Что такое мегапиксель и почему «много» еще не значит «хорошо. Мегапиксели в камерах
Вся правда о мегапикселях. Сколько их должно быть в камере смартфона
С тех пор, как камера в смартфонах стала важнее функции звонков, производители предлагают пользователям все больше мегапикселей. Давайте разбираться, так ли уж важны мегапиксели для качества фото. Нужно ли камере смартфона 48, 64 или даже 108 мегапикселей? И если да, то почему в камерах iPhone всего 12 МП, а фото получше конкурентов?
“Мегапиксельные войны”, одно время казалось, что угасли. Но вот Xiaomi выпускает смартфон с камерой 64 Мп. А другие производители обещают “дикие” 108 Мп в камерах смартфонов 2020 года.
Что такое мегапиксели?
Термин “мегапиксели” относится к разрешению или деталям изображения, снятого камерой. Это количество отдельных пикселей, из которых состоит фото. Мега – это префикс, который означает “миллион”. Таким образом, матрица камеры с разрешением 24 Мп, состоит из 24 миллионов пикселей. Поразительное число!
Пиксель – это очень маленькая точка, содержащая визуальные данные. Многие из этих пикселей, размещенных в непосредственной близости друг от друга, составляют конечное изображение. Чем больше пикселей у вас есть, тем более детальным будет ваше изображение. Поэтому, в теории, фотографии камеры с разрешением в 20 мегапикселей могут выглядеть лучше, чем с камеры в 12 мегапикселей.
Значит, чем больше мегапикселей, тем лучше качество изображения?
Нет. По крайней мере, не полностью. Есть и другие характеристики камеры смартфона, которые непосредственно влияют на качество изображения. Например тип сенсора, размер пикселя и апертура.
Гонка за мегапикселями, кстати, началась не в смартфонах. Моду на них задали цифровые фотоаппараты. Потребители зацикливались на идее, что большее количество мегапикселей означает лучшее качество снимков. И с фотоаппаратами это работало. Ведь они не всегда гнались за миниатюризацией. А значит, большее количество мегапикселей не означало уменьшение размера отдельного пикселя.
Большой сенсор камеры цифрового фотоаппарата, как правило, означает большее разрешение (количество тех самых мегапикселей). Все потому, что вы можете поместить больше пикселей. Большие сенсоры фотоаппаратов также лучше работают в условиях низкой освещенности с меньшим количеством цифрового шума.
Подобно тому, как большое ведро может улавливать больше воды под дождем, большие пиксели способны улавливать больше света. Чем больше света может улавливать датчик с большими пикселями, тем лучше камера работает в условиях низкой освещенности.
Почему в камерах смартфонов большее количество мегапикселей не значит лучшее качество?
Если вы заметили, в смартфонах растет количество мегапикселей, а вот сами камеры остаются примерно тех же размеров. Вот и получается, что производители, чтобы вместить больше мегапикселей на той же площади, уменьшают размер пикселя! Таким образом, вместо 12 миллионов больших пикселей (12 Мп) на матрице размером 1/2,55 дюйма, вы получите 20 миллионов (20 Мп) маленьких пикселей на матрице того же размера.
И 12-мегапиксельная камера, в итоге, может делать снимки лучше, чем 20-мегапиксельная камера. Ведь ее большие пиксели ловят больше света!
Роб Лейтон (Rob Layton), преподающий мобильную журналистику и профессиональную фотосъемку на мобильные в Университете Бонда на Золотом Побережье (Bond University on the Gold Coast, Австралия) в этой теме разбирается! “На самом деле, когда речь заходит о соотношении между количеством мегапикселей смартфона и качеством изображения, это вопрос качества, а не количества”, – сказал профессор.
“Старый маркетинг подпитывает миф о том, что чем больше мегапикселей в камере смартфона, тем лучше качество изображения. Но это не всегда так… Размеры сенсора, обработка изображения, вычисления в нейронных сетях и машинное обучение, – все это гораздо более критично для современных фото,” – говорит мистер Лейтон. – “Сенсоры, которые больше, будут давать изображения лучшего качества, чем камеры с большим количеством пикселей, меньшего размера и не способных поглощать столько света”.
Так сколько же мегапикселей достаточно для смартфона?
Это похоже на вопрос, сколько кирпичей достаточно, чтобы построить дом. Это зависит от размера дома, размера кирпича и дизайна дома, который вы строите.
То же самое касается и мегапикселей в камерах смартфонов. Все зависит от размера сенсора (дома), размера пикселей (кирпичей) и того, что производитель хочет для камеры (дизайн).
