Как может иметь значение камера с высоким разрешением, когда на выходе низкое разрешение?

Вопрос вдохновлен этим вопросом, показывающим эти картины .
Принятый ответ предполагает, что эти снимки были сделаны камерой обзора 8x10, и использование камеры 8x10 было подтверждено в комментариях.

Мой вопрос: как вы можете сказать?

При просмотре на веб-странице эти изображения имеют размер 496x620 = 0,37 мегапикселя (или 720x900 = 0,65 мегапикселя, если нажать «полный вид»).
Таким образом, любая камера с разрешением выше 0,37 Mpx должна иметь возможность делать эти снимки, то есть практически все смартфоны и веб-камеры на рынке.

Я знаю о датчиках Байера . Но в худшем случае эффект датчика Байера должен заключаться в уменьшении разрешения в четыре раза: если вы уменьшите изображение в два раза в каждом направлении, каждый выходной пиксель будет содержать данные как минимум из одного входного датчика для каждого из каналы R / G / B.
Уменьшение масштаба в 4 раза по-прежнему означает, что любая камера с разрешением более 1,5 Мпикс (а не 0,37 Мпикс на выходе) должна иметь возможность делать эти снимки. Мы до сих пор говорим о практически каждом смартфоне и большинстве веб-камер на рынке.

Я знаю о глубине цвета . Но JPG, формат, который мы используем для просмотра этих изображений, имеет размер 8x3 = 24 бита. И согласно оценкам DxOMark, есть несколько камер, включая Sony NEX 7 и Nikon D3200, которые способны захватывать 24 бита цвета.
Поэтому, даже если веб-камера за 10 долларов не вполне улавливает нюансы на этих снимках, NEX 7 или D3200 должны это делать.

Я знаю, что большинство объективов имеют более низкое разрешение, чем то, на что способны большинство датчиков. Например, Nikkor 85mm f / 1.4G является самым острым объективом Nikon в соответствии с DxOMark и дает наилучший эквивалент разрешения 19 Мп на 24-мегапиксельной камере (полнокадровый Nikon D3X), в то время как наименее острый объектив имеет в лучшем случае эквивалент 8Mpx на той же камере.
Но худшая линза в их базе данных по-прежнему дает разрешение на порядок больше, чем выходной формат этих примеров.

Я знаю о динамическом диапазоне. Но эти изображения управляют освещением, поэтому они не уносят блики и не теряют тени. Пока вы в состоянии сделать это, динамический диапазон не имеет значения; в любом случае он будет отображен в выходной диапазон JPG 0-255.
В любом случае DxOMark говорит, что несколько камер с полнокадровым или меньшим сенсором имеют лучший динамический диапазон, чем лучшие камеры среднего формата.

Это то, что я знаю, и в этих фрагментах теории нет ничего, что могло бы сказать мне, как можно отличить камеру 8x10 от Sony NEX 7 при просмотре результата в формате JPG 0,37 Мп.

По сути, насколько я понимаю, должно быть неважно, сколько мегапикселей и какую глубину цвета сенсор может зафиксировать, при условии, что это, по крайней мере, столько, сколько может отображать выходной формат.

Тем не менее, я не сомневаюсь в суждении ответа Стэна Роджерса. И я никогда не видел ничего подобного с точки зрения восприятия резкости от камер с маленьким сенсором.

Я неправильно понял, что означает разрешение?

Я предполагаю, что я в первую очередь спрашиваю о теории: как разница между двумя разрешениями (измеряется в пикселях, lp / mm, глубине цвета и т. Д.) Может быть видна в формате отображения, который имеет меньшее разрешение, чем у оригиналов?

Или, если выразить это по-другому: есть ли что-то, что мешает мне в принципе воспроизвести эти снимки до пикселя с помощью освещения Sony NEX 7 и стоимостью 10000 долларов?

Это все о микроконтрасте. Посмотрите на посты об aps-c и полном кадре, а затем распространите эту разницу на датчики среднего и большого формата.

Когда разница между APS-C и полнокадровыми датчиками имеет значение и почему?

Следуя теориям о передискретизации, лучше выбирать с более высокой скоростью, а затем понижать, чем с самого начала - т.е. если ваша конечная цель - 640x480, все же лучше использовать датчик 1280x960, чем датчик 640x480.

В любом случае, не имеет значения, сколько у вас MPixels, когда соседние пиксели зависят друг от друга, потому что путаница больше, чем ваши пиксели на плоскости сенсора. Линзы также имеют ограниченную способность к разрешению. Кроме того, вы должны учитывать «резкость» объектива по сравнению с его диафрагмой, а больший датчик позволяет вам приблизиться и уменьшить узкий DOF, что означает, что вы можете захватывать еще больше деталей - круг путаницы больше, объектив работает с меньше диффузии и т. д.

