Мысли о пикселах и шумах

[Andrey]

Опять двадцать пять, по "вашей" же картинке ж видно, что по таблице Медведева у 5D размер пикселя 8,2 µm. Но это не размер фотопринимающего элемента!

На мой взгляд, для данного вопроса это не принципиально, что брать во внимание - линейный размер сенсорной ячейки или размер фотопринимающего элемента. Т.к. для рассматриваемого вопроса существенно отношение величин(а не сам размер) для разных матриц, а оно будет примерно одинаковым и в том и другом случае.

[Vladimir Medvedev]

Добрый вечер всем!

Не хотел Александра эксплуатировать в качестве телефона, т.ч. если возникают вопросы по поводу таблицы - пишите.



1. Основное. Таблица не касается шумов никаким боком. Я там даже ни слова про шумы не написал(вроде ), не совсем понятно с чего все взяли, что это про шумы, это просо чисто сухие ОФИЦИАЛЬНЫЕ характеристики матриц. Какие будут шумы это уже кто как хочет, так и фантазирует, оставлю на суд зрителей=)



Если кому интересно моё мнение про шумы: лично я считаю что прогресса особого по шумам уже нет, но чем больше матрица, тем меньше шумы при прочих равных, это естественно. Всё остальное: надо тестировать, просто так писать про шумы камер, которыми я никогда не пользовался, я бы не стал, за свои слова я отвечаю Про шумы Никона я сказать вообще ничего не могу, т.к. не сравнивал, про Канон могу, но пока рано, мало данных. Про отношение Канон-Никон ничего не могу сказать, но переодически Канонисты завидуют Вам , и пишут мне письма, что у Никона лучше. Я не знаю, надо сравнивать, времени пока нету, так и отвечаю - "надеюсь, что лучше, но не знаю."



2. Для чего таблица:

А. Я снимаю птиц, и частенько бывает так, что подходить ближе невозможно(птица улетит) или просто не нужно (снимая мелких птиц получим сверх маленькую грип), поэтому есть смысл снимать издалека, а после кадрировать. Мне нужно было понять какой у камер "кроп фактор". Т.е. как конкретно какая камера позволяет приближать. Вот тут размер пиксела имеет практическую роль. Чем меньше пиксел, тем будет лучше качество, если вырезать довольно сильно. Тут разница прямая, по крайней мере у Канон. Кроме этого вносит свой чёрный вклад АА фильтр, но я не придумал, как его "оцифровать" для занесения в таблицу.



Б. Интересно было сопоставить и камеры с разными матрицами - Олимпус 2,0х, Никон/Сони 1.5х, Канон 1,6х, и полнокадровые тушки.

В. Поскольку Канон любит использовать свои разработки в нескольких матрицах с помощью таблицы можно прогнозировать следующие камеры ФФ и 1,3 кроп, и знать на что рассчитывать и что мне это даст.



Д. Мне просто нравится анализировать, а такой информации ни у кого больше нет удобно собранной в одну таблицу.



3. Размер пиксела. В принципе я это объясняю, но видимо слишком много написал до конца никто не осилил. Я даю именно размер пиксела, а не какую-то абстрактную величину с потолка. Кому интересно - сверяйтесь с любыми другими источниками, если где найдёте другие данные, отличающиеся от моиз, мне самому будет интересно разобраться в этом. Пока моя информация полностью совпадает со всеми официальными источниками.



4. Размер фотоприёмника. Моя-же цитата: "Здесь следует отметить, что на самом деле, фотоприёмник занимает далеко не всю площадь пикселя, некоторое место приходится уделять и так называемой "обвязке". В среднем, она занимает порядка 0,4 µm. Для того, чтобы увеличить полезную площадь, производители создают специальные собирающие микро-линзы на матрице."



