Os megapixels são importantes com a moderna tecnologia de sensores?

Mais megapixels são bons?

Mais megapixels são ruins ?

Mais megapixels aumentam os detalhes? Eles tornam minhas imagens mais nítidas? Por outro lado, há um ponto que é demais ? Os megapixels causam aumento de ruído e outros problemas? Como o tamanho da impressão e da visualização entra nele?

A sabedoria generalizada do fórum da Internet costumava ser que 6 megapixels era o ponto ideal - abaixo disso simplesmente não era suficiente, mas acima disso, não havia muitos benefícios. O tamanho dos arquivos ficou maior, mas os detalhes foram perdidos devido ao ruído e outros problemas. Os argumentos são que colocar muitos pixels em um sensor pequeno torna cada pixel pequeno demais para fornecer qualquer benefício real e que os sensores de megapixel mais alto superam as lentes baratas de qualquer maneira. (Substitua algo como 12 em vez de 6 se estivermos discutindo DSLRs do APS-C ou 24 para o tamanho total.)

Em 2011, todas as câmeras introduzidas estavam na faixa de 12 a 18 megapixels. Em 2016, a maioria estava na faixa de 16 a 24 megapixels. Certamente não há mais 6 anos; até smartphones vêm com câmeras de 8 megapixels. Isso oferece alguma melhoria real em relação ao antigo "ponto ideal"? A tecnologia melhorou a ponto de a "sabedoria" precisar ser atualizada ou todos estamos sofrendo com o marketing? Ou já passamos do ponto ideal de alguma maneira, mas tudo bem por causa de pontos anteriormente não discutidos. (Por exemplo: mais barulho, claro, mas mais detalhes assim .)

Dentro da faixa comum de hoje de 16 a 24 megapixels, para o mesmo tamanho de sensor, existe algum benefício real para a extremidade superior? Como os megapixels afetam diretamente a qualidade da imagem com a tecnologia atual ? Quais são os benefícios e quando eles se aplicam? Quais são as desvantagens e quando elas se aplicam? Como devo ajustar minha técnica (e expectativas) com base na contagem de megapixels da minha câmera?

Do ponto de vista puramente teórico: mais megapixels são bons .

As pessoas costumam falar sobre como os sensores de alto megapixel estavam superando a maioria das lentes, portanto, não fazia sentido subir mais, a menos que usasse o melhor vidro. Isto não é sempre verdade. A resolução do sistema é o produto da resolução da lente e do sensor. Portanto, se você melhorar um, a resolução do sistema melhorará independentemente do outro. Você acaba obtendo retornos decrescentes, mas, do ponto de vista teórico, um sensor não pode superar uma lente até que os efeitos de difração assumam o controle.

Teoricamente, para um tamanho de saída final fixo, o ruído é independente da resolução do sensor. Sim, pixels menores capturam menos luz; portanto, o nível de ruído por pixel é maior. Mas se você redimensionar uma imagem de alta megapixel para corresponder a uma imagem mais baixa, calcula a média dos valores de pixel e, portanto, o ruído é nivelado. As pessoas se queixam regularmente de compactos barulhentos e altos megapixels ao visualizar imagens a 100%. Mas essa é uma comparação totalmente injusta.

Do ponto de vista prático: mais megapixels não são ruins

Do ponto de vista prático, a situação do ruído é mais complicada, mas as evidências que eu vi sugerem que os sensores MP altos não são muito mais barulhentos quando comparados com o mesmo tamanho de imagem (veja acima). Vou procurar alguns links.

A situação da resolução é complicada pelo fato de que [a maioria] dos sensores não vêem em cores e, portanto, possuem uma grade de camadas que requer um filtro anti-aliasing. O alias é pior quando a frequência de amostragem corresponde à frequência do seu sinal (isto é, detalhes da imagem). Aumentar a contagem de megapixels mais rapidamente do que os aumentos na frequência do sinal deve melhorar o alias, até o ponto em que o filtro de alias tradicional pode ser removido.

Existem outros problemas práticos relacionados à sua capacidade de extrair detalhes adicionais do seu sensor:

• A regra 1 / distância focal não se aplica mais à medida que você aumenta os megapixels, você precisa aumentar a estabilização e também aumentar a velocidade do obturador à medida que o movimento do objeto se torna mais aparente.

• A difração se torna mais um problema à medida que você aumenta os megapixels à medida que os pixels se tornam menores que o disco Airy .

• Os requisitos de processamento e armazenamento de dados são mais altos.

Vale ressaltar que essas não são desvantagens de contagens mais altas de megapixels, pois você sempre pode reduzir o tamanho de suas imagens e não perde nada quando comparado a uma câmera com menos megapixels. A exceção está no processamento de dados da câmera, uma vez que a câmera precisa ler todo o sensor ao tirar fotos e, de alguma forma, processar essas informações.

