17 октября 2016 г.

Насколько большое разрешение нужно?


Технические характеристики современных флагманов действительно впечатляют. Например у Pentax и Nikon есть камеры с разрешением 36 мегапикселов, у Sony — 42, у Canon — даже 51. И это всё уже доступно прямо сейчас. А ведь еще существуют среднеформатные Hasselblad и PhaseOne с 100-мегапиксельными сенсорами. С тех пор, как в цифровых камерах начали поднимать планку качестве, и пленочные камеры начали вытесняться в качестве стандарта, разрешение было основным параметром над увеличением которого работали все производители.

Но кажется, что тренд на увеличение разрешения сенсоров фотокамер все-таки постепенно замедляется. Но все же из года в года производители, соревнуясь друг с другом, выпускают отдельные модели со всё большим разрешением. Поэтому очень важным становится вопрос: какое разрешение на самом деле нужно?

Естественно, что ответ на такой вопрос будет зависеть от личных предпочтений и целого ряда факторов. Но есть несколько моментов, от которых можно отталкиваться, чтобы определить какое разрешение нужно именно вам. Например, существуют данные о возможностях человеческого зрения, и если ваша целевая аудитория не является популяцией орлов, то эти рекомендации покажут минимально необходимое разумное разрешение.

Что такое разрешение?

Важно понять, о чем идет речь, когда мы говорим о разрешении фотографии. Разрешение, по сути, способность глаза, цифрового сенсора, принтера или экрана, делать различие между двумя точками. Чтобы вычислить это значение, нужно знать два параметра: расстояние между этими двумя точками и расстояние для просмотра этих двух точек. Представьте, что вы поставили две горящих свечи на расстоянии полуметра друг от друга, и отъехали от них на расстояние в километр. На этом расстоянии, скорее всего, вы не сможете сказать, смотрите ли вы на одну свечу или на две. Для того, чтобы точно увидеть две свечи, вам придется либо отодвинуть их друг от друга на большее расстояние, либо приблизиться к ним.


Соотношение между размером и дистанцией между наблюдателем и объектом может быть описано как угол, в градусах или угловых минутах, где 1 градус равен 60 угловым минутам. Для примера, размер полной Луны при наблюдении с Земли составляет около 0.5 градуса или 30 угловых минут. Это необходимый базовый элемент для дальнейшего понимания.

Глаз человека

Понятно, что основной вопрос, который возникает, это вопрос о том, какое разрешение и человеческого глаза.

20/20 — термин описывает нормальную остроту зрения, измеренную на расстоянии 20 футов (6 метров), это значение равно 1 угловой минуте. Это соответствует фактору 1/3438, который означает, что человек со зрением 20/20 сможет различить две свечи на расстоянии одного метра друг от друга с расстояния 3438 метров. Конечно, большинство людей имеют зрение хуже чем 20/20, а некоторые лучше, но так как это является стандартом для военных летчиков, давайте использовать его в качестве основы для измерений «достаточного» разрешения в фото.


При этом надо понимать, что фотографии никто не рассматривает с километрового расстояния. Поэтому эти числа не особенно помогают в понимании сути. Давайте попробуем сократить расстояние до более приемлемого значения. Для того чтобы определить разрешение глаза на расстоянии 30 см (или 12 дюймов), давайте поделим 30 на 3438. Получится 0.00872 см или 0.0035 дюйма. Это соответствует 286 PPI (точек на дюйм). То есть мы пришли к довольно привычному для фотографов значению. Оно равно 300 PPI и немного превышает рассчитанные 286 PPI. Это значит, что люди со зрением 20/20 не смогут различать отдельные точки, и фотография будет выглядеть гладкой и резкой с расстояния 30 см.

Размер отпечатка

Расчеты из предыдущего раздела, которые привели к значению близкому 300 PPI, не совсем то, что нам нужно. Ведь выяснили только плотность точек на снимке, а это является только частью решения. Для того чтобы определить разрешение снимка нужно знать размер готового отпечатка. Либо нам нужно посчитать обратное: максимальный размер фотографии, которую можно получить, на основе информации о разрешении сенсора фотоаппарата.

