Co to jest „gęstość pikseli”?

Najwyraźniej megapiksele nie są dobrym sposobem pomiaru jakości aparatu, więc niektórzy odnoszą się do względnego systemu pomiarowego zwanego „gęstością pikseli”.

Co to konkretnie? Jakie informacje daje? Im wyższa liczba, tym lepiej? Lub odwrotnie?

Gęstość pikseli jest po prostu miarą tego, ile pikseli zmieści się w danym obszarze . Jest to określone przez rozmiar pikseli: im mniejsze piksele, tym większa gęstość pikseli.

Wyobraź sobie, że tworzysz dwie mozaiki z płytek na ścianie: jedna wykorzystuje małe płytki, a druga duże. Mogą wyglądać mniej więcej tak:

Możemy łatwo zobaczyć następujące elementy:

1. Obie mozaiki są tego samego rozmiaru .

2. Mozaika po prawej wykorzystuje mniejsze płytki : 4 razy mniejsze niż te po lewej.

3. Dlatego mozaika po prawej zawiera więcej płytek : 4 razy więcej niż ta po lewej.

Teraz wyobraź sobie, że tak naprawdę patrzymy na powiększony widok czujników dwóch aparatów cyfrowych. „Kafelki” to piksele czujników (lub komórki świetlne); jasne jest, że czujnik po prawej ma większą gęstość pikseli niż ten po lewej . Jeśli przeskalujemy rzeczy i wyobrażymy sobie, że siatka po lewej stronie to jedna niewielka część czujnika o rozdzielczości 1 megapiksela (tj. 1 milion pikseli), to zakładając, że jego czujnik ma taki sam rozmiar fizyczny, aparat po prawej będzie miał czujnik o rozdzielczości 4 megapikseli .

Teraz wszyscy wiemy, że więcej megapikseli = lepiej, prawda? :)

W rzeczywistości trafiłeś na to w swoim pytaniu: megapiksele mierzą rozmiar obrazu, ale nie zawsze są dobrym sposobem pomiaru jakości obrazu . Jest tak, ponieważ mniejsze komórki świetlne mają tendencję do wychwytywania większego hałasu , szczególnie w warunkach słabego oświetlenia. Producenci aparatów nieustannie szukają lepszych sposobów walki z tym problemem, ale jednocześnie wbijają coraz więcej pikseli w czujniki tej samej wielkości. Bardzo z grubsza rzecz biorąc, większa gęstość pikseli często prowadzi do większego hałasu .

Aby odpowiedzieć na ostatnią część pytania, większa gęstość pikseli nie oznacza lepszej lub gorszej per se. Zwiększenie gęstości pikseli czujnika zwiększa jego rozdzielczość (więcej megapikseli), co może być dobrą rzeczą, ale także zwykle zwiększa jego podatność na zakłócenia, które mogą być złe. Kupowanie dowolnego aparatu cyfrowego oznacza rozważenie tych dwóch czynników i wybranie kompromisu między tymi, które najbardziej Ci odpowiadają.

Gęstość pikseli w czujnikach 2D (*), podobnie jak każda inna gęstość, to liczba pikseli na jednostkę powierzchni. Podany jest rozmiar czujnika (zwykle w mm lub calach), a tym samym jego powierzchnia. Dany czujnik jest podzielony na osobne miejsca wrażliwe na światło, które są elementami czujnika lub zdjęciami / senselami. W najczęstszym ustawieniu te lejki mają kwadratowy kształt i tworzą liniową, jednolitą kratkę (**).

Gęstość pikseli to stosunek całkowitej liczby pikseli do obszaru czujnika. Jest równa liczbie czujników w jednostkowej powierzchni czujnika.

Im wyższy współczynnik, tym mniejsze poszczególne strony. Im są mniejsze, tym głośniejszy jest pojedynczy piksel. OTOH, wyższe gęstości, co oznacza czujniki o wyższej rozdzielczości, zwiększają moc rozdzielczą systemu elektrooptycznego do punktu malejącego powrotu.

Na przykład Canon EOS 7D ma czujnik wielkości APS-C z ~ 18 megapikselami (efektywny). jego gęstość wynosi zatem 18e6 / (22,3 x 14,9) = ~ 54 Kpix / mm ^ 2. EOS 5D Mk2 ma czujnik 35 mm o rozdzielczości 21 MP. Jego gęstość wynosi 21e6 / (36 x 24) = ~ 24Kpix / mm ^ 2. Tak więc, sele 5D2 są około dwa razy większe niż sele 7D, a zatem są bardziej odporne na hałas.

Dalszą dyskusję na temat wpływu gęstości na jakość można znaleźć tutaj .

(*) czujniki liniowe, podobnie jak skanery liniowe, mogą mieć czujniki rozmieszczone w jednej linii, a zatem gęstość jest liczbą pikseli na jednostkę długości.

(**) Istnieją inne układy czujników, w szczególności czujniki SuperCCD Fugi, w których czujniki nie są umieszczane w regularnej matrycy, ale jako stos diagonalny. Niemniej jednak arytmetyka gęstości pikseli ma tutaj zastosowanie.