在其他所有条件相同的情况下,在数码单反相机中,更大的传感器会产生更清晰的图像吗?


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我问一个问题,前一阵子在这里对“甜蜜点”的镜头的,这导致了一个非常有趣的“锐度”,光物理学,和一般的图像质量的讨论。

第一个问题

在电影界,大画幅胶片以提供优于小画幅的清晰度,动态范围和保真度而著称。

最终结果显然引人注目,但难以描述。

在数字世界中,大型传感器是否比大型传感器具有与小型传感器相同的优势?

澄清问题和注意事项(请阅读

  • 这个问题仅适用于当前的DSLR,因此请忽略“中等格式”哈苏型传感器或实验传感器。

  • 这个问题说“ 其他所有条件都相等 ”,因此请忽略“不是工具,而是摄影师 ”或“ 这与镜头和玻璃有关的想法

  • 我知道“清晰度”和“图像质量”是有问题的概念,尤其是在尝试测量它们时。请尝试考虑胶片尺寸的关系,并将其应用于该问题。

第二个问题

我传统上是用电影拍摄的,所以我喜欢它的“品质”。但是我想从数码尼康D50升级。

考虑到第一个问题,我是从D700中“获得”高保真图像质量,还是较新的D7000就足够了(如果大小无关紧要,而技术毕竟是较新的)

干杯!


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如果您有2个问题,下次可以创建2个帖子吗?请?
stevenvh 2010年

这是一个两部分的问题,不是吗?我认为第二个会作为重复副本关闭吗?
andy

第一部分是不包含品牌的一般问题-APS传感器是否比APS-C传感器具有明显的质量优势?第二个非常具体-我会注意到d700和d7000之间存在质量差异吗?我不知道第一个问题的答案,但是第二个问题可以针对您自己的特定样式对每个样本进行测量和测试,即,这是一个更容易回答的问题。
mmr 2010年

mmr同意了,尽管真正的问题我绝对是第一个感兴趣
andy

我发现有趣的说法是,使用胶片时,尺寸除分辨率外还具有其他优势。如果乳化液相同,那么如何具有更大的动态范围?
卡雷尔2010年

Answers:


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澄清:

首先,您正确地指出清晰度是主观的,但是可以测量相机系统解决小细节的能力,并且此测量与感知到的清晰度密切相关。当您对黑白线成像得更近时,它们最终将合并为灰色斑点。通过测量在黑白之间失去一定的对比度之前可以得到的近线,您可以测量清晰度。表示线之间相对于图片高度的距离可以从等式中删除最终的输出大小,此清晰度度量是每个图片高度的最大线对(即,一个白色,一个黑色),具有足以区分出的对比度。

第一个问题:

在所有条件相同的情况下(相同的镜头,被摄体,设置,最终输出尺寸),较大的传感器将在帧中心产生具有较高峰值锐度的图像,并且在整个帧中具有较高的平均锐度。它可能会比较小的传感器图像具有更柔和的角,因为从中心向外移动的距离越远,镜头投射的图像圆的锐度就会大大降低,并且更大的传感器会捕捉到镜头图像圆的极限。

如果以8mp的佳能30D和22mp的1DsMkIII为例,则30D的像素大小几乎完全相同,因此其图像类似于从1Ds图像中裁剪出中间图像。可以想象,裁剪中间部分然后放大图像以获得相同的输出大小,您将不得不进行缩放并失去清晰度。

例如,以12mp 450D和12mp 5D为例,较小的450D具有相同数量的像素,但它们却小得多,并且一起拍摄的镜头所投射的图像更少,因此有点像炸毁图像的中心镜头投射出来,再次失去清晰度。5D传感器的较大像素可有效地从更远的地方观看镜头图像,并且对镜头分辨率的要求降低,因此将产生更清晰的图像。

