¿Importan los megapíxeles con la tecnología moderna de sensores?

¿Son buenos más megapíxeles?

¿Son malos más megapíxeles ?

¿Más megapíxeles aumentan los detalles? ¿Hacen mis imágenes más nítidas? Por otro lado, ¿hay un punto que es demasiado ? ¿Los megapíxeles causan más ruido y otros problemas? ¿Cómo entra el tamaño de impresión y visualización?

La sabiduría generalizada de los foros de Internet solía ser que 6 megapíxeles era el punto óptimo; por debajo de eso simplemente no era suficiente, pero por encima de eso, no había mucho beneficio. El tamaño de los archivos se hizo más grande, pero se perdieron detalles debido al ruido y otros problemas. Los argumentos son que agrupar demasiados píxeles en un sensor pequeño hace que cada píxel sea demasiado pequeño para proporcionar un beneficio real, y que los sensores de megapíxeles superiores superan las lentes baratas de todos modos. (Sustituya algo como 12 en lugar de 6 si estamos discutiendo DSLR APS-C, o 24 para fotograma completo).

Para 2011, cada cámara introducida estaba en el rango de 12-18 megapíxeles. En 2016, la mayoría estaban en el rango de 16-24 megapíxeles. Ciertamente, ninguno está en 6 más; Incluso los teléfonos inteligentes vienen con cámaras de 8 megapíxeles. ¿Ofrece esto alguna mejora real sobre ese viejo "punto dulce"? ¿Ha mejorado la tecnología hasta el punto en que la "sabiduría" necesita ser actualizada, o todos estamos sufriendo por el marketing? O hemos pasado el punto óptimo de alguna manera, pero está bien debido a puntos previamente no discutidos. (Por ejemplo: más ruido, seguro, pero más detalle así .)

Dentro del rango común de hoy de 16-24 megapíxeles, para el mismo tamaño de sensor, ¿hay algún beneficio real para el extremo superior? ¿Cómo afectan directamente los megapíxeles a la calidad de imagen con la tecnología actual ? ¿Cuáles son los beneficios y cuándo se aplican? ¿Cuáles son los inconvenientes y cuándo se aplican? ¿Cómo debo ajustar mi técnica (y expectativas) en función del recuento de megapíxeles de mi cámara?

Desde un punto de vista puramente teórico: más megapíxeles son buenos .

La gente a menudo habla de cómo los sensores de megapíxeles altos ahora superaban a la mayoría de las lentes, por lo que no tenía sentido ir más alto a menos que usaran el mejor vidrio. Esto no siempre es cierto. La resolución del sistema es el producto de la resolución de la lente y la resolución del sensor. Por lo tanto, si mejora uno, la resolución de su sistema mejorará independientemente del otro. Eventualmente, obtienes rendimientos decrecientes, pero desde un punto de vista teórico, un sensor no puede resolver una lente hasta que los efectos de difracción se hagan cargo.

Teóricamente para un tamaño de salida final fijo, el ruido es independiente de la resolución del sensor. Sí, los píxeles más pequeños capturan menos luz, por lo tanto, el nivel de ruido por píxel es más alto. Pero si cambia el tamaño de una imagen de megapíxeles altos para que coincida con una inferior, promedia los valores de píxeles y, por lo tanto, el ruido se nivela. La gente se queja regularmente de los ruidosos compactos de megapíxeles cuando ve imágenes al 100%. Pero esa es una comparación totalmente injusta.

Desde un punto de vista práctico: más megapíxeles no están mal

Desde un punto de vista práctico, la situación de ruido es más complicada, pero la evidencia que he visto sugiere que los sensores de alta MP no son mucho más ruidosos en comparación con el mismo tamaño de imagen (ver arriba). Buscaré algunos enlaces.

La situación de la resolución es complicada por el hecho de que [la mayoría] de los sensores no ven en color y, por lo tanto, tienen una rejilla bayer que requiere un filtro anti-aliasing. El alias es peor cuando la frecuencia de muestreo coincide con la frecuencia de su señal (es decir, detalle de la imagen). Aumentar el recuento de megapíxeles más rápido que los aumentos en la frecuencia de la señal debería mejorar el aliasing, hasta el punto en que se pueda eliminar el filtro de aliasing tradicional.