Então, quão alto você pode ir? Eu já vi cálculos da abertura limitadora de difração da luz vermelha com um sensor de quadro inteiro de 350 megapixels sendo f / 2.8 (luz verde e azul exigindo aberturas ainda maiores), para que você tenha uma idéia. Pessoalmente, acho que seus retornos ultrapassariam um sensor de 50 megapixels e 35mm, até um máximo de talvez 75-100. Quando você obtém uma difração notável em f / 5.6, as pessoas ficam desinteressadas e, quando você precisa abrir o f / 2.8 com uma lente nítida em f / 2.8, a corrida de megapixels acaba.

Formatos maiores permitem mais megapixels antes da difração (em um dado f / stop); no entanto, a profundidade de campo é menor no mesmo f / stop, exigindo que você pare mais em profundidade de campo, de modo que parece não haver vantagem intrínseca quando trata-se de difração (embora seja mais fácil criar lentes nítidas na abertura que limita a difração para um formato maior).

A existência de câmeras de médio formato de 80 megapixels indica que seria possível, em termos de difração, receber um vidro suficientemente bom. Embora os usuários dessas câmeras apontem o quão difícil é utilizar 80MP, isso indica que é um bom limite prático, se não teórico.

Uma mudança diferente na questão de mais megapixels não é "a nitidez da imagem de ponta a ponta é melhor", mas "há algo que eu poderia fazer com os bits extras"? Uma coisa que vejo cada vez mais é a flexibilidade de redefinir as imagens cortando simplesmente porque uma imagem cortada ainda tem resolução suficiente para muitos, se não para a maioria dos propósitos.

E ... se / quando as lentes corresponderem à resolução do sensor para os sensores mais avançados (não estou convencido de que todas as lentes sejam superadas pelos principais sensores DSLR), provavelmente você ficará feliz em ter uma resolução extra.

Ecoar o sentimento de "mais pixels é mais lento para salvar na mídia", isso pode ser um problema ao disparar uma ação e em pelo menos um outro caso (de borda): HDR portátil.

Há muito tempo, sou da opinião de que, para usuários normais, mais megapixels não oferecem benefícios no mundo real.

Os profissionais de mais megapixels:

• Permite imprimir em tamanho maior, sem perda de detalhes.
• Permite cortar uma imagem sem perda de detalhes. (<- Pessoalmente eu uso muito)
• Permite que você realmente escolha muitos pequenos detalhes em revisão.
• Grava mais informações em uma cena.

Os contras de mais megapixels:

• O aumento da informação capturada em uma cena pode significar que, em áreas de contraste, como a borda de algo, são capturadas tantas informações que não mudam rapidamente de uma para a outra. Isso pode significar, ao revisar imagens, que elas parecem mais suaves e não tão nítidas quanto as fotos de uma câmera de megapixel menor. Minha experiência com isso é a 8MP EOS 350D vs. a 18mp EOS 7D. A 7D é tecnicamente superior em todos os aspectos, mas mesmo com as mesmas lentes, as fotos tiradas com a 350D parecem mais nítidas.
• Mais megapixels = tamanhos de arquivo maiores, especialmente RAW. Portanto, pode ser necessário mais espaço em disco, além de sua CPU trabalhar mais (/ mais) para carregá-los.
• Algumas lentes começarão a mostrar falhas com essas câmeras de alta resolução; portanto, para tirar o melhor proveito da câmera, você precisará investir em vidros mais caros.
• O desempenho com pouca luz pode começar a sofrer, pois os pixels são mais densos no sensor, causando mais ruído em exposições mais longas.

Portanto, a menos que você esteja tirando uma foto com a intenção de expandi-la para o tamanho A1 ou além (painéis de publicidade etc.), simplesmente não precisará dos megapixels. Para visualização regular na tela ou impressão de um álbum de família, megapixels mais baixos (8 a 12) serão mais do que suficientes e fornecerão resultados mais nítidos.

Observe que esses sentimentos são baseados apenas em minhas próprias observações no uso do mundo real. Eles não são científicos de forma alguma ...

Em geral, mais megapixels são melhores. No entanto, há mais de um fator na nitidez das imagens da câmera. Por exemplo, se você tiver imagens de 500 megapixels, a lente ainda limitará a nitidez das imagens a uma resolução muito menor. Muitas câmeras apontam e disparam possuem megapixels e lentes baratas o suficiente para que o fator limitado seja claramente a lente e não o número de pixels.

Algumas pequenas desvantagens de um grande número de megapixels são a transferência mais lenta da câmera para o computador e arquivos maiores no computador e no cartão de memória. Geralmente, você pode ajustar o tamanho da imagem menor em uma câmera, mas isso pode não afetar as imagens Raw.

Além do inconveniente no tamanho da imagem e do custo adicional, muitos megapixels não prejudicam nada.

Parece que ninguém tocou na questão da área sensível à luz. Os sensores podem ser iluminados pela frente ou por trás e isso resultará em efeitos diferentes ao aumentar o número de pixels.

Sensor com iluminação frontal

Um sensor iluminado pela frente terá transistores e caminhos elétricos no lado sensível à luz do sensor. Esses componentes cobrem partes do sensor e reduzem a área sensível à luz. Adicionar mais pixels significa mais transistores e área sensível à luz reduzida.