您会看到这种趋势,较大的传感器会在dpreview 镜头测试中反映出更清晰的图像,使您能够查看不同传感器上同一镜头的MTF(镜头分辨力或清晰度)的度量:

http://www.dpreview.com/lensreviews/nikon_50_1p4g_n15/page3.asp

将DX(1.5裁切)格式的尼康AF-S 50mm f / 1.4G镜头与FX的测试结果进行比较。在f / 4时,DX(较小)传感器在中心的每个图像高度分辨1500条线对,在角部分辨1250条线对。具有相同孔径的FX传感器在中心分辨率超过2200 lp / ph,在角落分辨率超过1500

第二个问题:

关于第二个问题,对于相同的传感器尺寸,增加百万像素的数量将提高清晰度(然后提高图像质量)。但是,随着百万像素数的增加,改进程度会变小,因此在某些时候您需要使用更大的传感器。很难说D7000是否可以满足您的清晰度需求,您必须尝试借用!

还有另一个因素,即传感器尺寸之间的差异远大于清晰度,这就是景深。同样,在所有条件都相同的情况下(最重要的是构图),使用较大的传感器将获得更浅的景深,约为1.3级。对于大多数人来说,这是使用更大的35mm DSLR传感器的主要原因。若要获得与在APS-C(如D7000)上以50mm f / 1.4拍摄的FF相机相同的图像,则需要30mm f / 0.9之类的东西!


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谢谢,如果您认为这已经回答了您的问题,可以通过单击问题旁边的复选框图标将其标记为已接受!
Matt Grum 2010年

++极好的答案。
jrista

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哈哈,我只想稍等片刻...它鼓励其他人回答,这丰富了我的知识
andy

“例如,以8mp的佳能30D和22mp的1DsMkIII为例,30D的像素大小几乎完全相同,因此它的图像类似于从1Ds图像中裁剪出中间部分。您可以想象,将中间部分裁剪然后吹起来要使图像达到相同的输出尺寸,您将不得不放大图像并失去清晰度。” 您能再解释一下这部分吗?考虑到它们具有几乎相同的像素大小,我认为裁剪标记III的中央8mp将产生与8mp 30D图像相同大小的图像。谢谢!
LyK

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清晰度或可感知的清晰度受许多因素影响,但是传感器对此的影响确实取决于它们周围的一些细节。通常,全画幅传感器比APS-C传感器具有更大的照片位置,后者又比傻瓜相机大。因此,如果我们以此为基础进行讨论,并了解到我所描述的“典型”情况有例外,则:

较大的像素尺寸在噪声控制方面提供了一些优势,可以帮助感知清晰度(较少的细节损失),但是更大的优势在于,由于可以将增大尺寸的通风盘容纳在内部,因此需要较小的孔径来限制衍射。图片网站的时间更长。例如,佳能EOS 1D在f / 16时开始受屈光限制,而尼康D70在f / 11时就受屈光。现在,请记住,传感器的物理尺寸并不会特别影响此情况,这只是一种情况,通常(尽管并非总是如此),较大的传感器在当前相机中具有较大的照片位点。有关更多详细信息,请参见《剑桥彩色杂志》中的文章

清晰度的另一个因素是对比度。较大的传感器通常(尽管并非总是如此)具有较大的动态范围,通常可以带来更好的对比度。如果对比度更好,则清晰度更好。当然,这取决于主题,如果两者之间没有什么区别,那么使用哪种相机并不会产生太大的不同。

不利的一面是,较小的像素尺寸实际上可以放大在相同的焦距下捕获更多的细节。这就是裁剪因子或焦距倍数起作用的地方。APS-C(1.5)裁切因数上的100mm镜头与全画幅上的150mm镜头具有相同的视角。在该视角范围内,即使不受衍射限制,APS-C也会比全帧捕获更多像素的数据,这给了它更多的细节,并且如果您使用两者均为100mm镜头。顺便说一句,如果您想要较浅的景深,有时这是不利的。这是许多人都难以从一个点拍出漂亮的散景并进行拍摄的原因之一(尽管可以做到)。

