“ ความหนาแน่นของพิกเซล” คืออะไร?

เห็นได้ชัดว่าล้านพิกเซลไม่ได้เป็นวิธีที่ดีในการวัดคุณภาพของกล้องดังนั้นบางคนอ้างถึงระบบการวัดแบบสัมพัทธ์ที่เรียกว่า "ความหนาแน่นของพิกเซล"

นี่คืออะไร มันให้ข้อมูลอะไร? จำนวนยิ่งสูงเท่าไหร่ หรือในทางกลับกัน?

ความหนาแน่นของพิกเซลเป็นเพียงมาตรการของจำนวนพิกเซลจะพอดีกับพื้นที่ที่กำหนด มันถูกกำหนดโดยขนาดของพิกเซล: พิกเซลยิ่งเล็กยิ่งมีความหนาแน่นของพิกเซลสูงขึ้น

ลองนึกภาพการทำกระเบื้องโมเสคสองแผ่นบนผนังของคุณ: อันหนึ่งใช้กระเบื้องขนาดเล็กส่วนอีกอันใช้กระเบื้องขนาดใหญ่ พวกเขาอาจมองสิ่งนี้:

เราสามารถเห็นสิ่งต่าง ๆ ต่อไปนี้:

1. โมเสสทั้งสองมีขนาดเท่ากัน

2. โมเสคทางด้านขวาใช้ไพ่ขนาดเล็กกว่า : เล็กกว่าไพ่ทางซ้าย4 เท่า

3. ดังนั้นกระเบื้องโมเสคด้านขวามีกระเบื้องเพิ่มเติม : 4 ครั้งมากกว่าหนึ่งทางด้านซ้าย

ตอนนี้ลองนึกภาพสิ่งที่เรากำลังมองหาอยู่นั้นเป็นมุมมองที่ขยายใหญ่ของเซ็นเซอร์กล้องดิจิตอลสองตัว "ไพ่" คือพิกเซลของเซ็นเซอร์ (หรือเซลล์แสง); เป็นที่ชัดเจนว่าเซ็นเซอร์ด้านขวามีความหนาแน่นของพิกเซลสูงกว่าด้านซ้าย หากเราขยายขนาดและจินตนาการว่ากริดด้านซ้ายเป็นส่วนเล็ก ๆ ของเซ็นเซอร์ 1 ล้านพิกเซล (เช่น 1 ล้านพิกเซล) จากนั้นสมมติว่าเซ็นเซอร์มีขนาดเท่ากันกล้องด้านขวาจะมีเซ็นเซอร์ 4 ล้านพิกเซล .

ตอนนี้เราทุกคนรู้ว่าจำนวนเมกะพิกเซลมากขึ้น = ดีขึ้นใช่ไหม :)

ในความเป็นจริงคุณจะตีกับมันในคำถามของคุณ: ล้านพิกเซลวัดภาพขนาดแต่ไม่ได้เสมอเป็นวิธีที่ดีในการวัดภาพที่มีคุณภาพ นี่เป็นเพราะเซลล์แสงขนาดเล็กมีแนวโน้มที่จะรับเสียงรบกวนมากขึ้นโดยเฉพาะในสภาพแสงน้อย ผู้ผลิตกล้องกำลังหาวิธีที่ดีกว่าในการต่อสู้กับสิ่งนี้อย่างต่อเนื่อง แต่ในเวลาเดียวกันพวกเขากำลังยัดเยียดพิกเซลจำนวนมากบนเซ็นเซอร์ขนาดเดียวกัน มากประมาณพูดความหนาแน่นของพิกเซลที่สูงขึ้นมีแนวโน้มที่จะนำไปสู่เสียงดังขึ้น

ดังนั้นเพื่อตอบคำถามสุดท้ายของคุณความหนาแน่นของพิกเซลที่สูงขึ้นไม่ได้หมายความว่าดีขึ้นหรือแย่ลง การเพิ่มความหนาแน่นของพิกเซลของเซ็นเซอร์จะเพิ่มความละเอียด (ล้านพิกเซลขึ้นไป) ซึ่งอาจเป็นสิ่งที่ดี แต่มักจะเพิ่มความไวต่อสัญญาณรบกวนซึ่งอาจเป็นสิ่งที่ไม่ดี การซื้อกล้องดิจิตอลใด ๆ หมายถึงการชั่งน้ำหนักทั้งสองปัจจัยและตัดสินใจเกี่ยวกับการประนีประนอมระหว่างสองสิ่งที่เหมาะสมกับคุณที่สุด

ความหนาแน่นของพิกเซลในเซ็นเซอร์ 2D (*) เช่นเดียวกับความหนาแน่นอื่น ๆ คือจำนวนพิกเซลต่อพื้นที่หน่วย ขนาดของเซ็นเซอร์จะได้รับ (โดยปกติจะเป็นมิลลิเมตรหรือนิ้ว) และทำให้พื้นที่ของมัน เซ็นเซอร์ที่กำหนดจะถูกแบ่งออกเป็นสถานที่ที่ไวต่อแสงแยกกันซึ่งเป็นองค์ประกอบเซ็นเซอร์หรือภาพถ่าย / เซ็นเซอร์ ในการจัดเรียงทั่วไปส่วนใหญ่ของประสาทสัมผัสเหล่านี้จะเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสและประกอบเป็นตารางเชิงเส้นตรง (**)

ความหนาแน่นของพิกเซลคืออัตราส่วนของจำนวนพิกเซลทั้งหมดต่อพื้นที่ของเซ็นเซอร์ มันเท่ากับจำนวนของความรู้สึกในพื้นที่หน่วยของเซ็นเซอร์

ยิ่งอัตราส่วนนี้ยิ่งสูงเท่าไหร่ภาพถ่ายของแต่ละคนก็จะเล็กลง ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าไรพิกเซลก็ยิ่งน้อยเท่านั้น OTOH ความหนาแน่นที่สูงขึ้นหมายถึงเซ็นเซอร์ความละเอียดที่สูงขึ้นเพิ่มพลังการแก้ไขของระบบไฟฟ้าแสงจนถึงจุดที่ผลตอบแทนลดลง

ตัวอย่างเช่น Canon EOS 7D มีเซ็นเซอร์ขนาด APS-C ที่มี ~ 18 ล้านพิกเซล (มีผลบังคับใช้) ความหนาแน่นของมันคือ 18e6 / (22.3 x 14.9) = ~ 54Kpix / mm ^ 2 กล้อง EOS 5D Mk2 มีเซ็นเซอร์ 35 มม. ที่มี 21 MP ความหนาแน่นของมันคือ 21e6 / (36 x 24) = ~ 24Kpix / mm ^ 2 ดังนั้นประสาทสัมผัส 5D2 มีขนาดใหญ่เป็นสองเท่าของประสาทสัมผัส 7D และทำให้มีภูมิคุ้มกันต่อเสียงรบกวนมากกว่า

อภิปรายเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบของความหนาแน่นกับคุณภาพที่สามารถพบได้ที่นี่

(*) เซ็นเซอร์เชิงเส้นเช่นในเครื่องสแกนเส้นสามารถจัดวางประสาทสัมผัสในบรรทัดเดียวและทำให้ความหนาแน่นคือจำนวนพิกเซลต่อความยาวหน่วย

(**) มีการจัดวางอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซ็นเซอร์ SuperCCD ของ Fugi ที่ความรู้สึกไม่ได้วางในเมทริกซ์ปกติ แต่เป็นสแต็กในแนวทแยง อย่างไรก็ตามความหนาแน่นของพิกเซลยังคงมีผลอยู่ที่นี่