为什么是2000万像素?像素越多越好吗?
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[1 楼] 天津老崔 [泡菜]
21-1-4 11:18

一个现象,比如说,佳能EOS 1DX3 2010万像素,再比如说,奥林巴斯E-M1 Mark III 2040万像素,您还可以举出更多2000万像素级别的顶级相机。
另一个现象,佳能EOS R5 4500万像素,尼康Z72 4575万像素,也还可以举出更多。
为什么顶级相机纷纷采用2000万像素级别,为什么新出的全幅纷纷采用4000万以上像素?像素越多越好吗?
详细分析一下下面一组数据:
佳能 EOS 1DX3 ,cmos尺寸为35.9x23.9mm,像素数为5472×3648。 横向5184/35.9=144.4像素/mm ,纵向3648/23.9=152.6像素/mm,略有区别。也就是,约为150像素/mm。
检测镜头解析度时,
相对于10lp/mm,也就是每毫米10线对,一条黑加一条白占据约15列像素的宽度。
相对于30lp/mm,也就是每毫米30线对,一条黑加一条白占据约5列像素的宽度。

奥林巴斯E-M1 Mark III,cmos尺寸为17.3x13mm,像素数为5184x3888。 横向5184/17.3=299.7像素/mm,纵向3888/13=299.1像素/mm,基本相同。也就是,约为300像素/mm。
相对于20lp/mm,也就是每毫米20线对,一条黑加一条白占据15列像素的宽度
相对于60lp/mm,也就是每毫米60线对,一条黑加一条白占据5列像素的宽度,或者说,一条黑或一条白,独自占据2.5列像素的宽度。

分析一下,这些数据中可以看出什么:
首先,每毫米10线对,还有每毫米30线对,好像也就是鸟毛的粗细吧。如果一个镜头,能把这么细的线对解析清楚,鸟身上的毛,无论粗细,就应该都能数清了吧。更何况,cmos的密度,比这还要多,难道还真的需要更多的像素吗?
其次,奥林巴斯虽然采用了更高的20和60线对的标准,其实一个线对所占像素的列数,与全幅是一样的。也就是说,如果它们测得的MTF值相当,它们的解析度也就相当。或者说,pro镜头尽管技术含量高,但是其实它在4/3底上的表现,只是与全画幅的顶级镜头,在全幅底上的水平相当。
问题来了:
先说,检测镜头时,线对数再高点行吗?换句话说,镜头的解析度标准再高点行吗?比如对佳能 EOS 1DX3,采用72lp/mm,也就是每毫米72线对,一条黑和一条白各据1列像素的宽度。那就麻烦了,如果检测时,正好一条线对正一列像素,那是挺好,如果一条线跨两列像素,那两列像素都受影响,结果是灰成一片。如果镜头的解析度不好,线条本身边缘就模糊,那就没法说了。所以,检测用的线对数必须恰当,才能够保证检测到足够多的纯白和纯黑。
换句话说,只有当像素密度提高了,才需要提高线对数。线对数提高,就必须提高镜头的解析度。
再有,如果线对歪了,是一条斜线,会出什么情况呢。实验室的严格条件下,他们可能可以避免这种情况发生,实际拍照时,必然都是斜线。
斜线存在的结果,必然是斜线的边缘上,有很多时候都会占据部分像素,然而,在数据输出和重现时,像素上的数值,都是以一个像素来表现的,这样一来,将来在显示屏上看到的一条线,边缘就变成锯齿形了,从使用者眼光看,这条线的边缘就模糊了,也就是清晰度就会下降了。
那么,增加像素会怎样呢,效果是肯定的。原理是,斜线的边缘,当然还会是出现锯齿,但是锯齿的尺寸减小了很多,看起来清晰度就提高了。