Например, если компания, производящая смартфоны, решит, что хотела бы, чтобы камера больше фокусировалась на светочувствительности, чем на изображениях сверхвысокого разрешения, то на их сенсоре будет меньше пикселей. При этом сами пиксели будут большего размера.
Другими словами, если сравнивать два смартфона с камерами одинаковой площади, то телефон с 12-мегапиксельной камерой мог бы иметь лучшую светочувствительность. И, следовательно, более яркие фотографии с меньшим шумом, чем у камеры с 20-мегапиксельной камерой. В то же время, 20-мегапиксельная камера будет иметь более детальную картинку, хотя, возможно, несколько более шумную.
Количество мегапикселей, которое можно считать достаточным, в действительности зависит от вас и от того, что вы хотите сделать со своими фотографиями. Хотите очень высокую детальность при увеличении, чтобы распечатать плакат, гонитесь за мегапикселями. Но не забывайте, что вы будете зависеть от условий съемки, освещенности и т.п.. А если вам нужна камера, которая отлично снимает и в сумерках, и днем, и ночью – смотрите на камеры около 12Мп, как на айфонах.
Если честно, смартфонам не нужно иметь 40 и более мегапикселей. Даже 20 Мп – это много.
Зачем смартфонам дополнительные камеры и сколько у них должно быть мегапикселей?
Возьмем, к примеру, Huawei P30 Pro. Существует огромная разница в мегапикселях между тремя задними камерами. Основная камера может похвастаться разрешением 40 мегапикселей, в то время как ультраширокороткоугольная камера имеет только 20 мегапикселей. У третьей камеры всего 8 мегапикселей. Все дело в том, что дополнительные камеры решают другие проблемы. Их важная характеристика – не разрешение, а апертура, объектив и т.п.
Что лучше – камера смартфона или цифровой фотокамеры?
Обычная цифровая камера с разрешением 24 Мп будет снимать фотографии лучшего качества, чем любой смартфон с таким же разрешением. Почему? В основном из-за заметно большего сенсора камеры. Просто положите рядом фотоаппарат и смартфон и сравните диаметр объективов!
Типичный полнокадровый сенсор DSLR имеет размер 36 мм х 24 мм. В то время как у среднего сенсора смартфона размеры около 5,5 мм х 4 мм в зависимости от производителя. Это означает, что полнокадровый сенсор цифровой камеры имеет площадь, которая примерно в 40 раз больше, чем у датчика смартфона.
Как уже упоминалось ранее, более крупные пиксели улавливают больше света. И поэтому могут давать лучшие результаты, чем маленькие пиксели.
Так неужели мегапиксели не имеют значение?
Количество мегапикселей в вашем смартфоне имеет значение. Однако мегапиксели – это не единственная характеристика камеры. Помните, что такие вещи, как размер сенсора и размер пикселей не менее важны. А еще компании придумали технологию, когда 48-мегапиксельная камера ведет себя как 12-мегапиксельная. Прочитайте ниже, для примера, как Sony создала один из самых популярных сенсоров для смартфонов IMX586 с разрешением 48 Мп.
48 Мп камера в смартфоне – победа количества над качеством
Наиболее часто используемым в смартфонах 48-мегапиксельным сенсором на сегодняшний день является Sony IMX586, представленный в июле 2018 года. Компания Sony признает наличие проблем.
“Как правило, миниатюризация пикселей приводит к низкой эффективности сбора света на пиксель, что сопровождается падением чувствительности и объема сигнала насыщения”, – говорят в японской компании.
Далее компания объясняет, как она справляется с этими присущими мобильным камерам проблемами. 8-миллиметровый сенсор содержит пиксели размером всего 0,8 микрона, но в условиях низкой освещенности четыре окружающих пикселя добавляются для создания пикселя размером 1,6 микрона, который получает, в итоге, больше света. В результате получается яркий 12-мегапиксельный снимок без шума. Специальная технология обработки сигнала внутри датчика увеличивает динамический диапазон для 48-мегапиксельных снимков в течение дня.
Мегапиксель – что это такое и сколько их должно быть?
Артем Кашканов, 2016
С момента появления цифровой фототехники между разными производителями идет своеобразная “гонка мегапикселей”, когда новая модель фотоаппарата неизменно получает матрицу все большего и большего разрешения. Темпы этой гонки год от года меняются – достаточно долго “вертикальным” пределом для кропнутых зеркалок были 16-18 мегапикселей, но потом в очередной раз в производство были внедрены какие-то инновации и разрешающая способность кропнутых камер подбирается к отметке в 25 мегапикселей.