Камера Разрешение сенсора Размер отпечатка при 300 PPI
iPhone 7 12 МП, 4608 x 2592 39.0 x 21.0 см
Fujifilm X-T2 24 МП, 6000 x 4000 50.8 x 33.8 см
Nikon D810 36 МП, 7360 x 4912 62.2 x 41.6 см
Sony A7R II 42 МП, 7952 x 5304 64.8 x 44.9 см
Canon 5DS 51 МП, 8688 x 5792 73.5 x 49.0 см

Если вы фотографируете какой-то из многомегапиксельных фотоаппаратов и печатаете ваши снимки меньшего размера, чем указано в таблице, то теоретически вы тратите это разрешение зря, поскольку камера захватывает больше деталей, чем может увидеть глаз. Конечно, очень часто бывает польза от возможности обрезать на фотографии что-то лишнее, сохранив детали и качество изображения. Это значит, что всегда лучше иметь запас по разрешению. Если вы знаете окончательный размер отпечатка, вы можете легко определить минимально нужное разрешение путем умножения размера в дюймах на 300 (или 120, если размер будет в сантиметрах).

Расстояние для просмотра

Уже почти разобрались, но все равно это только часть решения. Как видно из примера со свечами, нам все еще необходимо учитывать расстояние, с которого осуществляется просмотр изображения. Число в 300 PPI получилось из расстояния в 30 см (или 12 дюймов, если так удобнее) от ваших глаз. На самом деле это очень близко, и в действительности не очень удобно.

Это поднимает еще один вопрос о нашем зрении. Глаза могут реально видеть мелкие детали в максимальном разрешении только в центральной части поля зрения. Область сетчатки с наибольшей концентрацией колбочек — желтое пятно — равна примерно 1% проценту от всей площади и охватывает примерно 2 градуса. Попробуйте посмотреть на клавиатуру, а периферическим зрением попытаться прочитать слова на экране. У вас это не получится. Это значит, что даже если человек смотрит на небольшую фотографию 10x15 см с расстояния 30 см, то он не может увидеть все детали одновременно. А смотреть на снимок 60 x 40 см с тридцати сантиметров вообще нелогично.


Если вместо 30 сантиметров смотреть на изображение с одного метра, то разрешение уже можно сделать в три раза меньше. Это будет соответствовать стандарту нормального зрения. Получается, что с 36-мегапиксельного сенсора можно будет получить картину размером 185x125 сантиметров. Возможно вам уже понятно, о чем речь. При увеличении размеров отпечатка нужно большее разрешение, то есть больше мегапикселов, но также, скорее всего, большие фотографии будут рассматривать с большего расстояния. Поэтому при увеличении размеров отпечатка не обязательно придется увеличивать количество мегапикселов. В конечном счете мы приходим к понятию углового разрешения. Если фотография занимает 10 градусов нашего поля зрения, то неважно какого она будет реального размера: хоть 10x15 при расстоянии в 30 сантиметров, хоть 50x75 см на полутора метрах. Наши глаза увидят одинаковое количество деталей.

Часто можно услышать, что большое разрешение сенсора нужно, если фотография будет печататься в формате большого рекламного щита. Но в действительности, большие рекламные конструкции рассматриваются с очень большого расстояния. Оно настолько большое, что значительное уменьшение разрешения никто не заметит. Если ближайшее расстояние, на которое вы сможете подобраться к рекламному щиту составит 10 метров, то изображению хватит 10 PPI, чтобы глаза не смогли увидеть отдельные точки. При разрешении 10 PPI снимок с телефона в 12 мегапикселов можно будет растянуть до 12 x 6 метров. При этом изображение не будет казаться пикселизированным. Можно объяснить немного иначе. В следующий раз, когда вы будете рассматривать рекламный щит с разумного расстояния, попробуйте закрыть его своим телефоном на расстояннии 30 сантиметров от лица. Скорее всего вы увидите, что телефон полностью перекрывает рекламный щит. Это говорит о том, что глаза способны увидеть ровно такое же количество деталей на экране телефона, как и на огромном рекламном щите.


Экраны

Если вы не собираетесь печатать ваши сники, и публикация в интернете является конечным результатом вашего изображения, то необходимость в высоком разрешении еще меньше. HD и FullHD экраны выглядят очень гладко при просмотре на рекомендованном расстоянии до экрана. При этом фактическое разрешение экрана не настолько высоко.