提高像素数,对于提高清晰度应该是确实有效的,所以现在不少品牌的全画幅,纷纷打出高像素的招数。但是,反过来,高像素也有很多弊端。比方说,你一个人,坐一个凳子就够了,现在,屁股还那么大,非要给你换成9个、或者16个小凳子,是不是成本太高了。
像素数的增加,意味着数据量的增加,数据的处理和存储,必然受到影响。我倒不是完全反对增加像素数,只是在当前处理器能力有限的情况下,相机厂商要做的首先是提高连拍速度,以及开发尽可能多的功能。也许,将来处理器的能力,有了极大的提高,那时再增加像素数也不迟。
初步的结论,可以看到,目前的2000万级别的像素数,已经够用了,而且,与目前镜头所能达到的解析度,是匹配的。
进一步分析,其实,以上是讨论了两个问题。一个是说,要想表现更多的细节,增加像素好像是不二的选择。但是,必须同时提高镜头的解析度,才能配合和实现。另一个问题是,提高像素数,是不是能提高对比度和清晰度,也就是能不能提高画质的问题。从上面的分析看,答案是肯定有效的。但同样需要提高镜头的解析度,以及需要更大的数据量处理能力。

对于我们玩照相的人来说,我们当然希望相机有更高的像素数,也希望镜头有更高的解析度,但是这现实吗?从现在的现实情况看,我觉得提高像素数好像没什么问题,cmos的像素密度越做越大,好像没什么问题。问题是,镜头的解析度还能更高吗?对于M43系统来说,pro镜头的技术应该说很领先了,要想再上一个台阶,恐怕难度太大。不一定是技术上实现不了,成本上能不能让大众接受,恐怕是主要问题。所以,我觉得,对于奥巴来说,人家的工程师们,大概是早就看明白这点了,要想奥巴大幅度增加像素数,事实上是不可能的。我常看到,有些网友在那里大喊希望奥巴增加像素,可能是并不理解这点。更何况,奥巴在明知实质增加像素为不可能的情况下,已经另外开辟了超解的路径。
另一条路径,就是既要增加像素数,又同时增加cmos面积,这就是中画幅了。所以,非得要拍大画面的朋友,还是去玩哈苏吧。
而对于全画幅镜头来说,现有标准已经维持多年了,我觉得提高一下解析度的可能,还是很大的。有没有实例?我忽然发现,佳能的EF 24-70mm f/2.8L II USM,具有这样的潜质。请看它的MTF曲线,在10lp/mm时,数值达到了惊人的100%,在30lp/mm时,数值也惊人的超过95%。如果换成20和60线对的标准测试,肯定超过奥巴的pro头。虽然售价高达13400,仍然是超值。如果想用佳能4500万像素的EOS R5,这个镜头好像是最佳镜头了。当然,佳能的另一只RF24-70mm F2.8 L IS USM镜头,指标也足够靓丽了。

一个疑问,照上面的分析看,任何一个镜头,都不可能在测试时,做到所有像素中,百分之百的非黑即白,总会有有些象素处于“灰”的状态,这个百分之百,怎么来的呢?

MTF曲线图
24mm

70mm
[26 楼] 二月四天空 [泡菜]
21-1-5 23:39
batsing 发表于 2021-1-5 19:55
索尼早就出过四千万像素的m43底了,但是直到奥巴宣布卖身,索尼才肯出货卖给m43相机厂家
真的假的啊
[25 楼] Hassid [泡菜]
21-1-5 21:44
泡泡龍大哥 发表于 2021-1-5 18:54
没用过的话,就不要说得那么肯定,,在你心中哪个头算牛头

我先后买过两个45-150,老版和新版的,35-100 2.8,40-150 2.8就是牛头。
45-150的画质实在没什么好说的,只能说值这个价和体积重量,畸变是长焦的天生优势,也没什么好说的。
[24 楼] batsing [泡菜]
21-1-5 19:55
sandoo 发表于 2021-1-5 12:04
还不是奥巴没钱买,哪里是索尼不给呀。只要有钱 索尼1英寸底都做得好好的,400多个对焦点,1000fps视频慢动作,做成m43轻而易举。

索尼早就出过四千万像素的m43底了,但是直到奥巴宣布卖身,索尼才肯出货卖给m43相机厂家
[23 楼] 泡泡龍大哥 [资深泡菜]
21-1-5 18:54
Hassid 发表于 2021-1-5 14:44
分辨率就是正宗狗头的水平

没用过的话,就不要说得那么肯定,,在你心中哪个头算牛头
[22 楼] Hassid [泡菜]
21-1-5 14:44
泡泡龍大哥 发表于 2021-01-05 13:19
M43大部份镜头畸变纠正了(强制定入了RAW和JPG),像素全部重组了,完全不是CMOS采集到的真实图片了,哪还来的一个像素占几线好的概念。...