И затем у вас есть «сжатие глубины», сделанное фокусным расстоянием объектива, которое довольно агрессивно в этих кадрах, указывая на телефото. FOV на маленьком датчике потребовал бы, чтобы вы отступили на долгий путь и открыли апертуру, чтобы получить этот узкий DOF. Однако, запустив числа, с полнокадровой камерой, которую вы могли бы достигнуть, 210 мм, расстояние 2 метра, F8 даст 4 см DOF и FOV, который принимает только лицо, как эти снимки.

Другими словами: чем больше датчик относительно объекта, тем меньше объектив должен работать на световые лучи, чтобы сжать их в узкое место. Это повышает четкость снимка и показывает независимо от расстояния просмотра (которое моделируется путем изменения размера изображения до более низкого разрешения).

Последующие дискуссии об улучшении и сохранении деталей путем изменения размера приведем сравнение, если схожие темы - большой формат, полный кадр и большой формат - apsc:

Верх: мужские лица с бородой. В разрешении на сайте, на который вы ссылаетесь, борода отображается с пиксельными волосками, но все это теряется в том же размере, что и пример Мэтта. Теперь бороды размыты. Если мы увидим изображение Мэтта в том же размере, что и фотографии 8х10 на сайте, мы можем увидеть большую разницу, если голова не в фокусе. Даже система aps-c и меньший датчик могут дать такой результат (относительно деталей).

Внизу: сравниваем ли мы ресницы с женским лицом в том же размере, что и на веб-странице, которую вы показали, с фокусным глазом от камеры aps-c, и резкость не вернет поры на коже. Мы могли бы улучшить восприятие ресниц ценой яркого ореола вокруг него.

Теперь мы видим огромную разницу в разрешении «общей системы» , и камера apsc + используемый объектив +, видимый при заданном низком разрешении, не может воспроизвести ту же деталь, что и камера 8x10 +, что объектив + просматриваемое разрешение . Надеюсь, теперь моя точка зрения прояснится.

Еще одно сравнение с aps-c, окурки бороды, после их заточки. Несмотря на то, что stackexchange изменяет их размеры, мы все же можем почувствовать разницу в ясности.

В заключение, другие факторы, о которых вы спрашиваете, кроме разрешения в пикселях:

• Общее разрешение системы lp / мм
• SNR
• Увеличение от человека к датчику и экрану, на котором вы просматриваете его на заданном расстоянии, на которое вы просматриваете его, до проекции вашего глаза на разрешение сетчатки - чем меньше (менее 1: 1) увеличение любой части системы, тем выше требования для вышеупомянутых двух факторов, на которые в свою очередь негативно влияет меньшая площадь проекции.

Вы получите больше деталей в уменьшенном макросъемке, чем в первую очередь без съемки макроса.

Окончательное доказательство того, что разрешение перед уменьшением масштаба имеет значение. Верх: 21MP FF Низ: 15MP Aps-c с одинаковым фокусным расстоянием объектива / диафрагмы.

Теперь масштабируется до равного разрешения:

и применил немного резкости, чтобы вернуть некоторые детали. Что ты видишь? чуть больше деталей с 21-мегапиксельной FF-камеры, видимой с таким же размером / разрешением, что будет эквивалентно 3-мегапиксельной камере. Вы не можете сосчитать строки в измененном изображении, но восприятие, что это линии, верно. Хотите вы этого или нет - ваш творческий выбор, но, начиная с более высокого разрешения (заданного общей системой), вы получаете выбор. Если они вам не нужны, вы можете размыть изображение перед изменением масштаба.

Один заключительный эксперимент, чтобы показать разницу между маленьким размером, низким разрешением и большим сенсором, более высоким разрешением, но масштабированным и обостренным до того же разрешения, показанным в ТОЧНОМ РАЗМЕРЕ в конце - с ВСЕМ ЛИБО РАВНЫМ. Круто, а? Как я это сделал? Моя камера APS-C, которую я беру, имитирует «датчик кадрирования» (меньше моего apc-c), обрезая изображение из изображения. Затем я подхожу ближе к предмету, чтобы заполнить датчик в 4 раза большим тем же предметом. - Как и портреты на широкоформатном сенсоре, это, в основном, макросъемка - подходить гораздо ближе, чем с камерой aps-c. То же качество электроники, тот же объектив, те же настройки, тот же свет.

Вот как это выглядит на маленьком датчике, назовем его «mini aps-cc»:

Здесь мы видим «большой формат» (большой полный апс-с):

Здесь мы видим множество деталей, верно? Но это не имеет значения после того, как мы изменили его масштаб до 0,016MP изображения и повысили резкость для общего контраста, не так ли?

Но на самом деле мы делаем! Если ты все еще не веришь мне, я сдаюсь :)

Как бы то ни было, поддавка камеры обзора была чрезвычайно малой глубиной резкости, которая не параллельна плоскости пленки. Сосредоточение губ и глаз на нескольких изображениях с осанкой объекта и очень мелкой степенью свободы (как часто, но нет, лоб на линии челюсти непосредственно под глазами мягкий) невозможен без наклона.

