Мегапиксели и теоретический предел

Давно интересовал вопрос - насколько близко производители подошли к теоретическому пределу по чувствительности матриц. Нашелся чел, который не поленился посчитать
http://forums.dpreview.com/forums/readflat.asp?forum=1036&thread=19087998
Ответ - вплотную. Так что любители кучи мегапикселей на кропе будут разочарованы в самое ближайшее время.

Цитата:

от:OlegV
Давно интересовал вопрос - насколько близко производители подошли к теоретическому пределу по чувствительности матриц. Нашелся чел, который не поленился посчитать
http://forums.dpreview.com/forums/readflat.asp?forum=1036&thread=19087998
Ответ - вплотную. Так что любители кучи мегапикселей на кропе будут разочарованы в самое ближайшее время.

Подробнее

Если не трудно - так сколько мегапикселей на кропе максимум? :)
Впрочем, это только в случае с байером, а-ля Фовеон, доведённый до ума, должен позволить получить на кропе при том же "теоретическом пределе" плотности в полтора-два раза лучшую детализацию/резкость.
Теоретически :D

Мне кажется, эти цифры я где-то уже видел сегодня... ;) Совпадение или нет - все равно очень забавно.

Цитата:

от:OlegV
Давно интересовал вопрос - насколько близко производители подошли к теоретическому пределу по чувствительности матриц. Нашелся чел, который не поленился посчитать
http://forums.dpreview.com/forums/readflat.asp?forum=1036&thread=19087998
Ответ - вплотную. Так что любители кучи мегапикселей на кропе будут разочарованы в самое ближайшее время.

Подробнее

Могли бы привести цифры тут...

ну и фигли тут буржуйские статьи постить?
этот предел ламер каждую неделю объясняет...
а вам обязательно в неруское надо верить?

кстати ламер не совсем по-русски изъясняется... :-)

так што и ему можно верить...

Цитата:

от:OlegV
Давно интересовал вопрос - насколько близко производители подошли к теоретическому пределу по чувствительности матриц. Нашелся чел, который не поленился посчитать
http://forums.dpreview.com/forums/readflat.asp?forum=1036&thread=19087998
Ответ - вплотную. Так что любители кучи мегапикселей на кропе будут разочарованы в самое ближайшее время.

Подробнее

По существу:

1. Всем давно известно (еще с тех пор, как вышла пьятерочка, "не давшая выигрыша по шумам") что попиксельный шум сам по себе еще ничего не значит. Если в совеременной матрице заменить каждый пиксель на 10 000 крошечных нанопикселей (размером 80*80 нанометров), на каждый из которых будет при экспозиции будет попадать по 1-2 фотона (и то не всегда, а только если повезет), то общее качество картинки от этого никак не пострадает (объединить пиксели при обработке - не проблема), хотя попиксельные шумы будут просто жуткие. Примерно по этому принципу, кстати, работает пленка - каждый атом серебра может либо восстановиться, либо нет (1 бит информации), зато их очень много. Так что "куча мегапикселей" вызовет неприятности только при просмотре 100% кропов, но никак не отпечатков (если, конечно, эти мегапиксели не получены ценой каких-то технологических компромиссов, приводящих заодно к увеличению темневого тока, уменьшению квантовой эффективности, или снижению коэффициента заполнения).

2. Почему фотоширота, вычисленная для ISO 200, объявляется теоретическим пределом для матрицы такого размера вообще? Если увеличить емкость ячейки (что не противоречит законам физики, хотя вызывает - на данном этапе развития - некоторые технические трудности), то можно существенно расширить фотошироту: при прежней минимальной регистрируемой яркости, растет максимальная, диапазон становится шире. (Конечно, это означает уменьшение ISO.)

3. Далее, откуда вообще взялись эти 10 стопов? Товарищ взял двоичный логарифм от 1500? Но эти 1500, насколько можно судить, относятся к серой карте, а от серой карты до белой еще 2.5 стопа. Кроме того, практика показывает, что еще примерно стоп производитель оставляет про запас (то есть матрица на самом деле ISO 100, но экспонируется, как ISO 200, чтобы покупатель не подал в суд за пересвеченные снимки). Итого 13.5 стопов "теоретического предела" на ISO 200, и 14.5 - на ISO 100.

4. Все, сказанное в пункте 3 - бред чистой воды, конечно. Двоичный логарифм - это еще далеко не полезная фотоширота. В нижней части этого "динамического диапазона" можно будет разве что отличить очень глубокую тень от просто глубокой - никаких деталей в этих тенях не будет.

Цитата:

от: miope
4. Все, сказанное в пункте 3 - бред чистой воды, конечно.

То есть не все, а только получившиеся путем подобных "расчетов" значения фотошироты.

