Megapiksler og annet snadder

[Razul]

Når er noe "et støyproblem", dette er vel såvidt eg har forstått en glidene overgang, jeg vil si kamraer har et støyproblem sålenge man ikek kan ha så høy iso man bare vil uten støy (noe som er fysisk umulig såklart, men poenget er at jeg ikek kan skjønne hvordan man kan dele dette inn i et støyproblem vs ikke et støyproblem, det er snakk om mer eller mindre støy).

 

I tilegg får man (rent pixelmessig), like mange detaljer på 6 MP med dslr som på komoaktkamera, 6 MP er valgt for å få grei opplsøning, og samtidig ikke alt for mye støy, at man kan ha samme pixeltetthet som på et kompaktkamera med enn fullframe, og få tilsvarende dårlige støyegenskaper er greit nok, men når opplsøningen selv på "Lavopppløste" dslr er såpass høy, så er det jo mindre kvalitet å hente her, derfor mener jeg krysningspunktet for et greit kompromiss ikke ligger på samme pixeltetthet.

 

Med forbehold om at jeg ikke har misforstått noe fundamentalt.

 

AtW

 

Artikkelen jeg refererer til har ingenting med ISO å gjøre. (ja, kanskje egenskapene forandrer seg litt avhengig av ISO, men det er ikke det som er poenget). Poenget er at du ved å øke pikseltettheten (ved samme ISO) til slutt vil få så mye støy at det ikke lønner seg å legge til flere piksler. Nødvendig støyfiltrering o.l. vil bli så omfattende at den fjerner mer detaljer enn de nye pikslene legger til, og man får et dårligere bilde enn det man hadde med færre piksler. Dette er målt til å ligge rundt 3µm for de fleste brikketyper. CMOS-brikker (som brukes i speilrefleks) har imidlertid bedre støy og fargeegenskaper enn CCD (som brukes i kompaktkamera), så det er mulig at tettheten kan bli enda høyere på speilreflekskamera enn på et kompaktkamera. Så fra et faglig synspunkt kan det sies å være gunstig å legge til flere piksler iallfall til man når rundt 40 megapiksler for et APS-c-kamera.

 

Hva man selv mener er fornuftig antall megapiksler får selvsagt være opp til deg selv, men det jeg mente i forrige innlegg var at det er feil å hevde at man trenger en større brikke for å forsvare en oppløsning på 15 megapiksler.

[jpsalvesen]

Artikkelen jeg refererer til har ingenting med ISO å gjøre. (ja, kanskje egenskapene forandrer seg litt avhengig av ISO, men det er ikke det som er poenget).

Dette med ISO er faktisk poenget. Du kan altså lage en 96mpx-sensor som lager rene bilder på ISO100 på FF. Fett det, men hvordan ser bildene ut på ISO6400?

 

Vi som er litt fotohoder er godt fornøyd en oppløsning på 10-12mpx. Det gir oss store fine utskrifter - man skal virkelig nær innpå en stor utskrift (som er interpolert slik at pikselering ikke er noe problem) før detaljmangelen blir plagsom.

 

Det er mye større behov for å kunne ta bilder i svakt lys enn det er behov for å skrive ut i A0 1200 DPI.

[k-ryeng]

Så fra et faglig synspunkt kan det sies å være gunstig å legge til flere piksler iallfall til man når rundt 40 megapiksler for et APS-c-kamera.

Det er flere grunner til at det ikke stemmer. For det første vil optikken være en begrensning *lenge* før du kommer så langt, selv høykvalitetsoptikk som Olympus Zuiko Digital Top Pro-serie regnes å klare ca 18-20MP på FourThirds (tall jeg har fått fra Olympus, ingen andre har egentlig mulighet til å finne ut akkurat det for tiden).

 

For det andre vil en større lysfølsom pixel redusere behovet for kretser, slik at man får enda større lysfølsomt areal.

 

For det tredje vil større lysfølsomme arealer gi bedre signaler enn for tilsvarende mindre arealer, med mindre dominerende støyfaktor. At de har funnet ut at 3 um (mikrometer) er en grei grense, går på kompromisser - det er i mange tilfeller det beste kompromisset mellom oppløsning og støy. Det betyr ikke at 3 um er det optimale på noen måte.

