2 เมกะพิกเซลเพียงพอสำหรับภาพความละเอียด HD หรือไม่

รูปภาพ HD มี 1920x1080 = 2073600 พิกเซล = 2025 kilopixel = 1.98 ล้านพิกเซล

นี่หมายความว่าเราสามารถถ่ายภาพ HD ด้วยกล้อง 2 MP หรือไม่? ถ้าไม่ทำไมล่ะ

หากความยาวแกนความละเอียดอย่างน้อย 1920 และขอบอย่างน้อย 1080 แล้วใช่คุณสามารถถ่ายภาพแบบ HD โดยไม่ต้อง upscale

อย่างไรก็ตามเนื่องจากประโยชน์ของการ oversampling คุณจะสร้างภาพ HD ที่ดีขึ้นโดยการจับภาพ 16MP แล้วปรับขนาดด้วยวิธีการปรับขนาดที่ดีที่สุดที่มีอยู่เช่นการแก้ไข lanczos หากมี

ปัญหาอีกประการหนึ่งที่คุณอาจพบคือกล้อง 2MP ไม่ได้รับการออกแบบด้วยการถ่ายภาพคุณภาพสูง (* เว้นแต่ว่าคุณกำลังพูดถึงบางอย่างเช่น Canon EOS D2000 ตั้งแต่ปี 1998 ซึ่งมีอัตราส่วนภาพผิดปกติ) ดังนั้นพวกเขาจึงประหยัดค่าใช้จ่ายด้วย เฉพาะเซ็นเซอร์ แต่ส่วนที่เหลือของระบบการถ่ายภาพเช่นกัน - ออปติกต่ำสุด, ADC, การประมวลผล ฯลฯ ให้ความละเอียดของระบบโดยรวมที่ต่ำกว่าและ IQ

ไม่เพราะตัวกรองไบเออร์ คุณจะต้องใช้ประมาณ 11 ล้านพิกเซล

ตัวกรองไบเออร์คืออะไร

เซ็นเซอร์กล้องสีใช้ตัวกรองของไบเออร์ในการจับภาพสีต่างๆ ตัวกรองไบเออร์ลดความละเอียดของเซ็นเซอร์สำหรับแต่ละสีได้อย่างมีประสิทธิภาพครึ่งหนึ่ง (แม้ว่าสีเขียวจะยังเหลืออยู่ในรูปแบบกระดานตรวจสอบ)

พิกเซลบนเซ็นเซอร์แต่ละคนสามารถเพียงจับทั้งสีแดง, สีเขียวอ่อนหรือสีฟ้า แต่ไม่ทั้งหมดสามสี อัลกอริทึมซอฟต์แวร์จำเป็นต้องสอดแทรกข้อมูลในภายหลังเพื่อสร้างภาพถ่ายความละเอียดเต็มรูปแบบใหม่ในสีเต็มรูปแบบ

demosaicing

กระบวนการแก้ไขนี้ (เรียกว่าdemosaicing ) จะช่วยฟื้นฟูความละเอียดที่หายไปได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นทำให้มองดูคมชัดขึ้นอีกครั้ง แต่สามารถทำได้โดยการเดาอัจฉริยะที่ค่อนข้างยุติธรรม มันไม่เหมือนกับว่าคุณสามารถจับภาพที่ความละเอียดเต็มในตอนแรก

ตัวอย่างเช่นในขณะที่ demosaicing ค่อนข้างดีในการเรียกคืนความคมชัดที่หายไปกลับจากตัวกรองไบเออร์รายละเอียดใด ๆ ที่ดีเช่นผมรูปแบบหวีหรือแถบลายละเอียดมีแนวโน้มที่จะได้รับนามแฝงซึ่งสามารถแสดงเป็นรูปแบบการรบกวนที่มีสีสัน:

(ที่มา )

(ภาพเหล่านี้แสดงอัลกอริธึมการทำลายล้างต่ำมากเพื่อภาพประกอบภาพประกอบกล้องสมัยใหม่ - แม้แต่โทรศัพท์มือถือ - ใช้อย่างชาญฉลาดมาก)

อัลกอริทึม demosaicing ที่ทันสมัยนั้นค่อนข้างฉลาดและสามารถลดเอฟเฟกต์ของนามแฝงได้ แต่ก็ยังไม่สามารถเก็บรายละเอียดที่ดีได้ รั้วรั้วระยะไกลที่ยิงบนเซ็นเซอร์สี 1920x1080 จะรักษาความละเอียดที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าภาพ RGB 1920x1080 ที่สร้างจากคอมพิวเตอร์หรือลดขนาดจากเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่หรือสแกนบนสแกนเนอร์

