериалы обладали разрешением 200-250-300, 350, 400 лин/мм.
Более того, фотоматериалы технического назначения характеризовались особомелкозернистой эмульсией с разрешающей способностью до 600 лин/мм!
Какие параметры сенсоров светочувствительных матриц до сих пор недостижимы?
Можно сделать расчёты разрешающей способности сенсора светочувствительной матрицы цифровой фотокамеры и подсчитать соответствующее этому разрешению число мегапикселей.
Для этого зададим граничные условия.
Началом расчётов послужит разрешение 42 лин/мм, соответствующее 6 мегапикселям.
В качестве максимального разрешения удобно принять 600 лин/мм фототехнической плёнки.
Расчёты числа мегапикселей соответствуют кадру FF и FX размером 24x36 мм.
Результаты расчётов сведены в таблицу 3
Число мегапикселей и разрешение FF/FX сенсора
Таблица 3
Лин/мм |
Пикс. на 24 мм |
Пикс. на 36 мм |
Информационная ёмкость, мегапикс. |
42 |
2016 |
3024 |
6,1 |
50 |
2400 |
3600 |
8,6 |
55 |
2640 |
3960 |
10,5 |
60 |
2880 |
4320 |
12,4 |
65 |
3120 |
4680 |
14,6 |
70 |
3360 |
5040 |
16,9 |
75 |
3600 |
5400 |
19,4 |
80 |
3840 |
5760 |
22,1 |
85 |
4080 |
6120 |
25,0 |
90 |
4320 |
6480 |
28,0 |
95 |
4560 |
6840 |
31,2 |
100 |
4800 |
7200 |
34,6 |
105 |
5040 |
7560 |
38,1 |
110 |
5280 |
7920 |
41,8 |
115 |
5520 |
8280 |
45,7 |
120 |
5760 |
8640 |
49,8 |
125 |
6000 |
9000 |
54,0 |
130 |
6240 |
9360 |
58,4 |
135 |
6480 |
9720 |
63,0 |
140 |
6720 |
10080 |
67,7 |
145 |
6960 |
10440 |
72,7 |
150 |
7200 |
10800 |
77,8 |
155 |
7440 |
11160 |
83,0 |
160 |
7680 |
11520 |
88,5 |
165 |
7920 |
11880 |
94,1 |
170 |
8160 |
12240 |
99,9 |
175 |
8400 |
12600 |
105,8 |
180 |
8640 |
12960 |
112,0 |
185 |
8880 |
13320 |
118,3 |
190 |
9120 |
13680 |
124,8 |
195 |
9360 |
14040 |
131,4 |
200 |
9600 |
14400 |
138,2 |
250 |
12000 |
18000 |
216,0 |
300 |
14400 |
21600 |
311,0 |
350 |
16800 |
25200 |
423,4 |
400 |
19200 |
28800 |
553,0 |
600 |
28800 |
43200 |
1244,2 |
Нетрудно видеть, что разрешение 150 лин/мм – это 78 мегапикселей FF/FX сенсора! А 200 лин/мм – уже 138!
Разрешение 400 и особенно 600 лин/мм обеспечивается громадным числом пикселей, считывание которых, обработка и хранение представляет собой (в настоящее время) весьма нетривиальную инженерную задачу!
© Prostophoto, 2015
© abcIBC.com, 2015
Удачных снимков!
См.также
Оглавление раздела Справочные таблицы по фотографии
