Spielen Megapixel bei moderner Sensortechnik eine Rolle?

Rein theoretisch gesehen: mehr Megapixel gut .

Die Leute reden oft darüber, wie hoch auflösende Megapixel-Sensoren jetzt die meisten Objektive übertrafen, daher war es sinnlos, höher zu gehen, es sei denn, das allerbeste Glas zu verwenden. Dies ist nicht immer wahr. Die Systemauflösung ist das Produkt aus Objektivauflösung und Sensorauflösung. Wenn Sie also eine verbessern, wird sich Ihre Systemauflösung unabhängig von der anderen verbessern. Sie geraten schließlich in abnehmende Erträge, aber aus theoretischer Sicht kann ein Sensor ein Objektiv nicht übertreffen, bis Beugungseffekte übernehmen.

Theoretisch ist das Rauschen bei einer festen endgültigen Ausgabegröße unabhängig von der Sensorauflösung. Ja, kleinere Pixel fangen weniger Licht ein, daher ist der Rauschpegel pro Pixel höher. Aber wenn Sie die Größe eines Bildes mit hohen Megapixeln an ein niedrigeres anpassen, werden die Pixelwerte gemittelt und somit das Rauschen ausgeglichen. Die Leute beschweren sich regelmäßig über laute Kompaktkameras mit hohen Megapixeln, wenn sie Bilder mit 100 % anzeigen. Aber das ist ein völlig unfairer Vergleich.

Aus praktischer Sicht: mehr Megapixel nicht schlecht

Aus praktischer Sicht ist die Rauschsituation komplizierter, aber die Beweise, die ich gesehen habe, deuten darauf hin, dass High-MP-Sensoren im Vergleich zur gleichen Bildgröße nicht viel lauter sind (siehe oben). Ich werde mal ein paar Links suchen.

Die Situation bei der Auflösung wird durch die Tatsache kompliziert, dass [die meisten] Sensoren nicht in Farbe sehen und daher ein Bayer-Gitter haben, das einen Anti-Aliasing-Filter erfordert. Aliasing ist am schlimmsten, wenn die Abtastfrequenz mit Ihrer Signalfrequenz (dh der Bilddetailfrequenz) übereinstimmt. Eine schnellere Erhöhung der Megapixelzahl als eine Erhöhung der Signalfrequenz sollte das Aliasing verbessern, bis zu dem Punkt, an dem der traditionelle Aliasing-Filter entfernt werden kann.

Es gibt andere praktische Probleme, die sich auf Ihre Fähigkeit beziehen, zusätzliche Details aus Ihrem Sensor zu extrahieren:

• Die 1/Brennweite-Regel gilt nicht mehr, wenn Sie die Megapixel erhöhen, Sie benötigen eine immer stärkere Stabilisierung und auch längere Verschlusszeiten, wenn die Bewegung des Motivs deutlicher wird.

• Die Beugung wird zu einem größeren Problem, wenn Sie die Megapixel erhöhen, da die Pixel kleiner als die Airy-Scheibe werden .

• Die Anforderungen an die Datenverarbeitung und -speicherung sind höher.

Es sollte betont werden, dass dies keine Nachteile höherer Megapixelzahlen sind, da Sie Ihre Bilder jederzeit verkleinern können und im Vergleich zu einer Kamera mit niedrigerer Megapixelzahl nichts verloren geht. Die Ausnahme ist die Kameradatenverarbeitung, da die Kamera beim Aufnehmen von Standbildern den gesamten Sensor lesen und diese Informationen irgendwie verarbeiten muss.

Wie hoch kannst du also gehen? Ich habe Berechnungen der beugungsbegrenzenden Blende für rotes Licht mit einem 350-Megapixel-Vollbildsensor von 1: 2,8 gesehen (grünes und blaues Licht erfordern noch größere Blenden), sodass Sie eine Vorstellung davon bekommen. Persönlich denke ich, dass Ihre Renditen über einen 50-Megapixel-35-mm-Sensor hinaus klein werden würden, bis zu einem Maximum von vielleicht 75-100. Sobald Sie bei f/5,6 eine merkliche Beugung feststellen, werden die Leute desinteressiert, und sobald Sie mit einem Objektiv, das bei f/2,8 gestochen scharf ist, auf f/2,8 öffnen müssen, ist das Megapixel-Rennen vorbei.