สิ่งนี้มีผลต่อการแก้ปัญหาอย่างไร

(และฉันขึ้นมาด้วยรูป "11 ล้านพิกเซล")

ความละเอียดที่มีประสิทธิภาพของภาพที่ได้หลังจาก demosaicing นั้นดูไม่เหมือนมันเป็นความละเอียดครึ่งหนึ่งที่เซ็นเซอร์อ้างว่าเนื่องจากผลที่ได้จากการทำ demosaicing อย่างชาญฉลาดและความจริงที่ว่าช่องสีเขียวซึ่งสัมพันธ์กันได้ดีกับความส่องสว่างมีมากขึ้น ความละเอียดมากกว่าสีอื่น ๆ

แต่ก็ยังจะต้องหด 50% เพื่อลบการสูญเสียใด ๆ เนื่องจากการแก้ไข หากคุณต้องการให้แน่ใจว่าภาพของคุณเป็น "ความละเอียดเต็มรูปแบบ" โดยไม่มีการสูญเสียรายละเอียดใด ๆ เนื่องจากการแก้ไขคุณจะต้องมีเซ็นเซอร์สีที่มีความละเอียดเป็นสองเท่าที่คุณต้องการทั้งในแนวนอนและแนวตั้ง ภาพที่ได้ถึง 50%

เพื่อที่จะจับภาพความละเอียดที่มีประสิทธิภาพเต็มรูปแบบที่ 1920x1080 เซ็นเซอร์กล้องสี (ที่มีตัวกรองไบเออร์ซึ่งรวมถึงเซ็นเซอร์กล้องสี 99%) จะต้องมีความละเอียดเป็นสองเท่า: 3840x2160 ที่มากกว่า 8.2 ล้านพิกเซล เนื่องจากการครอบตัดบนเซ็นเซอร์ (อีกครั้งเนื่องจากวิธีการถอดแยกชิ้นส่วนของกล้อง) คุณจะต้องใช้ประมาณ 8.8 ล้านพิกเซลอย่างมีประสิทธิภาพ

และถ้าเซ็นเซอร์ของคุณมีอัตราส่วนภาพ 16: 9 ที่สมบูรณ์แบบ หากเซ็นเซอร์ของคุณมีอัตราส่วน 3: 2 คุณจะต้องใช้ประมาณ 10.7 ล้านพิกเซลเพื่อถ่ายภาพ 3840x2160 รวมถึงพื้นที่ที่ถูกทิ้งไว้ที่ด้านบนและด้านล่างเพื่อชดเชยอัตราส่วนและเส้นขอบขนาดเล็กสำหรับการเก็บเกี่ยวพืชผลใด ๆ .

เซ็นเซอร์ที่ไม่มีตัวกรองไบเออร์

ในขณะที่เซ็นเซอร์กล้องสี 99% ใช้ฟิลเตอร์ไบเออร์มีบางอย่างที่ใช้รูปแบบพิกเซลทางเลือก แต่หลักการก็เหมือนกัน

นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์สีบางตัวที่ไม่ต้องการฟิลเตอร์สีเลยเช่นเซ็นเซอร์ Fovean X3แต่สิ่งเหล่านี้ยังหายากเป็นพิเศษและมีปัญหาของตัวเอง ผู้ผลิตมักจะโกหกเกี่ยวกับจำนวนพิกเซลของพวกเขา (เพื่อให้สามารถแข่งขันกับเซ็นเซอร์โดยใช้ตัวกรองไบเออร์ซึ่งจำนวนพิกเซลฟังดูน่าประทับใจมากกว่าที่เป็นจริงเนื่องจากตัวกรองที่อธิบายไว้ข้างต้น)

อีกทางเลือกหนึ่งที่ใช้งานโดยกล้องวิดีโอระดับมืออาชีพที่มีราคาแพงบางตัวก็คือการมีเซ็นเซอร์แยกกันทั้งหมดสามตัวตัวหนึ่งสำหรับแต่ละตัวคือแดงเขียวและน้ำเงินและใช้ตัวแยกแสงเพื่อโยนภาพเดียวกันทั้งสามตัว เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้ไม่มีอยู่ในกล้อง DSLR หรือกล้องคอมแพคหรือกล้องถ่ายภาพนิ่งทั่วไป แต่มันสามารถอธิบายได้ว่าทำไมพิกเซลจึงนับรวมกับเซ็นเซอร์ของกล้องวิดีโอระดับมืออาชีพจึงไม่สามารถเปรียบเทียบกับที่ใช้กับ DSLR ได้