 

Den siste grunnen jeg skal nevne (det er sikkert flere) er datahåndtering. Selv om dagens datamaskiner klarer greit å håndtere 10MP, ønsker man ikke å forkrøple hastigheten mer enn nødvendig, og man ønsker ikke investere en formue i harddisker bare for å lagre data som *aldri* kommer til noen praktisk nytte. 6MP gir gode A3-utskrifter, 10MP klarer fint 50x70, og selv om det alltid vil være kjekt å kunne croppe litt, vet jeg etter å ha jobbet i fotobutikk at det er ytterst få som er interessert i utskrifter større enn 20x30/A4, hvor man klarer seg aldeles utmerket med så lite som 4MP.

 

Å øke oppløsningen ytterligere vil bare medføre 1) mye større krav til optikken, 2) dårligere signal som følge av større kretsareal, 3) mye større krav til signalbehandlingen og 4) større krav til datalagring og datahåndtering. Hvorfor ikke produsentene dropper jaget etter høyere oppløsning, som i praksis for alle andre enn landskapsfotografer, studiofotografer og reklamefotografer som allikevel velger mellomformat, er for meg aldeles uforståelig. Som sjefen min sa i går da jeg fortalte han om 15MP i 50D - verden vil bedras...

Endret 27. august 2008 av k-ryeng

[Onkel]

Håper ikke dette blir for off-topic, bare en tanke:

 

For det andre vil en større lysfølsom pixel redusere behovet for kretser, slik at man får enda større lysfølsomt areal.

 

Jeg har lurt på hvorfor man ikke bare kan lage sensorer på feks 20 mpix og skalere bildene ned, da skulle jo mye av støyen uansett utlignes mellom pixler som "slås sammen". Men dette må være grunnen: jo flere pixler, jo større areal blir bortkastet og færre fotoner registreres.

 

Men nå skryter jo Canon av "gapless" sensor på 50D, altså at mikrolinser gjør at hele sensorflaten er lysfølsom, pixlene ligger vegg i vegg på sensoren sånn jeg forstår det.

 

I så fall: om man lager en gapless 6 mpix sensor, eller en 15 mpix hvor man etterpå skalerer bildet ned til 6 mpix, skulle vel begge de ferdige bildene ha ca like mye støy uansett ISO? Eller har jeg misforstått noe?

 

Hvis man trekker den tanken litt lenger (og ser bort fra krav til optikk og datamengde et øyeblikk), kan man jo se for seg en gapless sensor på, tja, 100 mpix, men hvor kameraet etterpå skalerer bildestørrelsen ned etter lysmengde og ISO for å finne det største bildet med akseptabel støymengde?

[tomsi42]

Det kommer ny tenknologi som gjør at de elektroniske kretsene legges under pixelelementene, silk at de kan få hele arealet for seg selv. Det vil i seg selv si at man øke pikselantallet noe. Det er det mulig at man da kan kutte ut micro-linsene - de stjeler sikkert litt lys. Denne teknologien bør i vel se i neste generasjon eller den etter.

 

En fordel med flere piksler, er at man kan kutte ut bayerfilteret, og istedet bruke piksel-binning. Dvs slå sammen 4 piksler (f.eks. R,G,B + luminans) og få en "stor" piksel med RGB info. Da kan man gjøre anti-alias filteret foran sensoren svakere, og man slipper moire-problematikken. Men da trenger man nok en 30-40 relle piksler for å få en oppløsning på 8-10MP.

 

Men om noe av dette hjelper på støy er vanskelig å si. Jeg skulle ønske at Canon (eller Nikon eller ...) kom med en ny 8MP sensor som brukte alle de nye triksene som var mulig. Og var virkelig støysvak på høy ISO uten overdrevet bruk av NR.

 

Tom

[eitp]

Er det noen som vet om 50D har High Tone Priority Mode? Det er en funksjon jeg setter stor pris på på mitt kamera, og denne funksjonen har jeg stort sett på selv om det betyr minste iso på 200. Det viktigste for meg er at dynamikken. Les litt mer om det her, hvis det er interessant.