Да насчет фотошироты согласен. Меня удивило другое - то количество фотонов, которое чел насчитал, оказалось даже явно заниженным, поскольку реальное отношение сигнал/шум больше корня из этого числа. То есть часть предположений оказались слишком консервативными, в частности матрица видимо отражает меньше половины света, а через светофильтр проходит больше трети. Но вообще расчет демонстрирует, что мы уже уперлись в квантовый предел, и надеяться на какое то 'развитие технологии' бесполезно. Даже если выйдет камера с еще большим числом мегапикселей, картинка с нее будет демонстрировать то же отношение сигнал/шум после ресайза к одному размеру. Это мы уже наблюдаем при сравнении D70/D200 - за 2 года прогресс с места не сдвинулся. Так что FF - единственный выход.

Не понимаю, как можно считать так предел к которому подошли производители, без учёта ряда существенных моментов:

Во первых я знаю что матрица шумит меньше при меньшей температуре, а в телескопах типа хаббла она вообще близка к абсолютному 0. Уже решение.
Теоретически есть возможность поменять материал матрицы и получить меньше шумов. Где есть теория, там появится и практика. Другое дело, что матрица это тот же материал, из которого делают наши пентиумы и атлоны, и переход на другой сейчас связан с нереальным удорожанием процесса.

Во вторых я знаю что шум мы видим потому, что отдельный пиксель так велик, что мы его видим и на экране монитора и на отпечатке без всякого кропа, пускай и смазанным. И горячий пиксель сразу бросатся в глаза. А вот если сделать матрицу не 10, а 1000 мегапикселей, то шумы смажутся и увидим мы их только на кропе. Другое дело что снять сигнал при тех же соотношениях сигнал/шум с таких маленьких пикселей на данном материале матрицы просто нереально.

В третьих современный фотоаппарат не идеальная конструкция при работе с чем то, что сильно отличается от плёнки. Никто не будет спорить, что плёнка это не тоже самое, что связка пиксель - усилитель - процессор.
Все понимают что любой глаз (кроме фасеточного), работает совсем иначе чем фотоаппарат - он по всей видимости накапливает сигнал и на основе накопленой информации может отрубать шумы. Кроме всего прочего он преобразует картинку в некое внутреннее предствление, при котором шумам тоже не место. Часть этих функций будет взять на себя и процессор и вполне возможно что такое понятие как выдержка уйдёт в небытие - процессор будет воспринимать картинку непрерывно, делая скрины по нажатию кнопки.

Цитата:

от:OlegV
Да насчет фотошироты согласен. Меня удивило другое - то количество фотонов, которое чел насчитал, оказалось даже явно заниженным, поскольку реальное отношение сигнал/шум больше корня из этого числа. То есть часть предположений оказались слишком консервативными, в частности матрица видимо отражает меньше половины света, а через светофильтр проходит больше трети.

Подробнее

Разве? У него получилось 1500 фотонов на серой карте, ISO 200. На белой карте, ISO 100 это было бы 16000 фотнов, сигнал/шум больше 100, что не противоречит Вашим данным по шуму.

Хотя, конечно, 50% отражения и 25% потерь на краях пикселей - это перебор, на мой взгляд. Тем более, при подсчете "теоретического максимума" надо рассматривать сферическую матрицу в вакууме, у которой таких проблем нет, а то это уже практический максимум. Я для аналогичного расчета рассматривал только (неизбежные) потери на байеровском фильтре (и все равно получились неутешительные результаты).
Цитата:

от: OlegV
Но вообще расчет демонстрирует, что мы уже уперлись в квантовый предел, и надеяться на какое то 'развитие технологии' бесполезно.

Есть надежда на появление ISO 50 и ISO 25 и т. д. Или - что тоже самое - на увеличение максимальной регистрируемой яркости.
Цитата:

от:OlegV
Даже если выйдет камера с еще большим числом мегапикселей, картинка с нее будет демонстрировать то же отношение сигнал/шум после ресайза к одному размеру. Это мы уже наблюдаем при сравнении D70/D200 - за 2 года прогресс с места не сдвинулся. Так что FF - единственный выход.

Подробнее

Тут еще можно заметить, что к пленке это тоже относится: нет такого закона, чтобы на пленку попадало больше фотонов, чем на матрицу. Выигрыш в ДД на пленке обеспечивается не лучшей проработкой теней при той же экспозиции, а как раз большей максимальной яркостью.

А мегапиксели тут не при чем, действительно. Зато они влияют на разрешающую способность, которая тоже нужна. Так что (при прочих равных условиях) мегапиксели - это очень хорошо, а совсем не "выдумка маркетологов".

Цитата:

от: Enkee
Во первых я знаю что матрица шумит меньше при меньшей температуре, а в телескопах типа хаббла она вообще близка к абсолютному 0.

Это относится к темневому току и (в меньшей степени) к шуму считывания. При разговоре о теоретическом пределе надо исходить из того соображения, что эти шумы (каким-то способом) побеждены, и остаются только те, которые напрямую следуют из самой природы света - т. е. фотонный шум.
Цитата:

от:Enkee
Во вторых я знаю что шум мы видим потому, что отдельный пиксель так велик, что мы его видим и на экране монитора и на отпечатке без всякого кропа, пускай и смазанным. И горячий пиксель сразу бросатся в глаза.