Какой размер фотоприёмника в реальности, сколько света собирают микро линзы и на т.п. вопросы, ответить не сможет никто (даже Аццкий Фил), кроме инженеров Канон. Если у кого есть такая информация - милости прошу. Я знаю только обрывки информации из Канона, про остальные фирмы я не знаю ничего, и вообще там может не быть микролинз, а быть какие-нибудь другие технологии. Короче, этой информации нет в публичном доступе, и для меня в том числе.





Спасибо всем за внимание к моему сайту, если будут ещё какие-либо вопросы, с удовольствием отвечу. К сожалению я не всегда просматриваю все сайты, т.ч. лучше в почту, которая указана на сайте. На эту тему я подписался.



Ps считал действительно с помощью калькулятора, но это не важно, я, разумеется, сверялся и со всеми другими доступными мне источниками, иначе-бы не стал так смело выдвигать свои числа. Особенно мне понравились таблички с the-digital-picture.com, в остальных местах информация о размере пиксела оч. хромает..., оч. редко когда можно найти(правда совпадает на 100% везде с моими данными).=)

[awo]

Владимир, добро пожаловать в Никон-клуб!

[ARSY]

Добрый вечер всем!

вашу таблицу я привел только в качестве скомпоновоной иллюстрацией своей мысли о том что НЕ размер фотодиода понижает шумы, а размер всей матрицы. Обсуждение вашей статьи в задачу не ставил.



Чтобы тут про фатоны, волновые структуры и термоядерную зиму не говорили - ВИЗУАЛЬНО ВСЕ матрицы кроп=1,0 имеет схожую чувствительность (шумы) между собой (Д3, 1ДсМ2, 1ДсМ3, 5Д, 5ДМ2, А900) ВНЕ зависимости от разрешения и типа матрицы,



так же как все матрицы кроп=1,5 и 1,6 (суда можно свалить все кропнутые матрица Никона, Кенона (кроме может только 1Д), Пентакса и Сони-Минольты) имеют некоторые различия между собой но в сравнению с матрицами кроп=1,0 ВЕСЬМА малосущественные



Повторюсь, что это не утверждение, а мысль поддержаная не научной базой, а визуальным сравнением.

[Andrey]

Добрый вечер всем!

Владимир, добро пожаловать на наш сайт!



Но, «легкой» жизни, на этом сайте не обещаю



Несколько моментов, которые мне не понятны из Вашей статьи:

1) Обще принято считать, что у камеры и сканера нет DPI, у сканера и камеры есть PPI, а DPI есть у принтера. На мой взгляд, не стоит их смешивать.

2) Если отсканировать кадр с 35 мм пленки с разрешением 4000 ppi, то в результате получим файл размером 4000 на 6000 пикселов и при пиксельном сравнении он будет больше, чем кадр выдаваемый камерой Canon 1Ds MIII, у которго разрешение 5616 на 3744. Каким образом Вы проводили попиксельное сравнение?

3) Числа, которые у Вас приведены в качестве размера пиксела (микроны), не что иное, как простое деление размера матрицы на количество пикселов по соответствующей стороне. О чем, собственно и писал A.Z.

Аргумент, что «на всех сайтах приведены такие же числа, всключая dpreview» мне совсем не понятен. А какие еще числа там могут быть приведены? Калькулятор есть у всех. И это только означает, что там где такие же числа написаны, там умеют дружить с калькулятором.

Вы знаете хоть одну матрицу, для которой бы на заслуживающем доверия сайте, были бы приведены размеры пиксела отличные от деления размера матрицы на количество этих самых пикселов?