Для начала вспомним, что пиксель – это базовый элемент, точка, одна из тех, из которых формируется цифровое изображение. Этот элемент дискретный и неделимый – нет таких понятий как “миллипиксель” или 0.5 пикселя 🙂 Зато есть понятие мегапиксель, под которым понимается массив пикселей в количестве 1 000 000 штук. К примеру, изображение размером 1000*1000 пикселей – имеет разрешение ровно 1 мегапиксель. Разрешение матриц большинства фотокамер давно уже перевалило за отметку 15 мегапикселей. Что это дало? Когда разрешение цифровых фотокамер было 2-3 мегапикселя, каждый лишний мегапиксель был действительно серьезным преимуществом. Сейчас же мы наблюдаем парадоксальную ситуацию – заявленное разрешение матриц любительских зеркалок стало таким, что дает возможность делать отпечатки приемлемого качества форматом чуть не А1! В то время как большинство фотолюбителей редко печатают фотографии больше чем 20 на 30 см, для этого достаточно 3-4 мегапикселей.
Стоит ли менять старый фотоаппарат на такой же по функциям, но “более мегапиксельный?”
Возьмем для примера два фотоаппарата – “простенький” любительский Canon EOS 1100D и “продвинутый” Canon EOS 700D. У первого разрешение матрицы “всего лишь” 12 мегапикселей, у второго – “целых” 18 мегапикселей. Разница – в 1.5 раза. Первая мысль, возникающая у многих фотолюбителей примерно такая – “Поменяв 1100Д на 700Д я буду получать в 1.5 раза лучшую детализацию! Теперь на фотографиях будут видны абсолютно все нюансы – мне этого так не хватало с моей старой камерой!”. Эта установка активно поддерживается рекламщиками. Фотолюбитель, убедивший себя, в том что ему совершенно необходима новая камера, разбивает копилку и идет в магазин.
А давайте возьмем калькулятор и посчитаем, какой реальный прирост разрешения фотографии будет при переходе с 12 на 18 мегапикселей. 18-мегапиксельная матрица того же 700D дает изображение шириной 5184 пикселя, в то время как максимальная ширина изображения у 12-мегапиксельного 1100D составляет 4272 пикселя (данные взяты из технических характеристик фотоаппарата). Поделим 5184 на 4272 и получим разницу всего в 21%. То есть, при увеличении разрешения матрицы в 1.5 раза, фотография увеличивается в размерах всего в 1.21 раза. Если изобразить это графически, то получится такое сравнение.
Разница неожиданно мала! Получается, отличия между 12 и 18 мегапикселями не столь уж и существенны. Вывод – слухи о значимости роста мегапикселей сильно преувеличены. Перейти с 12- на 18-мегапиксельный аппарат (или с 18- на 24-мегапиксельный) только в надежде получить значительный прирост детализации на фотографиях – попасть на удочку маркетологов.
Рост мегапикселей в ряде случаев снижает резкость даже при использовании хорошей оптики!
Казалось бы – это вообще похоже на бред! Однако, не будем торопиться с выводами. Логично, что при росте мегапикселей с сохраненем размеров сенсора уменьшается площадь каждого отдельно взятого пикселя. Возможно, вы знаете, что уменьшение площади пикселя приводит к снижению его реальной чувствительности, а, следовательно, к росту уровня шумов (чисто теоретически). Однако, благодаря постоянному совершенствованию технологий и алгоритмов обработки сигналов, новые матрицы, даже несмотря на ощутимое снижение площади пикселей имеют весьма невысокий уровень шумов. Но опасность может подстерегать совсем с другого края.
Я уже рассказывал о такой вещи как дифракция. Не вдаваясь в подробности, напомню, что это свойство волны огибать препятствие, чуть меняя при этом направление. При прохождении пучка света через узкое отверстие, этот пучок имеет свойство как-бы распыляться, подобно спрею (да простят меня физики за такое сравнение 🙂
В нашем случае в качестве отверстия выступает апертура (диафрагменное отверстие). Чем сильнее зажата диафрагма, тем под большим углом “распыляется спрей”. В итоге, “идеально четкая” точка после прохождения апертуры превращается в размытое пятнышко. Чем меньше диаметр апертуры, тем сильнее это размытие. А теперь давайте к этой картинке добавим небольшой кусочек матрицы с пикселями и попробуем приблизительно представить, как будет выглядеть эта “идеально четкая” точка на фотографии.
Мегапиксели в камере телефона
Сегодня вы узнаете что такое мегапиксели в камере телефона и важно ли их количество для качества съемки .