แต่วิดีโอใช้การสุ่มตัวอย่างด้วยสี

(สำหรับจิตใจด้านเทคนิคเท่านั้น)

แม้ว่าวิดีโอ (และบางครั้ง JPEG) ใช้การสุ่มสี Chroma แต่ก็ยังต้องการช่องสัญญาณความสว่างเพื่อรักษาความละเอียดเต็ม ในภาพจากเซ็นเซอร์ไบเออร์, ช่องแสงยังคงต้องคำนวณโดยใช้กระบวนการแก้ไขแม้ว่าจะมีอัลกอริธึม demosaicing ที่ดีก็สามารถปรากฏความละเอียดเต็มเนื่องจากความสัมพันธ์สูงระหว่างความส่องสว่างและช่องสีเขียวส่วนใหญ่ เนื้อหา.

คุณมีสิทธิที่ภาพ 1080p HD ที่มีเพียงต่ำกว่า 2 ล้านพิกเซล

ตอนนี้ที่คุณต้องระวังคือการพิจารณาอัตราส่วนภาพของกล้องของคุณ ถ้ามันถ่ายภาพแบบ 16: 9 และมี 2 MP คุณก็จะมีความละเอียดเพียงพอ หากกล้องมีเซ็นเซอร์ 4: 3 ซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดสำหรับกล้องขนาดเล็กกล้อง 2 MP น่าจะถ่ายภาพ 1680x1260 เป็นส่วนใหญ่ โชคไม่ดีที่ความละเอียดแนวนอนไม่เพียงพอ

ในทางกลับกันกล้อง 3 MP พร้อมเซ็นเซอร์ 4: 3 ให้ภาพที่ 2048x1536 ซึ่งเพียงพอสำหรับคุณที่จะลดระดับลง

มีโหมดวิดีโอความละเอียดสูงสามโหมด: โหมดวิดีโอ: ขนาดเฟรม (WxH): พิกเซลในภาพ (ความละเอียด) ประเภทการสแกน

1. 720p 1,280x720 921,600 (เกือบ 1MP) โปรเกรสซีฟ
2. 1080i 1,920x1,080 2,073,600 (> 2MP) อินเทอร์เลซ
3. 1080p 1,920x1,080 2,073,600 (> 2MP) Progressive

มันขึ้นอยู่กับการใช้งานที่คุณวางแผน หากคุณต้องการฉายภาพวิดีโอของคุณบนหน้าจอขนาดใหญ่ (เช่นโปรเจ็กเตอร์) ให้ใช้โหมดวิดีโอที่สูงกว่าอย่างน้อย 1080p ซึ่งแน่นอนว่าต้องใช้ความละเอียดสูงกว่า (หมายถึงเมกะพิกเซลมากขึ้น) สำหรับการฉายภาพที่ราบรื่น จดบันทึกเมื่อใช้ความละเอียดที่สูงขึ้นหมายถึงการใช้พื้นที่บนการ์ดหน่วยความจำเพิ่มขึ้นและจะต้องใช้สเปคพีซีที่สูงขึ้นสำหรับการตัดต่อวิดีโอ แต่ถ้าคุณกำลังวางแผนฉายภาพขนาดเล็ก (แล็ปท็อปพีซี) 720p น่าจะทำ

หมายเหตุพิเศษเกี่ยวกับการสแกนประเภทโปรเกรสซีฟ - เป็นวิธีการแสดงจัดเก็บหรือส่งภาพเคลื่อนไหวที่เส้นทั้งหมดของแต่ละเฟรมถูกวาดตามลำดับ ข้อดีหลักของการสแกนแบบโปรเกรสซีฟคือการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นและสมจริงยิ่งขึ้น

Interlaced - ที่ใช้กันทั่วไปในแอนะล็อกอายุของทีวีและ crt เป็นเทคนิคของการเพิ่มอัตราเฟรมที่รับรู้ที่นำมาใช้กับสัญญาณโดยไม่ต้องใช้แบนด์วิดท์เพิ่มเติมเป็นสองเท่า ปัญหาหลักของมันคือทวิตเตอร์แบบอินไลน์ ตัวอย่างเช่นบุคคลในโทรทัศน์ที่สวมเสื้อที่มีแถบสีเข้มและสีอ่อนอาจปรากฏบนหน้าจอวิดีโอราวกับว่าแถบบนเสื้อเป็น "twittering" เอฟเฟ็กต์นามแฝงนี้จะปรากฏขึ้นเมื่อตัวแบบมีรายละเอียดแนวตั้งที่เข้าใกล้ความละเอียดแนวนอนของรูปแบบวิดีโอ