Größere Formate ermöglichen mehr Megapixel, bevor die Beugung einsetzt (bei einer bestimmten Blende), jedoch ist die Schärfentiefe bei derselben Blende geringer, sodass Sie für die Schärfentiefe mehr abblenden müssen, sodass es keinen intrinsischen Vorteil zu geben scheint, wenn es kommt zur Beugung (obwohl es einfacher ist, Objektive herzustellen, die bei der beugungsbegrenzenden Blende für ein größeres Format scharf sind).

Die Existenz von 80-Megapixel-Mittelformatkameras weist darauf hin, dass dies beugungstechnisch möglich wäre, wenn ausreichend gutes Glas vorhanden wäre. Obwohl Benutzer solcher Kameras darauf hinweisen, wie schwierig es ist, 80 MP zu verwenden, deutet dies darauf hin, dass dies eine gute praktische Grenze ist, wenn nicht sogar eine theoretische.

Eine andere Wendung bei der Frage nach mehr Megapixeln lautet nicht "Ist die Bildschärfe von Rand zu Rand besser", sondern "Kann ich mit den zusätzlichen Bits etwas anfangen?" Eine Sache, die ich immer mehr sehe, ist die Flexibilität, Bilder durch Zuschneiden wiederzuverwenden, einfach weil ein zugeschnittenes Bild immer noch eine ausreichende Auflösung für viele, wenn nicht die meisten Zwecke hat.

Und ... wenn die Objektive der Sensorauflösung für die High-End-Sensoren entsprechen (ich bin nicht überzeugt, dass alle Objektive von den Top-DSLR-Sensoren übertroffen werden), werden Sie sich wahrscheinlich über die zusätzliche Auflösung freuen.

In Anlehnung an das Gefühl „mehr Pixel bedeuten langsameres Speichern auf Medien“, kann dies ein Problem beim Aufnehmen von Action und in mindestens einem anderen (Rand-)Fall sein: Handheld-HDR.

Ich bin seit langem der Meinung, dass mehr Megapixel für normale Benutzer keine Vorteile in der „realen Welt“ bringen.

Die Vorteile von mehr Megapixeln:

• Ermöglicht größeres Drucken ohne Detailverlust.
• Ermöglicht das Zuschneiden eines Bildes ohne Detailverlust. (<-- Persönlich benutze ich viel)
• Ermöglicht es Ihnen, viele kleine Details in der Überprüfung wirklich herauszusuchen.
• Zeichnet mehr Informationen in einer Szene auf.

Die Nachteile von mehr Megapixeln:

• Erhöhte Informationen, die in einer Szene erfasst werden, können bedeuten, dass in Kontrastbereichen wie dem Rand von etwas so viele Informationen erfasst werden, dass sie nicht schnell von einem zum anderen „wechseln“. Dies kann beim Betrachten von Bildern bedeuten, dass sie weicher und nicht so scharf aussehen wie Fotos von einer Kamera mit niedrigeren Megapixeln. Meine Erfahrung damit ist die 8 MP EOS 350D im Vergleich zur 18 MP EOS 7D. Die 7D ist technisch in jeder Hinsicht überlegen, aber selbst mit den gleichen Objektiven sehen die mit der 350D aufgenommenen Fotos schärfer aus.
• Mehr Megapixel = größere Dateigrößen, insbesondere RAW. Daher kann mehr Speicherplatz erforderlich sein und Ihre CPU muss härter (/länger) arbeiten, um sie zu laden.
• Einige Objektive werden bei solch hochauflösenden Kameras anfangen, Mängel zu zeigen, also müssten Sie in teureres Glas investieren, um das Beste aus der Kamera herauszuholen.
• Die Leistung bei schwachem Licht kann darunter leiden, da die Pixel dichter auf dem Sensor gepackt werden, was bei längeren Belichtungen zu mehr Rauschen führt.

Wenn Sie also ein Foto nicht mit der Absicht aufnehmen, es auf A1-Größe oder darüber hinaus zu vergrößern (Werbetafeln usw.), benötigen Sie die Megapixel einfach nicht. Für die regelmäßige Anzeige auf dem Bildschirm oder den Ausdruck für ein Familienalbum sind niedrigere Megapixel (8-12) mehr als ausreichend und liefern schärfere Ergebnisse.

