简单指南理解相机分辨率|百万像素

相关课程： 爱游戏ayx全站客户端

更频繁的是，相机制造商用百万像素营销他们的产品。

事实上，数码相机的平均分辨率在不断提高。

你可以在智能手机中找到2000万个传感器。与索尼A7R IV.，你甚至可以通过传感器移动拍摄2.4万像素的照片。

但相机分辨率对您意味着什么？你需要高百万像素数吗？今天，我们会发现。

[注意：读者支持专家照片。Expertphotography上的产品链接是推荐链接。如果你使用其中一个并买东西，我们会赚一点钱。需要更多信息？看看如何在这里工作。]

为什么相机解决问题？

让我们试着看透那些营销口号。百万像素和相机分辨率已经成为流行语。

这真的很酷，甚至你的手机都能拍摄2000万像素的照片。但这如何转化为真正的细节呢?不太好。

更重要的是，你需要它吗？

一个非常一般的答案是没有;你可能没有。

有两个应用程序在哪里需要高分辨率：广泛的裁剪（数字缩放）和大型印刷。即使在这些情况下，你也需要细节，不一定高百万像素。

什么是像素数？

相机分辨率不等于像素计数，尽管它们经常被混合起来，并且可互换使用。电影也有一个分辨率 - 参考它可以解决的细节水平。

像素是一个最小的组件数码相机传感器。他们记录了光明。其中有数百万次 - 一个接一个，并且它们构建一个相干的形象。

他们的数字是重要的，但它并没有告诉我们关于相机分辨率的一切。

像素计数是百万像素的形式。一百万像素（MP）是一百万像素。因此，当有人说相机具有20MP的相机分辨率时，它们会在其传感器上引用2000万像素。

实际上，像素计数对图像的详细程度构成了限制。但本身就没有设置了最低水平的详细信息。在我们不了解其他因素之前，这并不意味着什么。

唯一高的像素肯定的唯一承诺是较少的莫伊斯。

以像素计算图像大小

相机传感器是矩形的。它们上的像素不会随机散射 - 它们处于网格中。

两侧的尺寸是可比的。它们的纵横比在某些视频导向的相机中的1：1（正方形）至16：9范围为16：9。

最常用的纵横比为3：2和4：3。

例如，我的佳能5d mkiii.长宽比是3:2。它的传感器长边测量5760像素，短边测量3840像素。

您可以将双方乘以获得总像素计数。5760 x 3840等于22,118,400。（所以5D MKIII.有一个22.1mp的传感器。）

我仍然可以实现不同的纵向比，而是只能通过裁剪。当我设置不同时，这也是相机正在做的事情宽高比在菜单中。裁剪减少分辨率。

相机分辨率是多少?

当我们说到相机的分辨率时，我们指的是空间分辨率。这是一个技术上正确的术语，但这可能是你第一次也是最后一次读到它。

相机分辨率告诉我们相机可以提供的细节水平。换句话说，它是“成像方式区分两个物体的能力”(维基百科)。

分辨率取决于几个因素。

当录制表面是胶片时，它通过：

电影尺寸。显然，尺寸更大细节
谷物水平。较低的ISO薄膜通常具有较少的谷物，因此提供更清洁的更详细的图像。
镜头锐度。然而，如果相机使用低质量镜头，则相机分辨率将保持低位，但是，如果相机使用低且无噪音。
衍射。相对孔径的值（F-STOP.）限制最小的细节单位可以是多么小。但是，它始终存在于不同程度。

在数字传感器的时代，这略有改变：

像素间距。传感器上的像素的密度。还提供了相当准确的像素尺寸测量;
传感器尺寸那
ISO那
镜头锐度,
和衍射。

此外，外部情况也会影响图像的清晰度。

重点。如果图像被错误使用，则不会像它一样详细。
相机抖动和运动模糊。根据您选择的快门速度，运动模糊，甚至可能出现在照片上可能会出现的速度。它减少了分辨率，尤其是长焦焦距和高像素计数。
大气模糊。如果您从相当距离拍摄主题，则大气本身开始对细节产生负面影响。这一影响在远摄镜头上最引人注目。雾，雨和其他天气现象也有效果。
设备的状况。你可能拥有世界上最锋利的镜头，但如果你不保留干净，它就不会充分发挥作用。此外，在突然温度变化之后，缩合趋于在透镜上形成。它会导致朦胧的图像。