Hay otros problemas prácticos relacionados con su capacidad para extraer detalles adicionales de su sensor:

• La regla de 1 / distancia focal ya no se aplica a medida que aumenta los megapíxeles, necesita una estabilización cada vez mayor y también mayores velocidades de obturación a medida que el movimiento del sujeto se vuelve más evidente.

• La difracción se convierte en un problema a medida que aumenta los megapíxeles a medida que los píxeles se vuelven más pequeños que el disco Airy .

• Los requisitos de procesamiento y almacenamiento de datos son más altos.

Vale la pena enfatizar que estas no son desventajas de un recuento de megapíxeles más alto, ya que siempre puede reducir el tamaño de sus imágenes, y no se pierde nada en comparación con una cámara con un recuento de megapíxeles más bajo. La excepción está en el procesamiento de datos de la cámara, ya que la cámara tiene que leer todo el sensor al tomar fotos fijas y de alguna manera procesar esta información.

Entonces, ¿qué tan alto puedes llegar? He visto cálculos de la apertura de limitación de difracción para la luz roja con un sensor de fotograma completo de 350 megapíxeles que es f / 2.8 (la luz verde y azul requiere aberturas aún más grandes) para que te hagas una idea. Personalmente, creo que sus devoluciones superarían un sensor de 50 megapíxeles y 35 mm, hasta un máximo de quizás 75-100. Una vez que obtenga una difracción notable en f / 5.6, las personas se volverán desinteresadas, y una vez que tenga que abrir hasta f / 2.8 con una lente que sea nítida en f / 2.8, la carrera de megapíxeles habrá terminado.

Los formatos más grandes permiten más megapíxeles antes de que se establezca la difracción (en una determinada f / parada), sin embargo, la profundidad de campo es menor en la misma f / parada, lo que requiere que se detenga más para la profundidad de campo, por lo que parece no haber una ventaja intrínseca cuando se trata de difracción (aunque es más fácil hacer lentes que sean nítidos en la apertura de limitación de difracción para un formato más grande).

La existencia de cámaras de formato medio de 80 megapíxeles apunta al hecho de que sería posible, por difracción, con un vidrio suficientemente bueno. Aunque los usuarios de tales cámaras señalan lo difícil que es utilizar 80MP, esto indica que es un buen límite práctico, si no teórico.

Un giro diferente en la pregunta de más megapíxeles no es "¿es mejor la claridad de la imagen de borde a borde" sino "¿hay algo que pueda hacer con los bits adicionales"? Una cosa que veo cada vez más es la flexibilidad para reutilizar imágenes recortando simplemente porque una imagen recortada todavía tiene una resolución suficiente para muchos, si no para la mayoría de los propósitos.

Y ... si / cuando las lentes coinciden con la resolución del sensor para los sensores de gama alta (no estoy convencido de que todas las lentes sean superadas por los sensores DSLR superiores), entonces probablemente estará feliz de tener la resolución adicional.

Hacer eco del sentimiento de "más píxeles es más lento para guardar en los medios", esto puede ser un problema cuando se dispara la acción y en al menos otro caso (borde): HDR portátil.

Durante mucho tiempo he opinado que para los usuarios normales, más megapíxeles no le brindan beneficios del "mundo real".

Los pros de más megapíxeles:

• Le permite imprimir más grande, sin pérdida de detalles.
• Le permite recortar una imagen sin perder detalles. (<- Personalmente uno que uso mucho)
• Le permite elegir muchos detalles pequeños en la revisión.
• Graba más información en una escena.