 

Flere piksler er også en fordel, vil jeg si - så lenge det ikke går utover støyegenskapene. Det er greit å kunne croppe bildene en del, og samtidig ha stor nok oppløsning til å vite at en kan skrive ut bildet utover 15x10 cm. Likevel merkes store filer på pc-en, både når det gjelder hurtighet i PS og ikke minst på lagringskapasiteten.

 

En annen interessant ting med 50D er jo DIGIC 4. Har denne oppgraderte prosessoren betydning for annet enn "behandlingsfarten"? Har det noe å si for dynamikk og støy?

 

eitp

[CoconutJoiner]

Er det noen som vet om 50D har High Tone Priority Mode?

Ja men jeg tror de kaller det Highligt Tone Priority.

[ATWindsor]

Flere piksler er også en fordel, vil jeg si - så lenge det ikke går utover støyegenskapene. Det er greit å kunne croppe bildene en del, og samtidig ha stor nok oppløsning til å vite at en kan skrive ut bildet utover 15x10 cm. Likevel merkes store filer på pc-en, både når det gjelder hurtighet i PS og ikke minst på lagringskapasiteten.

Men er det noengang tilfelle? Vil man ikke alltid kunne oppnå mindre støy (evt høyere iso på samme støy) om man hadde færre pixler? Om man antar at det eknologiske nivået på produktet ellers er omtrent det samme.

 

AtW

[eitp]

Flere piksler er også en fordel, vil jeg si - så lenge det ikke går utover støyegenskapene. Det er greit å kunne croppe bildene en del, og samtidig ha stor nok oppløsning til å vite at en kan skrive ut bildet utover 15x10 cm. Likevel merkes store filer på pc-en, både når det gjelder hurtighet i PS og ikke minst på lagringskapasiteten.

Men er det noengang tilfelle? Vil man ikke alltid kunne oppnå mindre støy (evt høyere iso på samme støy) om man hadde færre pixler? Om man antar at det eknologiske nivået på produktet ellers er omtrent det samme.

 

AtW

 

Tja. Fullformat, kanskje? Pikseltettheten på 50D er jo en helt annen enn på 1Ds III, selv om 1Ds III har 21 megapiksler. Derfor lurer jeg på hva/ om noe som "oppveier" den større pikseltettheten på 50D i forhold til 40D. Utviklingen går jo sin gang, og 1ds III har mindre støy enn 1 Ds II selv om pikseltettheten er økt.

 

eitp

[jpsalvesen]

I så fall: om man lager en gapless 6 mpix sensor, eller en 15 mpix hvor man etterpå skalerer bildet ned til 6 mpix, skulle vel begge de ferdige bildene ha ca like mye støy uansett ISO? Eller har jeg misforstått noe?

 

Enig i hvordan du forstår det: Det blir bare å gjøre noen ganske standard matematiske transformasjoner for å slå sammen piksler når sensoren er gapless. Da vil man jevne ut støyen man får når man øker gain på sensorene - mot at man nedskalerer. For å få tilsvarende ISO 100 i støynivå: ISO 100 = 100 mpx, ISO 200 = 50 mpx, ISO 400 = 25 mpx, ISO 800 = 12,5 mpx, ISO 1600 = 6,25 mpx, ISO 3200 = 3,125 mpx, ISO 6400 = 1 562 500 pixler.

[ATWindsor]

Flere piksler er også en fordel, vil jeg si - så lenge det ikke går utover støyegenskapene. Det er greit å kunne croppe bildene en del, og samtidig ha stor nok oppløsning til å vite at en kan skrive ut bildet utover 15x10 cm. Likevel merkes store filer på pc-en, både når det gjelder hurtighet i PS og ikke minst på lagringskapasiteten.

Men er det noengang tilfelle? Vil man ikke alltid kunne oppnå mindre støy (evt høyere iso på samme støy) om man hadde færre pixler? Om man antar at det eknologiske nivået på produktet ellers er omtrent det samme.

 

AtW

 

Tja. Fullformat, kanskje? Pikseltettheten på 50D er jo en helt annen enn på 1Ds III, selv om 1Ds III har 21 megapiksler. Derfor lurer jeg på hva/ om noe som "oppveier" den større pikseltettheten på 50D i forhold til 40D. Utviklingen går jo sin gang, og 1ds III har mindre støy enn 1 Ds II selv om pikseltettheten er økt.

