O que é "densidade de pixels"?

Aparentemente, os megapixels não são uma boa maneira de medir a qualidade da câmera; portanto, algumas pessoas estão se referindo a um sistema de medição relativo chamado "densidade de pixels".

O que é isso especificamente? Que informação ele fornece? Quanto maior o número, melhor? Ou vice-versa?

terminology sensor pixels

— Andres
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O @Ysap deu a resposta técnica, mas as especificações de hardware raramente são uma medida real da qualidade da câmera. Se fosse, haveria pouco ponto em ter comentários ...

— John Cavan

Com a densidade de pixels, não é melhor ou mais alto - existem problemas quando a densidade é muito alta e também problemas quando é muito baixa. O link ysap postado em sua resposta fornece mais informações.

— quer

Se você quiser saber a resolução real de uma combinação de lente e corpo, precisará analisar as análises. Eles costumam medir como os recursos pequenos que a câmera (e a lente) podem realmente gravar, o que é imensamente mais relevante que a densidade de pixels.

— Zds 15/09/11

Eu concordo com o @Zds aqui - em termos de qualidade total, a densidade não é o fator mais importante.

— ysap 15/09/11

Respostas:

A densidade de pixels é simplesmente uma medida de quantos pixels caberão em uma determinada área . É determinado pelo tamanho dos pixels: quanto menores os pixels, maior a densidade dos pixels.

Imagine fazer dois mosaicos de azulejos na parede: um usa azulejos pequenos, o outro usa azulejos grandes. Eles podem acabar parecendo algo assim:

insira a descrição da imagem aqui

Podemos ver facilmente o seguinte:

Ambos os mosaicos são do mesmo tamanho .
O mosaico à direita usa peças menores : 4 vezes menores que as da esquerda.
Portanto, o mosaico à direita contém mais peças : 4 vezes mais que a da esquerda.

Agora imagine o que realmente estamos vendo é uma visão altamente ampliada dos sensores de duas câmeras digitais. Os "mosaicos" são os pixels dos sensores (ou células de luz); é claro que o sensor à direita tem uma densidade de pixels maior que a da esquerda . Se escalarmos as coisas e imaginarmos que a grade à esquerda é uma pequena parte de um sensor de 1 megapixel (ou seja, 1 milhão de pixels), assumindo que o sensor tenha o mesmo tamanho físico, a câmera à direita terá um sensor de 4 megapixels .

Agora, todos sabemos que mais megapixels = melhor, certo? :)

Na verdade, você encontra isso na sua pergunta: os megapixels medem o tamanho da imagem, mas nem sempre são uma boa maneira de medir a qualidade da imagem . Isso ocorre porque células de luz menores tendem a captar mais ruído , especialmente em condições de pouca luz. Os fabricantes de câmeras estão continuamente encontrando melhores maneiras de combater isso, mas ao mesmo tempo estão colocando cada vez mais pixels nos sensores do mesmo tamanho. Em termos gerais, maior densidade de pixels tende a gerar mais ruído .

Portanto, para responder à última parte da sua pergunta, maior densidade de pixels não significa melhor ou pior por si só. Aumentar a densidade de pixels de um sensor aumenta sua resolução (mais megapixels), o que pode ser uma coisa boa, mas geralmente também aumenta sua suscetibilidade ao ruído, o que pode ser uma coisa ruim. Comprar qualquer câmera digital significa avaliar esses dois fatores e decidir sobre um compromisso entre os dois que melhor lhe convier.

— Mark Whitaker
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Afirmar que células menores "captam" o ruído do minério é falso. Em vez disso, eles captam menos luz na proporção do ruído. O barulho é geralmente bastante constante.

— Nome falso

Além disso, elementos menores não significam automaticamente mais elementos por centímetro quadrado. Significa apenas um potencial para mais elementos por centímetro quadrado (pode haver espaço vazio entre eles, como em um mosaico de azulejos, as ranhuras entre os azulejos podem ser maiores).

— jwenting

A densidade de pixels em sensores 2D (*), como qualquer outra densidade, é o número de pixels por unidade de área. É fornecido um tamanho de sensor (geralmente em mm ou polegada) e, portanto, sua área. Um determinado sensor é dividido para separar locais sensíveis à luz, que são os elementos do sensor ou photosites / sensores. No arranjo mais comum, esses sensores têm uma forma quadrada e formam uma grade linear e uniforme (**).

A densidade de pixels é a razão entre o número total de pixels e a área do sensor. É igual ao número de sensores em uma área unitária do sensor.

Quanto maior essa proporção, menores os fotossites individuais. Quanto menores, mais barulhento fica o pixel individual. OTOH, densidades mais altas, significando sensores de resolução mais alta, aumentam o poder de resolução do sistema eletro-óptico até um ponto de retorno decrescente.

Por exemplo, a Canon EOS 7D possui um sensor de tamanho APS-C com ~ 18 megapixels (efetivo). sua densidade é então 18e6 / (22,3 x 14,9) = ~ 54Kpix / mm ^ 2. A EOS 5D Mk2 possui um sensor de 35 mm com 21 MP. Sua densidade é 21e6 / (36 x 24) = ~ 24Kpix / mm ^ 2. Assim, os sensores 5D2 são cerca do dobro do tamanho dos sensores 7D e, portanto, são mais imunes ao ruído.

Discussões adicionais sobre o efeito da densidade na qualidade podem ser encontradas aqui .

(*) sensores lineares, como os scanners de linha, podem ter sensores dispostos em uma única linha e, portanto, a densidade é o número de pixels por unidade de comprimento.

(**) Existem outros arranjos sensoriais, principalmente os sensores SuperCCD da Fugi, onde os sensores não são colocados em uma matriz regular, mas como uma pilha diagonal. No entanto, a aritmética da densidade de pixels ainda se aplica aqui.

— ysap
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