Los contras de más megapíxeles:

• El aumento de la información capturada en una escena puede significar que en áreas de contraste, como el borde de algo, se captura tanta información que no 'cambia' rápidamente de una a otra. Esto puede significar, al revisar las imágenes, que se ven más suaves y no tan nítidas como las fotos de una cámara de menor megapíxel. Mi experiencia con esto es la 8mp EOS 350D frente a la 18mp EOS 7D. La 7D es técnicamente superior en todos los sentidos, pero incluso con las mismas lentes, las fotos tomadas con la 350D se ven más nítidas.
• Más megapíxeles = archivos de mayor tamaño, especialmente RAW. Por lo tanto, puede ser necesario más espacio en disco, así como que su CPU trabaje más (/ más tiempo) para cargarlos.
• Algunas lentes comenzarán a mostrar fallas con cámaras de tan alta resolución, por lo que para obtener lo mejor de la cámara, deberá invertir en vidrio más caro.
• El rendimiento con poca luz puede comenzar a sufrir, ya que los píxeles se empaquetan más densamente en el sensor, lo que genera más ruido en exposiciones más largas.

Entonces, a menos que esté tomando una foto con la intención de hacerla volar en tamaño A1, o más allá (vallas publicitarias, etc.), simplemente no necesita los megapíxeles. Para ver regularmente en pantalla o imprimir un álbum familiar, un megapíxel más bajo (8-12) será más que suficiente y le dará resultados más nítidos.

Tenga en cuenta que estos sentimientos se basan solo en mis propias observaciones sobre el uso en el mundo real. No son científicos de ninguna manera ...

En general, más megapíxeles son mejores. Sin embargo, hay más de un factor en la nitidez de las imágenes de una cámara. Por ejemplo, si tiene imágenes de 500 megapíxeles, la lente seguirá limitando la nitidez de las imágenes a una resolución mucho más baja. Muchas cámaras de apuntar y disparar tienen suficientes megapíxeles y lentes lo suficientemente baratas como para que el factor limitado sea claramente la lente en lugar de la cantidad de píxeles.

Algunas desventajas menores de un gran número de megapíxeles son la transferencia más lenta de la cámara a la computadora y los archivos más grandes en la computadora y la tarjeta de memoria. En general, puede ajustar el tamaño de imagen más pequeño en una cámara, pero esto puede no afectar a las imágenes RAW.

Aparte del inconveniente del tamaño de la imagen y el costo adicional, demasiados megapíxeles no dañarán nada.

Parece que nadie ha tocado el tema del área sensible a la luz. Los sensores pueden estar iluminados por delante o por detrás y esto dará como resultado diferentes efectos al aumentar el número de píxeles.

Sensor con iluminación frontal

Un sensor con iluminación frontal tendrá transistores y rutas eléctricas en el lado sensible a la luz del sensor. Estos componentes cubrirán partes del sensor y reducirán el área sensible a la luz. Agregar más píxeles significa más transistores y un área reducida sensible a la luz.

Un área sensible a la luz más pequeña da como resultado un rendimiento más bajo.

Esto puede mitigarse un poco mediante el uso de microlentes.

Sensor retroiluminado

Dado que los transistores para cada píxel y las rutas eléctricas no están en el mismo lado que el área sensible a la luz, los sensores retroiluminados tendrán la misma área sensible a la luz, incluso si se aumenta el número de píxeles.

A veces más píxeles es malo.

Desea mejores píxeles, no más, dependiendo del tamaño del sensor. Necesita sensores lo suficientemente grandes como para poder capturar un número suficiente de fotones.

Mientras los sensores se hacen más pequeños, la ley de Moore y todo eso, los fotones no.

Más megapíxeles siempre son buenos práctica y teóricamente.

En primer lugar, Megapixels solo significa Million Pixels. Cuanto más tenga que trabajar con estos, mejor será. Siempre.

Las limitaciones que se discuten son una mala forma de pensar. Para intentar crear una analogía para los fotógrafos:

¿Preferiría tener una Canon de 42mp o una Canon de 5.6mp si todas las demás características, diseño y costo son idénticos?

Apuesto a que te fuiste con el 42mp. Apuesto a que todos lo hicieron. Desacreditar la pregunta debido a otros elementos como lentes, espacio en disco o poder de procesamiento es una cuestión tangencial a la pregunta real.