 

eitp

 

Men om man nå tok 1Ds III teknologi og hadde like man MP som 1Ds II, ville ikke da den kunne gå opp på høyere iso med tilsvarende støy, som dagens modell oppnår på lavere ISO? Eller forsåvidt om man gjorde det om til et 1 MP-kamera...

 

AtW

[KalleKanin]

(...klipp...)

Vil man ikke alltid kunne oppnå mindre støy (evt høyere iso på samme støy) om man hadde færre pixler? Om man antar at det eknologiske nivået på produktet ellers er omtrent det samme.

 

AtW

 

Ja. Skulle kanskje tro det?

 

Noen tanker om dette....

Støy kommer vel av at antallet fotoner blir så lavt at usikkerheten ift hvilken farge disse representerer blir for lav, og de får "feil farge". Skulle dermed tro at en økning i antallet fotoner som treffer et sensorpunkt isåfall vil gi mindre støy, mens jeg er usikker på om det ville hjelpe å øke antallet piksler, for så å bruke en eller annen interpolering e.l. av disse punktene.

 

Si at man istedenfor ett 1 sensorpunkt hvor det treffer 4 fotoner, har 4 sensorpunkter hvor det treffer 1 foton på hver. Hver av disse 4 punktene vil ha mye mer støy enn det ene større punktet. Ved å kombinere disse fire mindre punktene, skal man få det "riktige" lyset på punktet.

Spørsmålet er da: Vil summen av disse 4 punktene med mye støy gi et mer riktig bilde enn 1 punkt med mindre støy? Dette kommer vel helt an på hvor mye mer "usikkerheten" ift riktig farge øker når man har en fjerdedel av lyset. Noen som har noen tall/formening om dette?

 

(Antallet fotoner er kun for å illustrere poenget. Et mer reetall sikkert 4 millioner eller noe sånt...)

 

Edit:

Utifra denne Digital Cameras: Does Pixel Size Matter?

ser det ut til at dette forholdet er eksponensielt.

"the noise in the signal is equal to the square root of the number of photons."

Dvs. at et større sensorpunkt er bedre enn flere mindre.

Endret 27. august 2008 av KalleKanin

[Sutekh]

En fordel med flere piksler, er at man kan kutte ut bayerfilteret, og istedet bruke piksel-binning. Dvs slå sammen 4 piksler (f.eks. R,G,B + luminans) og få en "stor" piksel med RGB info. Da kan man gjøre anti-alias filteret foran sensoren svakere, og man slipper moire-problematikken. Men da trenger man nok en 30-40 relle piksler for å få en oppløsning på 8-10MP.

Man må fremdeles bruke bayerfilter eller noe tilsvarende for å kunne måle fargeverdier. De individuelle fotodiodene måler fremdeles bare luminans. Skal du finne intensiteten til en bestemt del av spekteret må du filtrere vekk resten av det.

[Sutekh]

Men nå skryter jo Canon av "gapless" sensor på 50D, altså at mikrolinser gjør at hele sensorflaten er lysfølsom, pixlene ligger vegg i vegg på sensoren sånn jeg forstår det.

 

I så fall: om man lager en gapless 6 mpix sensor, eller en 15 mpix hvor man etterpå skalerer bildet ned til 6 mpix, skulle vel begge de ferdige bildene ha ca like mye støy uansett ISO? Eller har jeg misforstått noe?

Mikrolinser hjelper, men heller ikke det er en helt optimal løsning. Hvor bra det fungerer komme litt an på hvordan sensoren lagrer innkommende energi.

 

En bildesensor fungerer i utgangspunktet ved at hver fotodiode konverterer lys til elektrisk energi, som deretter lagres på en kondensator. Trikset er at hele kretsen lages på det samme substratet, så størrelsen på kondensatoren (og dermed hvor mye energi den faktisk kan lagre før den er fullstendig ladet opp) er mer eller mindre proporsjonal med arealet av fotodioden. Så en stor piksel uten mikrolinse kan lagre mer energi enn en mindre piksel med mikrolinse (og dermed samme lyssamlende areal). Hva dette oversettes til er at den lille pikselen lades helt opp av en mindre lysmengde enn den større, mens de samler inn like mye. Eller sagt på en annen måte: den får et dårligere dynamisk omfang.