4) Последняя колонка в Вашей таблице не что иное (с точностью до ошибки вычисления), как разрешение матрицы в мгп умноженное на квадрат кроп фактора. Что очевидным образом вытекает из пункта 3)

5) Согласен, что для Ваших задач, плотность матрицы в PPI (можно я все-таки будут использовать PPI, а не DPI) лучше использовать, чем другие характеристики. Но, если внимательно подумать, то, эта величина не что иное, как «разрешение матрицы по вертикале» * «разрешение матрицы по горизонтале» * «квадрат кроп фактора» (и если так хочется, отнормируйте на единицу площади). Что, собствнно, у Вас и приведено в последней колонке (мегапиксельность матрицы умноженная на квадрат кроп фактора). Эта велична показывает сколько пикселов (а значит и информативность) останется после кропа до одинаковых размеров при фотографировании с одной точки объективами с одним фокусным расстоянием и разными камерами. Еще раз подчеркну – это не абсолютный критерий, а исключительно для Ваших задач. Следовательно, никаких PPI (DPI) можно не вычислять. Вы размер матрицы разделили на количество пикселов (получили размер одного пиксела), после этого раздели 25.4 (один дюйм) на полученную величину получили PPI(DPI). И зачем спрашивается это делать, если плотность пикселов великолепно вычисляется из мегапиксельности камеры и кроп фактора?





Ниже написанное, к Вашей статье не отностся:



Относительно шумов.

Нельзя сравнивать на «шумность» даже две одинаковых по типу (CMOS или CCD) матрицы, одного производителя, с одинаковой мегапиксельностью, только исходя из сухих цифр спецификаций. Можно сравнивать только конкретную модель А, с конкретной моделью Б.

На это есть много причин:

1) Как правильно заметили, размер светопринимающего элемента не равен размеру пиксела. И, в отличии от последней величины, которая вычисляется простым делением размера матрицы на количество пикселов по соответствующей стороне, первая величина (истинный размер светодиода) держится производителями матриц в секрете. И при абсолютно всех одинаковых параметрах (одинаковый тип матриц, один производитель, одинаковая мегапиксельность), «шумность» может быть разной, из-за разных размеров светодиодов.

2) Как правильно, опять же, писали, прогресс не стоит на месте и в разных камерах могут использоваться разные алгоритмы в процессорах, разная схемотехника для снятия сигнала и т.п.

И учесть все это в совокупности практически не реально.





Есть замечательная программа Imatest, если судить по описаниям, которая стоит как паравоз и по соответствующим мишеням, которые стоят как вагоны к паравозу, проводит полный анализ фотографий полученный с конкретной камеры по куче критериев (корректность цветопередачи, разрешение (в совокупности с оптикой), шумы и т.п и т.д.). Как мне помнится, снимается около 30 различных параметров. И приведенные результаты этой программы, вместе с полными формулами для вычислений, мне показались корректными.



P.S. Владимир, у Вас замечательные Фотографии на сайте!

[Vladimir Medvedev]

ARSY Да, я с Вами полностью согласен! Единственное, есть небольшие исключения, ввиде 1дс, шумящего как паровоз на высоких ИСО и хассельбладов. В остальном да, прогресса нет практически, хотя нет и регресса, что не может не радовать.



Andrey

Здравствуйте! Ну по порядку=)

у сканера и камеры есть PPI, а DPI есть у принтера.

Честно говоря, я не знаю в чём разница=) И там точка - мельчайший элемент изображения и там... Я писал ДПИ, поскольку про них все знают, с PPI немного меньше люди знакомы=) Ну можно читать это как PPI... Суть от этого не меняется.

Если отсканировать кадр с 35 мм пленки с разрешением 4000 ppi, то в результате получим файл размером 4000 на 6000 пикселов и при пиксельном сравнении он будет больше, чем кадр выдаваемый камерой Canon 1Ds MIII, у которго разрешение 5616 на 3744. Каким образом Вы проводили попиксельное сравнение?

Да я и не сравнивал попиксельно=) Зачем мне это? А вообще, думаю разницей можно легко принебречь, и просто ресайзнуть марк в плюс до плёнки. По моей практике разница в 50, даже 45PPI, не заметна на глаз, даже если мытрицы обсолютно одинаковы... Ну, например, Канон делает следующую матрицу, обычно на ~500 пикселов плотнее, это разница между 10д и 20д, и то разница не будет бросаться в глаза, можно себе представить, как мала роль 45 PPI...