Beachten Sie, dass diese Meinungen nur auf meinen eigenen Beobachtungen im realen Gebrauch beruhen. Sie sind in keiner Weise wissenschaftlich ...

Im Allgemeinen sind mehr Megapixel besser. Es gibt jedoch mehr als einen Faktor bei der Schärfe der Bilder einer Kamera. Wenn Sie beispielsweise Bilder mit 500 Megapixeln haben, begrenzt das Objektiv die Schärfe der Bilder immer noch auf eine weitaus niedrigere Auflösung. Viele Point-and-Shoot-Kameras haben genug Megapixel und billige Objektive, sodass der limitierende Faktor eindeutig eher das Objektiv als die Anzahl der Pixel ist.

Einige kleinere Nachteile einer großen Anzahl von Megapixeln sind eine langsamere Übertragung von der Kamera zum Computer und größere Dateien auf dem Computer und der Speicherkarte. Sie können die Bildgröße auf einer Kamera im Allgemeinen kleiner einstellen, dies wirkt sich jedoch möglicherweise nicht auf RAW-Bilder aus.

Abgesehen von der Unannehmlichkeit der Bildgröße und den zusätzlichen Kosten schaden zu viele Megapixel nichts.

Es scheint, dass niemand das Problem des lichtempfindlichen Bereichs berührt hat. Sensoren können entweder von vorne oder von hinten beleuchtet sein, was zu unterschiedlichen Effekten führt, wenn die Anzahl der Pixel erhöht wird.

Frontbeleuchteter Sensor

Ein von vorne beleuchteter Sensor hat Transistoren und elektrische Pfade auf der lichtempfindlichen Seite des Sensors. Diese Komponenten decken Teile des Sensors ab und reduzieren den lichtempfindlichen Bereich. Das Hinzufügen von mehr Pixeln bedeutet mehr Transistoren und einen reduzierten lichtempfindlichen Bereich.

Ein kleinerer lichtempfindlicher Bereich führt zu einer geringeren Leistung.

Dies kann durch den Einsatz von Mikrolinsen etwas abgemildert werden.

Von hinten beleuchteter Sensor

Da sich die Transistoren für jedes Pixel und die elektrischen Pfade nicht auf derselben Seite wie der lichtempfindliche Bereich befinden, haben rückseitig beleuchtete Sensoren denselben lichtempfindlichen Bereich, selbst wenn die Anzahl der Pixel erhöht wird.

Manchmal ist mehr Pixel schlecht.

Je nach Sensorgröße möchten Sie bessere Pixel, nicht mehr davon. Sie benötigen Sensoren, die groß genug sind, um eine ausreichende Anzahl von Photonen einzufangen.

Während Sensoren kleiner werden, Moores Gesetz und all das, sind Photonen es nicht.

Mehr Megapixel ist praktisch und theoretisch immer gut.

Zunächst einmal bedeutet Megapixel einfach Millionen Pixel. Je mehr davon Sie verarbeiten müssen, desto besser sind Sie dran. Stets.

Die diskutierten Einschränkungen sind eine schlechte Denkweise. Um zu versuchen, eine Analogie für Fotografen zu erstellen:

Würdest du lieber eine 42-MP-Canon oder eine 5,6-MP-Canon haben, wenn alle anderen Funktionen, das Design und die Kosten identisch sind?

Ich wette, Sie haben sich für die 42 MP entschieden. Ich wette, jeder hat es getan. Die Frage aufgrund anderer Elemente wie Objektive, Speicherplatz oder Rechenleistung zu diskreditieren, ist eine Art Nebensache der eigentlichen Frage.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass Sie mit einem anständigen Makroobjektiv Hunderte von einzelnen N - Megapixel-Bildern zu einem riesigen zusammenfügen können. Hier sind einige 80-Gigapixel-Bilder, an denen sich jeder erfreuen kann.

Ich erwähne dies, weil die meisten Probleme, die Leute als potenzielle Nachteile bezeichnen, keine Nachteile von Megapixeln sind, sondern Nachteile anderer Geräte. Ein Objektiv, das keine Schärfe von Rand zu Rand erreichen kann, sollte für diese gestellte Frage keine Relevanz haben.

