ОСНОВЫ ПИКСЕЛЕЙ ЦИФРОВЫХ КАМЕР

Непрерывное развитие технологий цифровых камер может сбивать с толку, потому что постоянно вводятся новые термины. Это руководство призвано прояснить некоторую путаницу с цифровыми пикселями — особенно для тех, кто либо рассматривает возможность покупки своей первой цифровой камеры, либо только что приобрел ее. Обсуждаются такие понятия, как размер сенсора, количество мегапикселей, дизеринг и размер отпечатка.

ПИКСЕЛЬ:ОСНОВНАЯ ЕДИНИЦА ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Каждое цифровое изображение состоит из фундаментального мелкомасштабного дескриптора:ПИКСЕЛ, изобретенного путем объединения слов «ИЗОБРАЖЕНИЕ». тура EL Так же, как в пуантилистском художественном произведении используется серия пятен краски, миллионы пикселей также могут объединяться для создания детального и, казалось бы, непрерывного изображения.

Выберите вид:

Пуантилизм (Кляксы)

Пиксели

Каждый пиксель содержит ряд чисел, описывающих его цвет или интенсивность. Точность, с которой пиксель может задавать цвет, называется его битовой глубиной или глубиной цвета. Чем больше пикселей содержит ваше изображение, тем больше деталей оно может описать (хотя само по себе большее количество пикселей не обязательно приводит к большей детализации; подробнее об этом позже).

РАЗМЕР ПЕЧАТИ:ПИКСЕЛЕЙ НА ДЮЙМ и ТОЧЕК НА ДЮЙМ

Поскольку пиксель — это всего лишь единица информации, он бесполезен для описания реальных отпечатков, если только вы не укажете их размер. Термины пикселей на дюйм (PPI) и точек на дюйм (DPI) были введены, чтобы связать эту теоретическую единицу пикселей с реальным визуальным разрешением. Эти термины часто неточно заменяются местами, вводя пользователя в заблуждение относительно максимального разрешения печати устройства (особенно для струйных принтеров).

"Пиксели на дюйм" (PPI) является более простым из двух терминов. Он описывает именно это:сколько пикселей содержит изображение на дюйм расстояния (по горизонтали или вертикали). PPI также универсален, потому что он описывает разрешение таким образом, что оно не меняется от устройства к устройству.

"Точки на дюйм" (DPI) Сначала это может показаться обманчиво простым, но сложность возникает из-за того, что для создания одного пикселя часто требуется несколько точек — и это зависит от устройства к устройству. Другими словами, данный DPI не всегда приводит к одному и тому же разрешению. Использование нескольких точек для создания каждого пикселя – это процесс, который называется "дизеринг".

→

Пиксели (вверху) и дизеринг (внизу)

Принтеры используют сглаживание, чтобы создать видимость большего количества цветов, чем на самом деле. Однако этот трюк достигается за счет разрешения, поскольку дизеринг требует, чтобы каждый пиксель создавался из еще меньшего набора точек. В результате изображениям потребуется больше DPI, чем PPI, чтобы отобразить тот же уровень детализации. .

Обратите внимание, что в приведенном выше примере версия с дизерингом может создать видимость 128 цветов пикселей, хотя в ней гораздо меньше цветов точек (всего 24). Однако такой результат возможен только потому, что каждая точка в размытом изображении намного меньше пикселей.

Стандарт для отпечатков, сделанных в фотолаборатории, составляет около 300 точек на дюйм, но струйные принтеры требуют в несколько раз больше этого числа точек на дюйм (в зависимости от количества цветов чернил) для фотографического качества. Требуемое разрешение также зависит от приложения; журнальные и газетные отпечатки могут обойтись гораздо менее чем 300 PPI.

Однако чем больше вы пытаетесь увеличить данное изображение, тем ниже становится его PPI...

МЕГАПИКСЕЛИ И МАКСИМАЛЬНЫЙ РАЗМЕР ПЕЧАТИ

«Мегапиксель» — это просто миллион пикселей. Если вам требуется определенное разрешение деталей (PPI), то существует максимальный размер отпечатка, которого вы можете достичь для заданного количества мегапикселей. В следующей таблице приведены максимальные размеры печати для нескольких распространенных мегапикселей камеры.