Числа, которые у Вас приведены в качестве размера пиксела (микроны), не что иное, как простое деление размера матрицы на количество пикселов по соответствующей стороне. О чем, собственно и писал A.Z.

Прально=) Найдите определение, что такое пиксел. Именно физическое, в нашем материальном мире. А вот картинка, показывающая, что значит размер пиксела=)



Пиксел != Фотодиод, фотоприёмник

Поэтому, в таблице указан именно размер ПИКСЕЛА, и все сайты, в т.ч. и мой ничють никого не обманывают.

Вы знаете хоть одну матрицу, для которой бы на заслуживающем доверия сайте, были бы приведены размеры пиксела отличные от деления размера матрицы на количество этих самых пикселов?

Нет! А таких сайтов и быть не может! См выше.

Кроме того, ну даже если я Вам скажу размер фотодиода, что это решит? Я помню мне попадалось какое-то значение в технической документации, но ведь размер фотодиода ни на что не влияет! Нужно тогда ещё рассчитывать, как микролинзы влияют на всё это, каков размер микролинз, каков их КПД... А главное, зачем это? Мне то интересен именно PPI(ДПИ) изображения! Именно количество пискелов на дюём и жёстко связанные с ним понятия размера пиксела мне интересно, когда я высчитываю этот самый новый кроп-фактор. А что покажет размер фотодиода? Я лично не вижу практического применения этим данным...

И зачем спрашивается это делать, если плотность пикселов великолепно вычисляется из мегапиксельности камеры и кроп фактора?

Хороший вопрос. Да, там три абсолютно жёстко привязанные одинаковые величины. Ну собственно, можно рассчитать любое число из последних трёх колонок, зная хотя-бы значения одной колонки. =) Зачем три числа? Ну не у всех калькулятор в голове, не каждый сразу додумается, как это всё посчитать. До вычисления размера пиксела я и сам дошёл не сразу, у меня были сомнения, аналогичные Вашим, поэтому я и не думал, что вычислние размера пиксела что-либо даст. Я же делал эту таблицу ещё пару лет назад, и в то время, я пользовался только понятием PPI и размером конечного изображения. И только совсем недавно я ввёл и размер пиксела. Поэтому, привыкнув, к дпи(ппи) я уже не хотел от них отказываться, да и логично это всё:

-именно плотность пикселов отвечает за "кроп фактор". Это логично, и более наглядно и понятно, для людей.

-размер при 24*36 показывает, какие будут предположительно следующие новинки у компаний, позволяет сравнить более легко плотности пикселов кропа и ФФ(для тех, кто не может рзобраться с ДПИ), в общем тоже незаменимо...

-размер пиксела... ну это святое, делать таблицу характеристик матриц без размера пиксела это уже как-то неправильно

------------------



А вообще можно было-бы и вообще ничего не делать, не писать, всё и так есть в свободном доступе, можно было-бы самим взять и посчитать всё=) Просто эта таблица для наглядности сделана. Я уже даже несколько жалею, что не сделал там "1,3 кроп фактор" как ещё одну колонку, это было-бы четвёртое жёстко привязанное значение, но и оно бы пригодилось, а то не совсем наглядно по плотности с кропом 1,3 связывать, а многих интересует, на какой-же технологии может быть произведён 1дМ4, сколько там может быть пикселов.



Т.ч. это все три значения, действительно "те-же яйца с боку", но они позволяют взглянуть на проблему с разных сторон, для чего эта таблица и была изначально создана.

[ARSY]

ARSY Да, я с Вами полностью согласен! Единственное, есть небольшие исключения, ввиде 1дс, шумящего как паровоз на высоких ИСО и хассельбладов. В остальном да, прогресса нет практически, хотя нет и регресса, что не может не радовать.

про хассельбладов я ничего не писал тема темная.......