分辨率就是正宗狗头的水平
发布自 色影无忌小程序
[21 楼] 泡泡龍大哥 [资深泡菜]
21-1-5 13:27
现有M43机型 ,,拍张RAW,然后用Faststone把RAW转换成JPG,就会得一张比JPG大一圈的而且畸变明显的图片。
用ACR,LR打开RAW得一的图片视觉跟JPG是一模一样的。为什么会大一圈呢,而平时大家拍JPG,RAW的图片,都是裁取了每一张图片的中间部分而已,这样图片像素四周裁了一圈,就没有机器标称的像素了,
比如2000万的CMOS,照片只用到了1900多万,怎么办呢,LR,ACR就把1900万的图片拉伸到2000万。就是这个意思。
图片显示的像素全部经过像素重组了。
[20 楼] semilin [资深泡菜]
21-1-5 13:19
天津老崔 发表于 2021-1-4 11:18
一个现象,比如说,佳能EOS 1DX3 2010万像素,再比如说,奥林巴斯E-M1 Mark III 2040万像素,您还可以举出更多2000万像素级别的顶级相机。
另一个现象,佳能EOS R5 4500万像素,尼康Z72 4575万像素,也还可以举出更多。
为什么顶级相机纷纷采用2000万像素级别,为什么新出的全幅纷纷采用4000万以上像素?像素越多越好吗?
详细分析一下下面一组数据:
佳能 EOS 1DX3 ,cmos尺寸为35.9x23.9mm,像素数为5472×3648。 横向5184/35.9=144.4像素/mm ,纵向3648/23.9=152.6像素/mm,略有区别。也就是,约为150像素/mm。
检测镜头解析度时,
相对于10lp/mm,也就是每毫米10线对,一条黑加一条白占据约15列像素的宽度。
相对于30lp/mm,也就是每毫米30线对,一条黑加一条白占据约5列像素的宽度。

奥林巴斯E-M1 Mark III,cmos尺寸为17.3x13mm,像素数为5184x3888。 横向5184/17.3=299.7像素/mm,纵向3888/13=299.1像素/mm,基本相同。也就是,约为300像素/mm。
相对于20lp/mm,也就是每毫米20线对,一条黑加一条白占据15列像素的宽度
相对于60lp/mm,也就是每毫米60线对,一条黑加一条白占据5列像素的宽度,或者说,一条黑或一条白,独自占据2.5列像素的宽度。

分析一下,这些数据中可以看出什么:
首先, ...


起码以现在的传感器结构和设计,依然是像素越多越好。楼主忽略了一个很大的问题就是马赛克传感器的一张2000万的照片和一张电脑生成的2000万像素的矢量图是不一样的。为什么2000万像素的矢量图转位图要比2000万像素的相机照片锐?为什么4000万像素的照片缩图到2000万要比原始2000万相机拍的锐?哪怕你全屏在4K显示器上看,依然感觉得出差别?

最根本的原因在于,现在的大多数数码相机都是马赛克传感器,也就是说2000万像素的一张照片其实是由500万的一张红色照片,500万的一张蓝色照片和1000万的一张绿色照片合成的。加上合成算法(解码赛克算法)的损失,一张2000万像素数码相机的照片,要远没有一张800万像素(4K)的矢量图转位图锐。如果你上面的测试标板不是黑白线,而是黑红线,或者黑蓝线,你再看看分辨率,2000万像素将惨不忍睹。

先来看看同是一个像素,显示器的一个像素和数码相机马赛克传感器的一个像素的区别:
下面我们看看解马赛克算法是怎么把这个马赛克传感器上获得的500万红,500万蓝,1000万绿的信息合成一张2000万的照片的,这里以最简单的线性插值算法为例:
{G插值=>RGB: R=(R上+R下)/2, G=G, B=(B左+ B右)/2},
{R插值=>RGB: R=R, G=(G上+G下+G左+G右)/4, B=(B左上+B左下+B右上+B右下)/4}
{B插值=>RGB: R=(R左上+R左下+R右上+R右下)/4, G=(G上+G下+G左+G右)/4, B=B}