Есть также характер не в фокусе диапазонов; это более типично для воспроизведения почти в натуральную величину, чем дальний фокус. Расширение DoF к камере почти равно расширению к фону, чего вы и ожидаете, приближаясь к воспроизведению 1: 1. На более нормальных рабочих расстояниях вы ожидаете распределение видимой резкости примерно на одну треть / две трети вокруг плоскости резкого фокуса (одна треть DoF перед плоскостью фокуса; две трети сзади). Это означает, что «датчик» значительно больше, чем APS-C, полнокадровый или даже средний формат. Опыт работы с форматами 4x5 и 8x10 показал мне, что вероятнее всего это будет 8x10 (хотя даже об одной из редких камер большего формата не могло быть и речи), и я подумал, что 210-мм объектив более вероятен, чем, сказать,

Как отметил Майкл Нильсен, в изображениях проявляется много «микроконтрастов», но в некоторой степени вы можете имитировать это при постобработке, особенно если целью является рендеринг с размерами webby. И я полагаю, что вы могли бы даже подделать DoF и фокальную плоскость, если бы вы усердно создавали карту глубины с градиентной фокальной плоскостью, примененной к тому, что в значительной степени должно быть трехмерной моделью объекта, и понимали динамику фокуса 8x10 при около 50-60% репродукции в натуральную величину, но это будет чертовски много работы. Экономичным решением, как для фотографа, так и для любого, кто анализирует изображение, будет настоящая камера 8x10.

Нет, камера с высоким разрешением действительно не имеет значения, когда выходной сигнал имеет низкое разрешение, по крайней мере, когда вы переходите с двузначных мегапикселей до четверти одного мегапикселя. Сделайте следующее изображение:

Измененный для сети, он выглядит хорошо, несмотря на то, что лицо субъекта даже не было в фокусе! Это очевидно при просмотре на 100% и очевидно при печати, но вы абсолютно не можете сказать, когда он был изменен до 2% от его оригинальных пикселей и отточен для Интернета.

Вот еще один пример, возьмите очень мягкое оригинальное изображение, около 8 мегапикселей:

Сильно уменьшите выборку до веб-дружественного разрешения и резкости, и вдруг посмотрите на все микроконтраст!

Двойная передискретизация определенно поможет с разрешением и точностью цветопередачи изображений Байера. Но изображение с оригинального Canon Digital Rebel (300D), выпущенного еще в 2003 году, с изменением размера до 600x400, является 5-кратной передискретизацией, что означает, что каждый пиксель в измененном изображении занимает место 25 исходных пикселей. Очень, очень низкое качество этих 25 пикселей будет влиять на изображение с измененным размером.

Увеличенный микроконтраст, предоставляемый системой большего формата, просто не будет виден, макроконтраст, который вы видите, может быть компенсирован постобработкой, когда у вас есть такое большое разрешение, чтобы отбросить артефакты повышения резкости, которые не будут видны.

Если вы подобрали глубину резкости, было бы чрезвычайно трудно определить разницу между камерой 10x8 и компактным, когда размер меньше 1 мегапикселя.

При рендеринге сцены с мелкими деталями в изображение с низким разрешением необходимо применить пространственную фильтрацию, чтобы удалить любой контент, частота которого превышает предел Найквиста. При применении пространственной фильтрации есть две противоречивые цели:

1. Содержание, пространственная частота которого достаточно низка, чтобы быть показанным, должно быть уменьшено как можно меньше.

2. Контент, пространственные частоты которого схожи, должен быть ослаблен примерно в равных количествах.

Чтобы увидеть, где цели вступают в противоречие, представьте сцену со сходящимися линиями. Если интервал несколько приближается к пределу Найквиста для целевого разрешения, но линии всегда достаточно разделены, чтобы их можно было четко показать, часто лучше будет показать их четко, чем размыть их. Однако если сцена содержит шаблон сходящихся линий, которые становятся слишком близкими, чтобы их можно было различить, то есть, когда линии постепенно становятся более размытыми по мере приближения их расстояния, предел разрешения будет менее отвлекающим, чем если бы линии выглядели четко до точки, где они резко переход в сплошной серый.

Во многих случаях оптимальный вид фильтрации для сцены будет зависеть от ее содержания и того, какие ее аспекты представляют интерес. Захват сцены в разрешении, превышающем его предполагаемый формат вывода, обеспечит сохранение всей информации, которая может потребоваться в конечном изображении. Информация должна быть отфильтрована до того, как изображение может быть отображено в более низком разрешении, но захват высокого разрешения позволит адаптировать точные методы фильтрации для оптимального соответствия потребностям сцены (и, возможно, использовать разные методы для разных части сцены). Если кто-то намеревается визуализировать конечное изображение с разрешением 640x480, то преимущество его захвата с разрешением 6400x4800, вероятно, будет не намного больше, чем при разрешении 1600x1200, но могут быть некоторые преимущества при увеличении до 2,5x.