1Дс вы считаете шумит на уровне кропнутых матриц? С 5ДМ1 его конечно не сравнить, но мне показалось не хоже 1Д и уж точно лучше 40Д.....

[Vladimir Medvedev]

про хассельбладов я ничего не писал тема темная.......



1Дс вы считаете шумит на уровне кропнутых матриц? С 5ДМ1 его конечно не сравнить, но мне показалось не хоже 1Д и уж точно лучше 40Д.....

1дс(не марк) относительно весьма сильно шумит... Думаю, даже шумнее, чем 20д...

[Andrey]

Привет, Владимир!

Честно говоря, я не знаю в чём разница=) И там точка - мельчайший элемент изображения и там... Я писал ДПИ, поскольку про них все знают, с PPI немного меньше люди знакомы=) Ну можно читать это как PPI... Суть от этого не меняется.

ppi - pixels per inch (пикселов на дюйм) И камера и сканер на выходе выдают пикселы (изображение с определенными размерами в пикселах), они не могут работать с точками.



dpi - dot per inch (точек на дюйм) а вот принтер не может выдавать на выходе пикселы, а выдает точки.



Поэтому и были введены два различных термина, характеризующие устройства различных типов.

Да я и не сравнивал попиксельно=) Зачем мне это? А вообще, думаю разницей можно легко принебречь ...

Согласен, что разницей можно легко пренебречь. Просто, у Вас на сайте было написано: "Т.е. если взять скан с 35мм плёнки 4000dpi, то при попиксельном(100%) просмотре, он будет иметь такой же масштаб, как и фаил с 1Ds MarkIII(3955dpi)"



Мне эта фраза показалась не совсем корректной.

Прально=) Найдите определение, что такое пиксел.

Да, я, вроде, знаю, что такое пиксел

Поэтому, в таблице указан именно размер ПИКСЕЛА, и все сайты, в т.ч. и мой ничють никого не обманывают.

Про обман никто и не говорил

Не совсем понятно, зачем нужны ссылки на какие-то авторитетные источники, если размер пиксела конкретной матрицы получается простым делением линейных размеров матрицы на число пикселов по соответствующей стороне.

Кроме того, ну даже если я Вам скажу размер фотодиода, что это решит? Я помню мне попадалось какое-то значение в технической документации, но ведь размер фотодиода ни на что не влияет! Нужно тогда ещё рассчитывать, как микролинзы влияют на всё это, каков размер микролинз, каков их КПД... А главное, зачем это?

Если Вы посмотрите внимательно мое сообщение, то я писал об этом же. Кроме размера светодиода есть еще масса параметров (схемотехника, алгоритмы и т.п. и т.д.), которые влияют на конечных результат...

Мне то интересен именно PPI(ДПИ) изображения! Именно количество пискелов на дюём и жёстко связанные с ним понятия размера пиксела мне интересно, когда я высчитываю этот самый новый кроп-фактор.

Согласен с Вами, что для Ваших задач, это наиболее значимый параметр. Но, зачем же считать какие-то ppi(dpi), если этот параметр написан и так на каждой камере - мегапиксельность ... и все ... больше ничего не надо, чтоб сравнить две камеры по нужному Вам критерию. Если у двух камер одинаковый кроп фактор, то ничего вообще больше делать не надо, если у камер разный кроп фактор, то для сравнения надо умножить на квадрат этого самого кроп фактора и все. Сложные вычисления ppi(dpi) не нужны.

До вычисления размера пиксела я и сам дошёл не сразу, у меня были сомнения, аналогичные Вашим,

Если честно, то у меня никогда не было сомнений по поводу вычисления размера пиксела, на мой взгляд все очевидно изначально.

Я же делал эту таблицу ещё пару лет назад, и в то время, я пользовался только понятием PPI и размером конечного изображения. И только совсем недавно я ввёл и размер пиксела. Поэтому, привыкнув, к дпи(ппи) я уже не хотел от них отказываться, да и логично это всё:

-именно плотность пикселов отвечает за "кроп фактор". Это логично, и более наглядно и понятно, для людей.