Мегапиксели в камере телефона на что влияют
Мы уже забыли времена, когда телефоны могли звонить и в лучшем случае что-то очень расплывчато фотографировать. Теперь смартфоны – полноценные интерактивные устройства и своего рода карманные компьютеры. Это не только средства связи, но и удобные устройства
- для прослушивания музыки,
- просмотра видео и фильмов,
- срочного решения рабочих задач
- и, конечно, фото- и видеосъемки.
И хотя смартфон, победив «мыльницы» и плееры, пока не заменил нам профессиональный фотоаппарат, он не отказывается от этого предназначения. Такова цель каждого нового смартфона не рынке. И в технологических новинках, стоящих за рекламой, не так-то просто разобраться. В этой статье поделимся некоторыми фактами о современных камерах и ответим на животрепещущие вопросы:
- действительно ли хороша и необходима камера на 64 Мп?
- На что обращать внимание при выборе камеры смартфона, помимо количества мегапикселей?
Итак, мегапиксели. Действительно ли их количество воплощается в качестве снимка?
Когда на рынке смартфонов появились первые устройства, камерам особое внимание не уделялось. Было важнее улучшить производительность процессоров, увеличить объёмы постоянной и оперативной памяти, сберечь заряд, увеличить дисплей без вреда его разрешению и т.п.
Поэтому камера могла быть с разрешением 0,5, 1,3 или 2 Мп, и это никого не смущало. Были счастливчики с целыми 5 Мп, которые выгодно выделялись на общем фоне. Это закономерно, ведь камеры в 2 и 5 Мп просто несопоставимы.
Но с насыщением рынка производителям пришлось не только решать имеющиеся проблемы, но и создавать новые серьёзные функции. Гонка развернулась и в развитии фотосенсоров. Вскоре мегапикселей стало больше. Но дело в том, что смартфоны продолжают цениться из-за своей компактности, и производители дошли до потолка: сенсор как у «зеркалки» на них не разместить, и увеличивать цифры попросту бессмысленно.
И вот почему. Наверняка выбирая между смартфонами с 10 и 20 Мп вы выберете второй. Только вот полученные с его помощью изображения явно не будут в 2 раза лучше. Потому что количество мегапикселей – это ещё не вся история, и важно знать о других индикаторах качества камеры.
Что такое матрица и зачем нам это знать?
Светочувствительные элементы, более знакомые нам как пиксели, размещаются на пластине – матрице камеры. Поэтому количество мегапикселей – это характеристика матрицы. Не будем вдаваться в технические детали и представим на более близком примере. В плёночном фотоаппарате матрицей была сама плёнка. В цифровом она стала отвечать за получение светового сигнала с линз камеры и его преобразование в электрический. Качество картинки на выходе зависит от того, сколько информации сможет считать матрица, а её информация – это свет.
Поэтому пиксели – это хорошо. Но плохо, если их слишком много, потому что чем их больше, тем плотнее они размешаются. А потому вынужденно сжимаются в размере и улавливают меньше света, чем могли бы. Снижается освещённость, а значит, и качество фото.
Другой пример – обычный тетрадный лист в клетку. Представьте, что это матрица на 12 Мп и на нашем листе есть 12 миллионов точек. Это вполне приемлемый расклад для достаточного освещения и получения хорошего изображения. А теперь представьте, что на нашей матрице уже не 12, а 20 миллионов точек – как у камеры на 20 Мп. Теперь пикселей больше, а места столько же, поэтому они стали меньше и могут уловить меньшее количество света. Из этого следует, что при прочих равных матрица с 12 Мп даст лучшее фото, чем матрица с 20 Мп, и это будет особенно ощутимо при слабой освещённости.
Подытожим: чтобы оценить ожидаемое качество снимков, нужно посмотреть не только на количество мегапикселей, но также и на размеры диагонали матрицы и пикселя (измеряется в мкм или μm). Есть одно но – если размеры пикселей уже начали указывать, то узнать о диагонали матрицы куда сложнее. Ведь об этом не расскажешь в эффектной рекламе. Но если доступ к полным характеристикам все же есть, обратите внимание на цифры. Ориентируемся на большие размеры пикселя, диагонали в мм или меньшую цифру в правой части (знаменателе) дроби эквивалента диагонали.
Посмотрите это небольшое видео, которое поможет разобраться, что такое мегапиксели в камере телефона и нужны ли их огромные количества.
Подписывайтесь на наш телеграм канал чтобы получать еще больше полезной информации на ваш смартфон