Wann sollten Sie also nach mehr Megapixeln suchen? Stets. Je mehr Megapixel pro Frame, desto besser für Sie. Je mehr Zuschneideoptionen Sie haben, desto weniger Stiche müssen Sie machen, desto einfacher ist es, Dinge in der Nachbearbeitung auszuwählen usw.

Und bevor jemand sagt, aber was ist mit größeren Pixeln - auch hier sind alle Dinge gleich. Es gibt viele andere Faktoren bei der Bestimmung einer Kamera, aber diese Frage betrifft nur die Anzahl der Megapixel. Apple und Sony und andere, die größere Pixel herstellen möchten, sind eine willkommene Ergänzung, und wenn Sie doppelt so viele dieser größeren Pixel haben könnten, wenn alles gleich wäre, einschließlich der Kosten, würden Sie es tun. Jedes Mal.

Ich stimme den Antworten von Matt und Steve voll und ganz zu, aber ich denke, man muss auch die enormen Vorteile einer höheren Auflösung bei der Nachbearbeitung von Bildern berücksichtigen. Im Allgemeinen ergeben mehr Megapixel viel bessere Bilder, wenn Sie versuchen, das Beste aus der Nachbearbeitung herauszuholen (vorausgesetzt natürlich, Sie vergleichen nicht eine schlecht verrauschte Kamera mit einer großen Anzahl von Megapixeln mit einer guten, rauscharmen Kamera). eine geringere Anzahl von Megapixeln, beachten Sie, dass die Frage ausdrücklich moderne Sensortechnologie erwähnt).

Bilder, die von guten Fotografen mit der besten Kamera aufgenommen werden, haben oft etwas mehr Auflösung, als die Bildqualität rechtfertigt. Wie Matt betont, wäre selbst eine perfekte Aufnahme mit einem perfekten Objektiv aufgrund von Beugung unscharf, wenn die Auflösung hoch genug ist. Sie können sich also fragen, ob eine Erhöhung der Auflösung um beispielsweise den Faktor zehn sinnvoll wäre, wenn typische Bilder bereits auf Längenskalen, die länger als die Pixelgröße sind, unscharf sind.

Betrachten wir Mikes Argument zur Unschärfe in Kontrastbereichen. Angenommen, die Helligkeit ändert sich schnell von einem Wert zu einem anderen Wert über 4 Pixel und bei zehnfacher Auflösung wäre diese Änderung dann allmählicher über 40 Pixel erfolgt. Angesichts des letzteren Bildes kann ich die Punktverteilungsfunktion viel genauer berechnen, da ich die zehnfache Anzahl von Datenpunkten habe. Dies würde es mir ermöglichen, das Bild durch Dekonvolution viel genauer zu schärfen. Dekonvolution erzeugt Artefakte, je genauer Sie die Berechnungen durchführen können, desto besser ist das Gleichgewicht zwischen wiederhergestellten Details und störenden Artefakten.

Eine weitere Anwendung ist die Überbelichtungskorrektur, wenn der Helligkeitswert kleiner Bildbereiche auf das Maximum beschnitten wird (auch im Rohbild). Ohne den Vorteil mehrerer Bilder mit unterschiedlichen Belichtungen können Sie kein HDR-Bild erstellen. Aber was Sie tun können, ist die Kanten des überbelichteten Bereichs im Bild zu betrachten und dann mit der lokalen Punktbildfunktion (die Sie versuchen können, aus nahe gelegenen Bereichen mit hohem Kontrast zu berechnen) die richtige Helligkeit (auch Gradienten und höhere Ordnung) zu berechnen Derivate) nur in die überbelichteten Bereiche.

Dies funktioniert natürlich umso besser, je mehr Pixel Sie verarbeiten müssen und wenn das Bild nicht perfekt scharf ist. Während die Ergebnisse einer solchen Übung ziemlich begrenzt sein werden (Sie werden nicht in der Lage sein, Details innerhalb des überbelichteten Bereichs gut wiederherzustellen), denke ich, dass es sich lohnt, nur die Farbe eines hässlichen weißen überbelichteten Bereichs richtig hinzubekommen.