Количество мегапикселей	Максимальный размер печати 3:2
	при 300 пикселях на дюйм:	при 200 пикселях на дюйм:
2	5,8 x 3,8 дюйма	8,7" x 5,8"
3	7,1" x 4,7"	10,6" x 7,1"
4	8,2 x 5,4 дюйма	12,2" x 8,2"
5	9,1" x 6,1"	13,7" x 9,1"
6	10,0" x 6,7"	15,0" x 10,0"
8	11,5" x 7,7"	17,3" x 11,5"
12	14,1" x 9,4"	21,2" x 14,1"
16	16,3" x 10,9"	24,5" x 16,3"
22	19,1" x 12,8"	28,7" x 19,1"

Обратите внимание, что 2-мегапиксельная камера не может даже сделать стандартный отпечаток 4x6 дюймов с разрешением 300 пикселей на дюйм, тогда как для создания фотографии 16x10 дюймов требуется целых 16 мегапикселей. Это может обескуражить, но не отчаивайтесь! Многие будут довольны резкостью, обеспечиваемой 200 PPI, хотя может быть достаточно и более низкого PPI, если расстояние просмотра большое (см. «Цифровое увеличение фотографий»). Например, большинство настенных плакатов часто печатаются с разрешением менее 200 пикселей на дюйм, поскольку предполагается, что вы не будете рассматривать их с расстояния 6 дюймов.

КАМЕРА И ФОРМАТ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Приведенные выше расчеты размера отпечатка предполагали, что соотношение сторон камеры или отношение самого длинного размера к самому короткому , является стандартным форматом 3:2, используемым для 35-мм камер. На самом деле большинство компактных камер, мониторов и экранов телевизоров имеют соотношение сторон 4:3, а большинство цифровых зеркальных камер — 3:2. Однако существует множество других типов:в некоторых высококачественных киноаппаратурах даже используется квадратное изображение 1:1, а DVD-фильмы имеют удлиненное соотношение сторон 16:9.

Это означает, что если ваша камера использует соотношение сторон 4:3, но вам нужен отпечаток 4 x 6 дюймов (3:2), то часть ваших мегапикселей будет потрачена впустую (11%). Это следует учитывать, если соотношение сторон вашей камеры отличается от требуемых размеров печати.

Сами пиксели также могут иметь собственное соотношение сторон, хотя это встречается реже. Некоторые видеостандарты и более ранние модели камер Nikon имеют пиксели с искаженными размерами.

РАЗМЕР ДАТЧИКА:НЕ ВСЕ ПИКСЕЛИ ОДИНАКОВЫ

Даже если две камеры имеют одинаковое количество пикселей, это не обязательно означает, что размеры их пикселей также равны. Основное различие между более дорогой цифровой зеркальной камерой и компактной камерой заключается в том, что первая имеет гораздо большую площадь цифрового сенсора. Это означает, что если и зеркальная камера, и компактная камера имеют одинаковое количество пикселей, размер каждого пикселя в зеркальной камере будет намного больше.

Компактный сенсор камеры

Датчик зеркальной камеры

Почему нас волнует размер пикселей? Чем больше пиксель, тем больше область сбора света, а это значит, что световой сигнал сильнее в заданном интервале времени.

Обычно это приводит к улучшению отношения сигнал-шум (SNR), что создает более плавное и детальное изображение. Кроме того, динамический диапазон изображений (диапазон от светлого до темного, который камера может захватить, не становясь ни черным, ни пересветами) также увеличивается с увеличением размера пикселя. Это связано с тем, что каждый пиксель может содержать больше фотонов, прежде чем он заполнится и станет полностью белым.

На приведенной ниже диаграмме показаны относительные размеры датчиков нескольких стандартных размеров, представленных сегодня на рынке. Большинство цифровых зеркальных фотокамер имеют кроп-фактор в 1,5 или 1,6 раза (по сравнению с 35-мм пленкой), хотя некоторые модели высокого класса на самом деле имеют цифровой датчик с такой же площадью, что и 35-мм пленка. Метки размера датчика, указанные в дюймах, не отражают фактический размер диагонали, а вместо этого отражают приблизительный диаметр «окружности изображения» (используется не полностью). Тем не менее, это число есть в характеристиках большинства компактных камер.

Почему бы просто не использовать сенсор максимально большого размера? Главный недостаток датчиков большего размера заключается в том, что они намного дороже, поэтому не всегда выгодны.

Другие факторы выходят за рамки этого руководства, однако более подробно можно прочитать о следующих моментах:для больших датчиков требуется меньшая апертура для достижения той же глубины резкости, однако они также менее восприимчивы к дифракции при заданной апертуре.

Означает ли все это, что втиснуть больше пикселей в ту же область сенсора — это плохо? Это обычно производит больше шума, но только при просмотре на 100% на мониторе вашего компьютера. На реальном отпечатке шум модели с более высоким разрешением будет гораздо более точным, даже если на экране он кажется более шумным (см. «Шум изображения:частота и величина»). Это преимущество обычно компенсирует любое увеличение шума при переходе на мегапиксельную модель (за некоторыми исключениями).