-размер при 24*36 показывает, какие будут предположительно следующие новинки у компаний, позволяет сравнить более легко плотности пикселов кропа и ФФ(для тех, кто не может рзобраться с ДПИ), в общем тоже незаменимо...

-размер пиксела... ну это святое, делать таблицу характеристик матриц без размера пиксела это уже как-то неправильно

Полностью с Вами согласен, что логично использовать для Ваших задач "плотность пикселов", только на мой взгляд, совсем не логично имея изначально эту самую плотность пикселов (мегапиксильность камеры), делать много каких-то вычислений (dpi, размер пиксела, разрешение на формате 24 на 36 мм и т.п.), чтоб получить ... имеющуюся у нас изначально плотность пикселов (мегапиксельность камеры). Умножьте известную мегапиксельность камеры на квадрат кроп фактора и больше не надо ни одного вычисления, чтоб сравнить две матрицы на предмет плотности пикселов.



Простой пример:



Появилась новая камера P999 с ФФ и 28 мгп. Мы хотим сравнить ее попарно "на плотность пикселов" с Nikon D70, Nikon D200 и Canon 50D.



На мой взгляд, достаточно:

1) D70 будет уступать P999, т.к. 6 мгп даже умноженные на 3 (а квадрат кроп фактора всего 2.25) будут меньше 28 мгп.

2) D200 будет уступать P999, т.к. 10 мгп * 2.25 будет меньше 28 мгп.

3) Canon 50D будет превосходить P999, т.к. 15.1 мгп даже умноженные на 2 (а квадрат кроп фактора 2.56) будут больше 28 мгп.



Три простейший операции и у нас сразу ответ в кармане, без всяких вычислений ppi(dpi).



В Вашем же случае надо иметь интернет под рукой, чтоб посмотреть характеристики (ppi) камер Nikon и Canon на Вашем сайте (не будете же Вы утверждать, что эту таблицу держат в голове ). Или сделать множество вычислений, чтоб получить эти самые ppi для них.

А потом дождаться пока Вы обновите свою таблицу для камеры P999, или опять же сделать множество вычислений, чтоб получить эту самую ppi для новой камеры.



Опять же, на мой взгляд, первый способ более простой и логичный.

А вообще можно было-бы и вообще ничего не делать, не писать, всё и так есть в свободном доступе, можно было-бы самим взять и посчитать всё=) Просто эта таблица для наглядности сделана. Я уже даже несколько жалею, что не сделал там "1,3 кроп фактор" как ещё одну колонку, это было-бы четвёртое жёстко привязанное значение, но и оно бы пригодилось, а то не совсем наглядно по плотности с кропом 1,3 связывать, а многих интересует, на какой-же технологии может быть произведён 1дМ4, сколько там может быть пикселов.

Это только показывает "не совсем логичность" Вашей методики. Появится кроп фактор 1.1 или 1.2 и Вам снова захочется рассширить таблицу. Когда, для сравнения камер на предмет плотности пикселов на матрице, достаточно всего трех колонок: Мегапиксельность камеры, Кроп фактор и для тех, кому лень умножать - Мегапиксельность * квадрат кроп фактора (Ваша последняя колонка).

[A.Z.]

Пиксел != Фотодиод, фотоприёмник

Поэтому, в таблице указан именно размер ПИКСЕЛА

Стоп, размер пикселя не равен размеру фотоприемника.

Давайте различать эти параметры.



Суммарная площадь фотоприемников определяет общее колличество света, упавшего на матрицу. Никак не размер пикселя.

Пиксель вообще то относится не к матрице, а к конечному изображению. Взять к примеру матрицу Фуджи.



Поэтому, в Вашей таблице указан именно размер ПИКСЕЛА.