Монитор Количество точек
по каждой стороне
Разрешение
в мегапикселах
HD 720p 1280 x 720 0.9
FullHD 1080p 1920 x 1080 2
UltraHD 4K 3840 x 2160 8.3
27" iMac 5K 5120 x 2880 14.7

Если не брать масштабирования фотографий, то это максимальные пределы для этих экранов. При просмотре изображения на весь экран, лишние точки, которые не помещаются из-за разрешения экрана, будут просто отброшены. То есть большая часть ваших мегапикселов будет потрачено впустую, а ваша 51-мегапиксельная фотография произведет впечатление только на пиксельных маньяков.

Разрешение объективов

Но и это ещё не всё. Сенсор камеры может запечатлеть изображение настолько хорошее, насколько это позволит объектив. Разрешение оптики более трудно поддаются количественной оценке. Дело в том, что этот вопрос в большей степени имеет аналоговое решение. Например в DxOMark разработали понятие параметра «перцептивное разрешение», которое отражает эффективное разрешение комбинации сенсора камеры и объектива. Этот параметр указывается как одно число P-Mpix, но ведь мы знаем, что большинство объективов имеет более качественное изображение в центре и теряет резкость к краям. Так что довольно сложно понять, как эти перцептивные мегапикселы распределены по площади кадра. Однако такая оценка является полезной при сравнении разных объективов, и, раз мы знаем какой размер при печати нам нужен, то можем определить с помощью оценки P-Mpix, достаточно ли будет разрешение для наших целей.


Плохой объектив может легко превратить сенсор с очень высоким разрешением в маломегапиксельную камеру. Например, согласно тесту DxOMark, очень серьезный Nikon D810 может разрешить только 10 мегапикселов при использовании объектива Nikkor 28-300 f/3.5-5.6G. Таким образом, потенциал сенсора может быть даже избыточен для ваших задач, но низкое качество объектива может убить детализацию настолько сильно, что полученного разрешения уже не хватит.

Выводы

Конечно, можно сказать, что нужно просто иметь достаточно разрешения в запасе, чтобы не было никаких проблем. Но правда состоит в том, что цифровые камеры на сегодняшний день очень хороши, а эффективная разница между 24 и 50 мегапикселами, на практике, как правило, невоспринимаема. Конечно, если вы не увеличиваете или обрезаете фотографию до размеров, когда можно увидеть только небольшую часть снимка.

Суть заключается в том, что если вы не делаете очень больших отпечатков из ваших снимков, и не выставляете их где-то, где они будут внимательно изучаться (например в картинной галерее), то большая часть от разрешения вашей камеры будет потрачена впустую. Означает ли это, что необходимо срочно продать свой дорогой фотоаппарат и начать снимать на смартфон? Конечно нет. Ведь в первую очередь лучше иметь немного больше, чем столкнуться с ситуацией, когда разрешения не хватает. К тому же качество — это не только возможность получить множество мелких деталей. Важно учитывать динамический диапазон, способность работать в широком диапазоне чувствительности и массу других характеристик, которым трудно дать детальную количественную характеристику.


Покупка камеры является личным выбором и зависит от целого ряда факторов, предпочтений и потребностей. Разрешение очень часто проталкивается производителями как самая важная характеристика. Но оно не может быть единственным фактором. При сравнении фотоаппаратов, сначала решите какое минимальное количество мегапикселов нужно именно вам. А после этого можно уже изучать другие особенности камер.

Статья подготовлена на основе материала сайта SLR Lounge.

Отправить комментарий

Фотоблог 365 является участником программы Amazon Services LLC Associates Program, это партнерская программа предназначенная для заработка средств с помощью рекламных ссылок и баннеров, которые размещаются на сайте fotoblog365.com. Сайт зарабатывает если пользователь купит что-нибудь перейдя по ссылке на товар. Для пользователя цена товара остается прежней.

Fotoblog 365 is a participant in the Amazon Services LLC Associates Program, an affiliate advertising program designed to provide a means for sites to earn advertising fees by advertising and linking to fotoblog365.com.

Fotoblog 365 ist Teilnehmer des Partnerprogramms von Amazon DE, das zurBereitstellungeines Mediums für Websites konzipiertwurde, mittelsdessendurch die Platzierung von Werbeanzeigen und Links zu fotoblog365.com.