让我们详细讨论其中一些。

像素间距和像素大小

很简单的是，较小的像素需要镜头更好的光学质量。

一个8微米(微米)像素的面积是4微米像素的4倍，像素间距是4微米像素的2倍。

这意味着如果镜头足够锐，可以为8μm像素提供细节，它将无法产生足够的4μm像素的清晰度。

现在，哪里可以找到小像素？

在两个地方：

具有非常高的像素计数的大传感器。一种佳能5 d R具有大约4μm的像素间距。这是一个51毫普全架相机。
较小的传感器具有正常的像素计数。一个iphone xr.有一个12mp的相机。但它的传感器如此小，像素仅测量1.3μm。因此，其像素比5ds r像素小9倍。

反过来，佳能5d（原始一个）在全帧传感器上具有12mp像素计数。像素间距为8μm。它的像素比iPhone上的像素大36倍！

较小的像素也意味着较少落在单个像素上。

然而，大型和小像素都需要达到相同的水平。否则，由小像素组成的图像会更暗。

这导致更多的噪音，因为当你照亮图像时，你也会照亮噪音。

具有较小像素，衍射也更明显。它开始在低孔径上具有明显的效果，有时已经在F / 2.8处于F / 2.8。

但衍射什么是什么？

了解衍射

如果不非常科学地解释衍射是很难的。如果你是物理专家——请原谅我的简化。

你们可能对水中的衍射很熟悉。当你在水的路径上设置一个带有小孔的屏障时，水流会在小孔附近弯曲。孔越小，越容易弯曲。

这也是光明的。在较小的孔径（更高的F-STOP）衍射危害清晰度和分辨率。

由于衍射，分辨率有一个非常可测量的物理极限。不管你的镜头有多好，它总是真实的。它由这个公式给出:

P =（1.22λa）/ 2

这里，P.是可以从镜头接收像素级信息的最小像素。λ.是进入光的波长，和一种是f / stop。

让我们使用iPhone XR的相机计算。我们将光圈全部打开到F / 1.8以获得最少的衍射量。

可见光的波长为约0.5μm。

p =(1.22 * 0.5µm * 1.8) / 2

所结果的P.是1.1μm。

这意味着iPhone XR（其1.3μm像素间距）非常接近衍射限制。

所以，即使镜头是光学的，没有所有像差，它也在它的峰值。它无法容纳较小的像素。

另一个例子。

在F / 16，由此产生的P.是7.3μm。这意味着具有围绕该值的像素间距的相机仅受到F / 16上方的衍射影响。

因此，在F / 16之后，原始5D具有其8μm像素间距的衍射限制。

这与我的经历不谋而合。当我使用旧的5D时，我倾向于即使使用f/16也不会降低锐度。在5D MkIII和MkIV上，它更像是f/11和f/9。

看看我用的例子佳能5d mkiv.和佳能100mm f / 2.8l宏镜头。两张照片都是完美的焦距;这种软化是由衍射引起的。

透镜清晰度如何影响解决方案？

因此，对于衍射不会对图像分辨率构成威胁，您需要在大多数摄像机上留在或低于F / 8。

但是宽孔径也会影响更糟糕的敏锐度 - 特别是在更便宜的镜头上，但镜头一般不会表现最宽敞的开放。

请注意，这里我只谈论清晰度，而不是图像美学的其他方面。清晰度是镜头的一个重要品质，但不是主要的决定因素，至少对我来说是这样。

镜头清晰度的巨大测量是MTF图表。他们向您展示了镜头的分辨率，无论传感器尺寸和像素数量如何。

但你也可以在现实生活中检查你的镜头。最后，如果他们足够尖锐，你很高兴去。

镜片清晰度的上限是像素级清晰度。这意味着镜头是如此锐利，它可以将图像数据解析为每个单个像素，而不影响相邻像素。

这不仅取决于镜头，还取决于您使用它的相机的像素间距。

我的85毫米f/1.8镜头足够锐利，可以在1200万像素的佳能5D上提供像素级的清晰度。

在30MP的佳能5D MkIV上没有那么多，但它在那里的表现仍然不错。而且我喜欢那个镜头。

这也证明了从镜头上更多的像素需要更多的像素。

请注意，当您以相同大小查看两个图像时（例如，您的监视器），你不会发现差异。当您检查它们缩小时，您只会看到它。

什么导致大气模糊？

我们都知道，当光线通过玻璃时，它会折射。但这不是玻璃的超自然力量。

光在任何物质中都会折射，包括空气。

在短距离内你不会注意到它。当你用一个长焦镜头。

看看这张照片。我用400mm f/2.8镜头在f/8拍摄(我知道这对这个任务有点过度)。最近的建筑在5公里(3英里)之外，所以一切都在焦点上。但是请注意前景中的建筑和背景中的山丘之间的区别。