 

Men: nå er det garantert ganske mye avansert man kan gjøre med konstruksjonen av brikken for å kompensere for det, eller med den faktiske avlesningen under eksponeringen. Så det behøver ikke å være noe problem.

[Onkel]

edit: Jeg er nå et mer opplyst menneske (b'dum psssh!)

 

Takker!

Endret 27. august 2008 av Onkel

[jpsalvesen]

Siden Sutekh har langt mer peil enn meg: Tror du det går an å kjøre noen photosites på lav ISO og noen på høy, og så kjøre litt matte på resultatet slik at man øker det dynamiske omfanget? HDR - rett på brikken? Tenker at man lager en sensor med baseline 200, og så kjører "skyggesensorene" på ISO 400 og "highlight-sensorene" på ISO 100?

 

Om dette var mulig med et 16-mpx-kamera, så hadde man fått 8mpx HDR-bilder.

[tomsi42]

Siden Sutekh har langt mer peil enn meg: Tror du det går an å kjøre noen photosites på lav ISO og noen på høy, og så kjøre litt matte på resultatet slik at man øker det dynamiske omfanget? HDR - rett på brikken? Tenker at man lager en sensor med baseline 200, og så kjører "skyggesensorene" på ISO 400 og "highlight-sensorene" på ISO 100?

 

Om dette var mulig med et 16-mpx-kamera, så hadde man fått 8mpx HDR-bilder.

Fujifilm har en sensor som heter SuperCCD (tror jeg); som er laget noenlunde slik. Men den brukes ikke slik som du beskriver.

 

Tom

[Sutekh]

Siden Sutekh har langt mer peil enn meg: Tror du det går an å kjøre noen photosites på lav ISO og noen på høy, og så kjøre litt matte på resultatet slik at man øker det dynamiske omfanget? HDR - rett på brikken? Tenker at man lager en sensor med baseline 200, og så kjører "skyggesensorene" på ISO 400 og "highlight-sensorene" på ISO 100?

 

Om dette var mulig med et 16-mpx-kamera, så hadde man fått 8mpx HDR-bilder.

Fujifilm har en sensor som heter SuperCCD (tror jeg); som er laget noenlunde slik. Men den brukes ikke slik som du beskriver.

 

Tom

Greien med superCCD er vel at de har to faktiske fotodioder for hver (bilde-)piksel, en liten med lav følsomhet og en stor med høy følsomhet. I skarpt lys blir den store utbrent nesten med en gang, mens den lille lades opp saktere. De to fotodiodene avleses vel separat og kombineres så i software, og jeg regner med at det er en del avansert signalbehandling inne i bildet for hvordan man vekter de to målingene i forhold til hverandre og hvordan man regner ut den endelige verdien.

 

Om man på en normal matrisesensor kan gjøre noe tilsvarende vet jeg ikke helt. Det vil jo kreve at man gjør en eller annen form for bildeanalyse mens sensoren blir utsatt for lys. Normalt ved en stillbildeeksponering så blir jo ikke sensoren avlest av AD-omformeren før lukkeren er nede. Men man får jo nå live view på SLRer, så det burde jo være mulig å gjøre noe som du beskriver. Jeg skal egentlig ikke uttale meg alt for bastant, design av integrerte kretser er ikke akkurat mitt spesialområde. Jeg vet hvordan en klassisk "lærebok"-bildebrikke fungerer, men ganske mye av det som gjøres i dag er ting som ikke står i lærebøkene

[se#]

Fujifilms SuperCCD skiller seg fra andre sensorer ved at pikslene er organisert diagonalt i stedenfor det vanlige matrisemønsteret.

 

Enkelte av SuperCCD-sensorene har to målepunkter som Sutekh beskriver, men denne typen sensorer brukes kun i Fujifilms speilrefleks. Tidligere var den også i bruk i noen kompaktkameraer.

[Boralis]

Likte dette:

 

Canon Digitalkamera Speilrefleks Eos 50D med EF-S 18-200 IS  14 095,00 NOK

11 276,00 NOK Eks

 

 

Altså vil den koste meg maks 11276 inklusiv objektivet,muligens mindre om prisene synker frem til lansering .