Otra cosa importante a destacar es que con una lente macro decente, podría unir cientos de marcos de N megapíxeles individuales en uno masivo. Aquí hay algunas imágenes de 80 gigapíxeles para que todos disfruten.

Mi punto de mencionar esto es porque la mayoría de los problemas que la gente dice como posibles inconvenientes no son contras de megapíxeles, son contras de otros dispositivos. Una lente que no puede obtener nitidez de borde a borde no debería tener ninguna relevancia para esta pregunta como se plantea.

Entonces, ¿cuándo debería buscar más megapíxeles? Siempre. Cuantos más megapíxeles por fotograma, mejor estará. Cuantas más opciones de recorte tenga, menos costuras tendrá que hacer, más fácil será seleccionar las cosas en el procesamiento posterior, etc.

Y antes de que alguien diga, pero ¿qué pasa con los píxeles más grandes? De nuevo, todo esto es igual Hay muchos otros factores para determinar una cámara, pero esta pregunta solo se refiere al recuento de megapíxeles. Apple y Sony y otros que buscan hacer píxeles más grandes son una adición bienvenida, y si pudiera tener el doble de esos píxeles más grandes con todo igual, incluido el costo, lo haría. Cada vez.

Estoy totalmente de acuerdo con las respuestas de Matt y Steve, pero creo que también hay que tener en cuenta las enormes ventajas de tener una resolución más alta al realizar el procesamiento posterior en las imágenes. En general, más megapíxeles producirán imágenes mucho mejores si intenta aprovechar al máximo el procesamiento posterior (siempre y cuando, por supuesto, no esté comparando una cámara ruidosa con una gran cantidad de megapíxeles con una buena cámara de bajo ruido con un número menor de megapíxeles, tenga en cuenta que la pregunta menciona específicamente la tecnología moderna de sensores).

Las imágenes tomadas con la mejor cámara por buenos fotógrafos a menudo tendrán un poco más de resolución que la justificada por la calidad de la imagen. Además, como señala Matt, incluso una toma perfecta con una lente perfecta tendría falta de nitidez debido a la difracción si la resolución es lo suficientemente alta. Por lo tanto, puede preguntarse si aumentar la resolución, por ejemplo, sería útil un factor de diez si las imágenes típicas ya muestran falta de nitidez en escalas de longitud más largas que el tamaño de píxel.

Consideremos el punto de Mike sobre la falta de nitidez en áreas de contraste. Suponga que el brillo cambia rápidamente de un valor a otro en más de 4 píxeles y con diez veces la resolución, este cambio habría ocurrido más gradualmente en 40 píxeles. Dada la última imagen, puedo calcular la función de dispersión de puntos con mucha más precisión ya que tengo diez veces el número de puntos de datos. Esto me permitiría enfocar la imagen usando la deconvolución con mucha más precisión. La desconvolución generará artefactos, cuanto más precisos sean los cálculos, mejor será el equilibrio entre los detalles recuperados y los artefactos espurios.

Otra aplicación es corregir la sobreexposición cuando el valor de brillo de pequeñas partes de la imagen se recorta al máximo (también en la imagen en bruto). Sin el beneficio de múltiples imágenes con diferentes exposiciones, no puede construir una imagen HDR. Pero lo que puede hacer es considerar los bordes del área sobreexpuesta en la imagen y luego con la función de dispersión de punto local (que se puede tratar de calcular a partir de áreas cercanas de alto contraste), puede calcular el brillo correcto (también gradientes y orden superior derivados) justo en las áreas sobreexpuestas.

Obviamente, esto funcionará mucho mejor cuantos más píxeles tenga con los que trabajar y cuando la imagen no sea perfectamente nítida. Si bien los resultados de dicho ejercicio serán bastante limitados (no podrá restaurar los detalles dentro del área sobreexpuesta), creo que obtener el color correcto de un área sobreexpuesta blanca fea puede hacer que valga la pena.