Матрицы. Мегапиксели. Шумы – легенды и мифы
Долго читал всевозможные отзывы и обзоры матриц – их пиксельности и соответственно шумности. Все очень любят забрасывать камнями новинки, помню при появлении Canon 50D массу отзывов на всех форумах типа “матрицу оставили ту же, мегапикселей больше, она же сильно шумит!”. И тем не менее поплевались и перешли со своих сороковок на более новую модель.
Именно поэтому и появилось желание написать подробную и логичную статью, в которой объяснились бы все аспекты размеров матрицы, её мегапиксельности и влияние всего этого на появление шумов.
И так, что такое сама матрица, как она работает и откуда, ну и собственно из-за чего появляются шумы? Давайте разберём по-порядку.
Матрица представляет собой светочувствительный электронный прибор, фиксирующий цвет луча света и его длину с интенсивностью. Всего этих лучей составляющий любой цвет три – стандарт RGB (Red, Green, Blue). Далее эта информация считывается с неё процессором и создаётся уже само изображение. Тут вроде всё понятно, школьная физика. Далее о шумах.
Мы все во всех обзорах и характеристиках видели параметр ISO 100-3200 (ну или другие циферки, смысл сейчас не в этом). На самом деле матрица имеет всего одно значение светочувствительности – минимальное (в данном примере эти 100), всё остальное достигается путём усиления электронного сигнала уже на самой матрице процессором. Как побочный эффект этого усиления и есть шумы. Чёткого определения этому явлению дать, в принципе, невозможно, но под словом “шумы” подразумевается целый букет искажений – таких как “зернистость” и “лишние цвета” (обратите внимание на появление разводов и «пластилина» поверх цвета лица), уменьшение цветового охвата и динамического диапазона (снимок становится более одноцветным, серым и не может передать светлые и тёмные детали одновременно).
Далее о самом любимом параметре. МегапикселахJ. Что такое мегапиксел? Это количество светочувствительных элементов, из которых и состоит матрица. 22 mpx соответствует 22 000 000 элементам, из которых состоит данная матрица. Бытует два мнения, и, в принципе, оба они неполные и не совсем правильные. Первое мнение гласит, что чем больше мегапикселов, тем более шумная матрица, и вообще для печати А4 формата достаточно и 6 mpx, (а зачем больше?) что не является неправильным, но и частично оспариваемо. Второе мнение звучит примерно следующим образом: чем больше мегапикселов, тем чётче картинка, тем более прорисованы детали и всё-таки они нужны. Так как же на самом деле?
А на самом деле всё не намного сложнее, нужно просто немного поразмышлять, ну и естественно потестироватьJ. Не нужно отдельно мерить мегапикселы, матрицы и шумы, ведь всё это работает в связке, соответственно правда такова: буду рассказывать на примерах, так и мне удобнее будет, да и читателям, думаю, понятнее. Берём 2 матрицы (одного размера, от изменения размера всё мной рассказанное будет меняться этому размеру пропорционально) с разным количеством мегапикселей. Ну, для пущей разницы 24 Мп(рис.1) и 12 Мп (рис.2 соотв.). И видим следующую картину:
Исходя из данной схемы сразу понятно, что при одном и том же размере матрицы, при большей мегапиксельности физический размер пикселя меньше.
Приверженцы перво й теории о мегапикселах тут же закричат: да, но такая матрица будет больше шуметь! (точек то больше, значит процессору больше обрабатывать, значит и побочных шумов он выработает тоже больше). Что тоже является справедливым. Ну, а вторая сторона медали, это всё-таки меньшая точка, соответственно более чёткая и проработанная картинка. Идём далее. Берём эти 2 картинки (24 и 12 Мп) и открываем их на 100% размера на мониторе. Так как пиксель на мониторе, ну либо при печати имеет постоянное значение, то видеть мы будем следующее:
Ну а далее что происходит с нашей фотографией? Правильно. Мы её печатаем, ну либо храним на мониторе и показываем (независимо от источника хранения) нашим друзьям, родственникам, знакомым, сами любуемся…неважно. Важно то, что мы не рассматриваем её на 100%, а смотрим в уменьшенном варианте, и чем в больше, раз она уменьшена (а именно на 24Мп матрице кратность уменьшения будет больше), тем менее заметны на ней дефекты и шумы соответственно. Т.е. выглядеть это будет так:
Проведите эксперимент: возьмите любую свою «шумную» фотографию и попробуйте её уменьшить. Либо отойти от монитора подальше, эффект тот же: чем больше будете уменьшать тем меньше шумов – дефектов будете видеть. Поэтому я бы ввёл такое понятие, как «видимые шумы», которые действительно мешают жить. А те, что не видим, они вроде и есть, но не мешают…
Вывод в целом такой: неправильны оба вышеупомянутых мнения о мегапикселах и шумах. Да, шумов при увеличении мегапиксельности матрицы одного и того же размера больше при рассмотрении при 100%, но за счёт большего формата изображения и соответственно меньшего пиксела этих шумов видно меньше. То есть, не так уже и бесполезны эти миллионы пикселов…
Автор: MrGadfly
Источник: Фотокомок – теория и практика фотографии (при копировании ссылка на источник обязательна)
Поделиться в соц. сетях
Метки:CCD-матрица, какая матрица фотоаппарата лучше, матрица цифрового фотоаппарата, шум матрицы