Подробнее

Во-первых, речь не о горячих пикселях. Рассматривается, повторюсь, идеальная матрица, без дефектов. Во-вторых, уменьшение размера пикселя (при прочих равных условиях) никак не влияет на заметность фотонного шума на отпечатке.

Клевый топег

Цитата:

от:Enkee
Не понимаю, как можно считать так предел к которому подошли производители, без учёта ряда существенных моментов:

Во первых я знаю что матрица шумит меньше при меньшей температуре, а в телескопах типа хаббла она вообще близка к абсолютному 0. Уже решение.
Теоретически есть возможность поменять материал матрицы и получить меньше шумов.

Подробнее

Шум имеет 2 составляющие - фотонный и шум считывания/тепловой шум. На моем графике, который тоже есть в ветке по ссылке, фотонный шум - это наклон прямых, а шум считывания - это предельное значение шума при нулевом сигнале. Температура влияет только на шум считывания. Как видно из графиков, радикально шум не уменьшить даже если все залить жидким азотом.

Чел посчитал просто количество фотонов, котрое попадает на пиксел за время экспозиции. Без учета каких либо потерь для 6Mpix кропа получается около 70000 фотонов. Фотонный шум - это корень из этого числа. Из экспериментальных кривых можно тоже извлечь электронную емкость ячейки - максимальное количество фотонов, котороя она может зарегистрировать за время экспозиции. Для istDS получается около 20000. И это с учетом потерь на отражение от матрицы, апертуру микролинзы и поглощение в светофильтре. Так что в теоретический предел мы уже уперлись.
Цитата:

от:Enkee

Во вторых я знаю что шум мы видим потому, что отдельный пиксель так велик, что мы его видим и на экране монитора и на отпечатке без всякого кропа, пускай и смазанным. И горячий пиксель сразу бросатся в глаза. А вот если сделать матрицу не 10, а 1000 мегапикселей, то шумы смажутся и увидим мы их только на кропе. Другое дело что снять сигнал при тех же соотношениях сигнал/шум с таких маленьких пикселей на данном материале матрицы просто нереально.

Подробнее

Тоже не совсем так. Если мы уменьшим пиксел, уменьшив соответственно количество фотонов, которое он регистрирует и ухудшив отношение сигнал/шум, то после ресайза к меньшему разрешению шумы станут ровно такими же, какими они были на матрице меньшего разрешения. Аналогично, визуальное восприрятия шума на отпечатке лучше не станет. Хотя, если минимальное ISO стало меньше, то на нем картинка будет лучше при условии что вам хватит света. Но при равных ISO никакого улучшения не будет.

Цитата:

от: miope
На белой карте, ISO 100 это было бы 16000 фотнов, сигнал/шум больше 100, что не противоречит Вашим данным по шуму.

Если посчитать из графика на ISO200 для istDS получается 20000 фотонов.

Цитата:

от: OlegV
Цитата:

от:miope
На белой карте, ISO 100 это было бы 16000 фотнов, сигнал/шум больше 100, что не противоречит Вашим данным по шуму.

Если посчитать из графика на ISO200 для istDS получается 20000 фотонов.

Подробнее

Это не слишком большое расхождение, его можно объяснить наличием у матрцы запаса в 1 1/2 EV.

Кстати, помнится, что в какой-то сопроводиловке на Kodak'овскую матрицу (двухлетней давности) с размером пикселя 8 микрон была названа цифра 40000 электронов на пиксель (а в цифрозаниковых - 100 000, но там и ISO 50 есть). Думаю, цифра достаточно типовая. Так что можно предположить, что оценка потреь, которую дал "чел" завышена раза в 2.

Цитата:

от: Норвешский шпейон
Клевый топег

Канспиктируешь? Фатонный шум на верхним приделе квантовой дэфракции - крута!

Цитата:

от: Идущий лесом
Цитата:

от: Норвешский шпейон
Клевый топег

Канспиктируешь? Фатонный шум на верхним приделе квантовой дэфракции - крута!

Фотонных шумов не бывает, это вымысел

Цитата:

от: Норвешский шпейон
Цитата:

от: Идущий лесом
Цитата:

от:Норвешский шпейон
Клевый топег

Канспиктируешь? Фатонный шум на верхним приделе квантовой дэфракции - крута!

Фотонных шумов не бывает, это вымысел

Подробнее

Если рассматривать фотографию на фотонном уровне, то будет сплошной шум... фотонный

Цитата:

от: Норвешский шпейон
Цитата:

от: Идущий лесом
Цитата:

от:Норвешский шпейон
Клевый топег

Канспиктируешь? Фатонный шум на верхним приделе квантовой дэфракции - крута!

Фотонных шумов не бывает, это вымысел

Подробнее

меня и карта Норвегии не убеждает как-то...

.