但是,我以传感器的“典型”状态为前提开始了这种响应,但是围绕这一技术的技术正在迅速而持续地改进。索尼(通常提供尼康和宾得)和佳能在传感器技术上取得了长足的进步,并生产了具有更高动态范围和更低噪音的更高密度的APS-C传感器。例如,诸如Pentax Kx(索尼传感器)之类的相机因其低光噪声控制与全画幅传感器处于同一个球场而受到好评。因此,尽管全画幅相机在当今这一领域可能会有一些优势,但我认为这不一定会一直存在。现在,这些是“专业”相机,并且将具有许多其他功能,而其他功能则不会,因此无论如何这些功能都可能引人注目。

顺带一提,您排除了中画幅数码相机,但与35mm的全画幅表兄弟相比,它们还有一个额外的优势:没有抗混叠滤镜。滤镜有助于消除波纹,但也会带来一些模糊。这种格式的用户宁愿在后期处理中处理波纹,以在传感器上获得最大的清晰度。


@andy:非常欢迎。顺便说一句,如果您能负担得起的价格,我会全力以赴。最终,它将在处理方面与胶片更加相似。
约翰·卡万

嘿,老兄,请重新阅读您的回答,我只是在第一个网站上略读了一下,再次介绍了一些很棒的资料,尤其是中型的资料
andy 2010年

谢谢,花花公子...是的,我想我将从电影改到相当普通的D50确实是一场艰苦的奋斗...但仍然感觉不对。在投入使用D700之前,我正在考虑购买我的第一部电影“中画幅”!
andy 2010年

如果您使用的是中等格式,则可能需要考虑Pentax。645D即将进入北美市场,预计售价10,000美元,是一款具备dSLR功能和车身结构的中型40mp传感器。除了Pentax的一些新镜头外,Craigslist还提供了很多镜头,尽管我预计645D到货时价格会飙升。
约翰·卡万

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第一个问题

“更大的传感器”是什么意思?更大还是更大?

  1. 尺寸较大。随着像素大小的增加,其感光度会变好,这意味着在相同的ISO设置下噪点会减少。清晰度是一样的。

  2. 较大的像素。在这种情况下,效果是相反的:由于像素较小,您会得到噪点更大的图片。同时清晰度会提高,尽管您可能必须拍摄RAW而不是JPG才能利用此优势。


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我不同意第1点,如果您使用相同的镜头,并保持相同的最终输出尺寸,则清晰度会有所不同。更大的传感器除了具有更高的灵敏度外,还将产生更清晰的图像(就绝对分辨率而言)-请参阅尼康50mm f / 1.4全画幅相机与我发布的APS-C尺寸传感器之间的比较:dpreview.com/lensreviews /nikon_50_1p4g_n15/page3.asp
Matt

Q更高的像素密度确实表明总是等于更多的噪声。它可以,但并非总是如此。例如,即使使用相同的镜头等,佳能5D mk II也会比佳能20D锐利得多。–
罗兰·肖

对于“所有其他条件都相同”的好答案。皮西 我喜欢它,我也会这么说。+1
AJ芬奇

@Rowland:清晰度和噪音是两回事。您的面包车的照片噪点小,但噪音却小。噪点会导致各个像素中的真实颜色出现偏差。
stevenvh 2010年

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stevenh噪声会影响感知清晰度和测量清晰度,但与较大的传感器占用更多镜头成像圈的事实相比,噪声很小。如果像素数相同,则两个传感器中的相应像素会看到相同的颜色,这是不正确的,因为相应的像素正在查看由镜头投射的图像的不同部分!镜头投射的图像分辨率有限。如果仅拍摄此图像的中间部分并将其炸毁(实际上是较小的传感器所做的事情),那么您将失去清晰度。
Matt Grum
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