Uma área sensível à luz menor resulta em menor desempenho.

Isso pode ser mitigado um pouco usando microlentes.

Sensor retroiluminado

Como os transistores de cada pixel e os caminhos elétricos não estão do mesmo lado da área sensível à luz, os sensores retroiluminados terão a mesma área sensível à luz, mesmo que o número de pixels seja aumentado.

Às vezes, mais pixels são ruins.

Você deseja pixels melhores, e não mais, dependendo do tamanho do sensor. Você precisa de sensores grandes o suficiente para capturar um número suficiente de fótons.

Enquanto os sensores estão ficando menores, a lei de Moore e tudo mais, os fótons não.

Mais megapixels é sempre bom na prática e na teoria.

Primeiramente, os megapixels significam milhões de pixels. Quanto mais você tiver que trabalhar, melhor estará. Sempre.

As limitações discutidas são uma má maneira de pensar. Para tentar criar uma analogia para os fotógrafos:

Você prefere uma Canon de 42mp ou 5.6mp, se todos os outros recursos, design e custo forem idênticos?

Aposto que você foi com os 42mp. Aposto que todo mundo fez. Descrever a pergunta devido a outros elementos, como lentes, espaço em disco ou poder de processamento, é uma questão tangencial para a pergunta real.

Outra coisa importante a destacar é que, com uma lente macro decente, você pode juntar centenas de quadros N megapixel individuais em um único. Aqui estão algumas imagens de 80 gigapixels para que todos possam se deliciar.

Meu argumento ao mencionar isso é que a maioria dos problemas que as pessoas estão dizendo como contras em potencial não são contras de megapixels, são contras de outros dispositivos. Uma lente que não consegue obter nitidez de ponta a ponta não deve ter nenhuma relevância para essa questão como foi colocada.

Então, quando você deve procurar mais megapixels? Sempre. Quanto mais megapixels por quadro, melhor você estará. Quanto mais opções de corte você tiver, menos costura precisará fazer, mais fácil será selecionar itens para fins de pós-processamento etc.

E antes que alguém diga, mas e quanto aos pixels maiores - novamente tudo isso é igual. Existem muitos outros fatores na determinação de uma câmera, mas essa pergunta é apenas sobre a contagem de megapixels. A Apple, a Sony e outras empresas que desejam criar pixels maiores são uma adição bem-vinda, e se você pudesse ter o dobro desses pixels maiores, com tudo igual, incluindo o custo. Toda vez.

Concordo plenamente com as respostas de Matt e Steve, mas acho que é preciso considerar também as enormes vantagens de ter uma resolução mais alta ao realizar o pós-processamento de imagens. Em geral, mais megapixels produzirão imagens muito melhores se você tentar tirar o máximo proveito do pós-processamento (desde que, obviamente, você não esteja comparando uma câmera barulhenta com um grande número de megapixels a uma câmera boa e de baixo ruído com um número menor de megapixels, observe que a pergunta menciona especificamente a moderna tecnologia de sensores).

As fotos tiradas com a melhor câmera por bons fotógrafos geralmente têm uma resolução um pouco mais do que a justificada pela qualidade da imagem. Além disso, como Matt ressalta, mesmo uma foto perfeita com uma lente perfeita teria nitidez devido à difração se a resolução for alta o suficiente. Portanto, você pode questionar se aumentar a resolução em, digamos, um fator de dez seria útil se as imagens típicas já mostrassem nitidez em escalas de comprimento maiores que o tamanho do pixel.

Vamos considerar o argumento de Mike sobre a nitidez em áreas de contraste. Suponha que o brilho mude rapidamente de um valor para outro valor acima de 4 pixels e, com dez vezes a resolução, essa alteração teria ocorrido mais gradualmente ao longo de 40 pixels. Dada a última imagem, posso calcular a função de dispersão de pontos com muito mais precisão, pois tenho dez vezes o número de pontos de dados. Isso me permitiria aprimorar a imagem usando a deconvolução com muito mais precisão. A desconvolução gerará artefatos, quanto mais preciso for o cálculo, melhor será o equilíbrio entre os detalhes recuperados e os artefatos espúrios.

Outra aplicação é corrigir a superexposição quando o valor do brilho de pequenas partes da imagem é cortado ao máximo (também na imagem bruta). Sem o benefício de várias fotos com diferentes exposições, você não pode construir uma imagem HDR. Mas o que você pode fazer é considerar as bordas da área superexposta na imagem e, em seguida, com a função de dispersão de pontos local (que você pode tentar calcular a partir de áreas de alto contraste próximas), você pode calcular o brilho correto (também gradientes e ordem superior) derivados) apenas nas áreas superexpostas.

Obviamente, isso funcionará muito melhor quanto mais pixels você tiver que trabalhar e quando a imagem não estiver perfeitamente nítida. Embora os resultados desse exercício sejam bastante limitados (você não poderá restaurar detalhes bem dentro da área superexposta), acho que apenas acertar a cor de uma área superexposta branca e feia pode fazer isso valer a pena.