那么对于一个原本照射在传感器上占3X3像素面积的红色点,解马赛克之后只剩一个点和周围一圈伪色,哪怕你1:9缩图,也不能完全恢复它原本的颜色:
这就是为什么所有厂家都还在不断的提升像素。如果你去看看那些风光摄影师,它们依然希望用最高像素的相机拍照片。比如有专业风光摄影师就说过,2米的风光照,一亿像素比5000万优势明显。
[19 楼] 泡泡龍大哥 [资深泡菜]
21-1-5 13:19
M43大部份镜头畸变纠正了(强制定入了RAW和JPG),像素全部重组了,完全不是CMOS采集到的真实图片了,哪还来的一个像素占几线好的概念。

松下45-150这个镜头我用过是没有畸变纠正 ,能真实得到CMOS得到的原始物理图像。45-150RAW图像100%显示感觉比1240PRO还
扎实
[18 楼] 云淡风轻78 [禁言中]
21-1-5 12:50
顶老乡的论文,选机还是根据自己需求,还有看目前的技术科技水平,来做衡量,无反解决了快门问题买高像素机,而却未来还会做更高像素的机器。单反买低像素机,快门震动影响了单反发展像素,我认为5000万到达瓶颈了,相机不能只在架子上拍照,很多时候还是要手持的,2000万足够用。还有镜头的解析力问题,最好的方案还是好机配好镜,尤其现代锐度头,能撑死目前像素数,配狗头都喂得饱的。我一直在找拍出高品质图像的方法,器材不是最重要的,关键是‘技术’,发挥器材的全部能力,这个‘技术’有前期有后期,前期主要的是光,还有对机器的挖掘,有自己的设置方案,后期能让成功拍摄的片子大放异彩,本人还很菜,研究中
[17 楼] E3U3 [泡菜]
21-1-5 12:16
分析了一大顿,就没考虑显示器的因素吗?2000万像素连6k的屏幕都铺不满,还谈何够用。

若是以200%显示,照楼主的算法8000万像素才够用。而这个放大比例现在很常见。
[16 楼] damian_yang [泡菜]
21-1-5 12:16
sandoo 发表于 2021-01-05 12:04
还不是奥巴没钱买,哪里是索尼不给呀。只要有钱 索尼1英寸底都做得好好的,400多个对焦点,1000fps视频慢动作,做成m43轻而易举。

还有海量的陈年2000w底库存等着你消化呢
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[15 楼] chncwk [泡菜]
21-1-5 12:11
像素是足够用的前提下,越少画质越好。
[14 楼] sandoo [泡菜]
21-1-5 12:04
batsing 发表于 2021-01-05 01:38
因为索尼不肯给,松下自己又做不来。

这个世界如果可以唯技术论,那人类早就可以移民月球了
还不是奥巴没钱买,哪里是索尼不给呀。只要有钱 索尼1英寸底都做得好好的,400多个对焦点,1000fps视频慢动作,做成m43轻而易举。
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[13 楼] nikonbeta [泡菜]
21-1-5 11:53
600万像素足够了
[12 楼] Hassid [泡菜]
21-1-5 11:46
从lenstip的分辨率评分来看,像素是有用的。dxo的低感评分来看,1600w的松下gf9更好
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[11 楼] 兔行天下 [泡菜]
21-1-5 11:22
楼主分析力超强,可惜我只能看看,不能分析
[10 楼] ddk350 [泡菜]
21-1-5 10:21
我认为速度和画质目前不可兼得
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[9 楼] gemyu [泡菜]
21-1-5 10:15
我只知道用尼康2400万像素的APS-C机器拍的风景,同样环境同样地点用任何4/3机器拍的照片(不允许多张叠加),100%电脑上看,一定是尼康胜出。 甚至用三星的nx500 2800万的和4/3比,也是三星胜出。
[8 楼] batsing [泡菜]
21-1-5 09:38
因为索尼不肯给,松下自己又做不来。

这个世界如果可以唯技术论,那人类早就可以移民月球了
[7 楼] 花工 [资深泡菜]
21-1-5 08:55
像素越高越好!
[6 楼] 委座 [泡菜]
21-1-5 08:52
无穷像素最好
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[5 楼] 肯德鸡 [泡菜]
21-1-4 21:21
神论哥
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[4 楼] sandoo [泡菜]
21-1-4 11:50
吃不到葡萄说葡萄酸呗
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[3 楼] 南美蟋蟀 [泡菜]
21-1-4 11:36
搁着儿发表论文呢
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[2 楼] 国砖 [泡菜]
21-1-4 11:28
我怎么记得奥巴官方说过1200万像素是最佳的,不是LZ说的2000万像素