前景很好，锐利。它足够接近，不能受到大气模糊的显着影响。

小山离摄像机的距离是三倍多。在这个距离，光开始分裂。不同的波长有不同的偏移。这一转变的原因模糊。

如何达到最高的分辨率

现在，我不会说要出去买你可以找到的最高百万像素相机。百万像素和像素数量，如前所述，没有正确的设置和技术支持它们，没有任何意义。

重要的是要注意，通常，您的目标通常不会捕获理论上捕获的绝对最高细节。

摄影不只是关于清晰度。这是关于故事或感觉的交流。或请美学上。

尽管如此，您还有最高分辨率的应用程序。可能是您稍后要裁剪（“数字放大”）。大型印刷品还需要高度详细的图像。

那么，你可以做些什么来实现你的摄影设备的最高分辨率？

了解你的镜头。知道这是尖锐和弱点。检查它表现最佳的光圈。检查特写镜头是否导致Blurrier图像，这通常是一个问题。在整个缩放范围内检查不同焦距的锐度。

了解你的相机。知道您可以在不影响图像的情况下拨打的ISO级别。

以适当的快门速度拍摄。在所有焦距下尝试快门速度。我们都知道反焦距法则，但是还有更多的东西。当我拍摄人们的时候，我倾向于不低于1/400秒，以冻结动作。(除非我想要一个有创意的动态模糊效果。)

正确设置它。设置为全宽比，最好的JPG质量。或者，直接将其设置为RAW，这样在后期处理时就有更多的选择。此外，检查你的相机锐化设置。它没有提供更多的内容，只是强调了现有的细节。然而，过度锐化会损害照片的细节。

清洁你的相机和镜头。确保它几乎没有灰尘。如果您的镜头有真菌，请将其删除。清洁传感器。

检查你的过滤器。如果您使用过滤器，请确保它们不会降低图像质量。一些更便宜的过滤器往往会降低清晰度。

焦点准确。Excercise自动聚焦，使其表现为您的样子。如有必要，使AF微调。意识到镜头焦点并相应地关注。如果您在三脚架上拍摄稳定的主题，请使用手动焦点。

意识到外部情况。朦胧的日子，虽然有很多适合创意摄影，但并不有利于锐度。

意识到衍射。检查相机上的像素间距，并尝试避免受衍射影响的孔径。

解决和裁剪

拍摄高细节图像的主要原因是稍后作物的选项。

它为您提供了灵活性和创造性的自由。您可以通过裁剪来改变您的构图，主要主题，焦点，并通过裁剪传达其他内容。

请注意，“数字缩放”是裁剪的过程与相同的过程，但它发生在相机中，稍后没有选择播出裁剪零件。我建议避免数码变焦。在后处理期间裁剪您的图像，而不是。

我不喜欢用zooms拍摄。我很欣赏额外的光线。因此，我经常在旅行时携带24毫米和85毫米的镜头。

大多数时候，我通过用24mm移动更近的框架来改变框架。它还给出了我更喜欢的视角。

但是，在下面的照片中，我不得不在以后作物。我不能更接近。要公平，我同样喜欢这两个版本，但裁剪的图像会更加关注男孩，而且少在周围环境。

我可以这样做，因为我有很多决议。

在斯科普里，北马其顿采取的街道场景，在佳能5d mkiii和24mm f / 1.4 ii镜头，1/400s，f / 2。 — 拍摄于斯科普里，北马其顿，在佳能5D MKIII和24mm F / 1.4 II镜头，1 / 400s，F / 2。

如何避免升级时的像素

升级或放大小图像很少产生您想要的结果。Adobe Photoshop.和其他编辑程序提供算法以使较高的照片更少像素化，但结果远非夏普。

然而，在过去的几年里，期权变得更加复杂。这是由于机器学习算法的上升和演变。

Photoshop的工具显着提高，但是有基于网络的高级升级服务。

点击PiXimperfect的视频了解更多。

另外，考虑前一点。靠近像素级夏普的照片比模糊更柔软的照片更容易高档。

分辨率和打印

高分辨率图像的另一个原因是印刷。

现在，我并不是指在家里用你用来打印文件的打印机打印。

我的意思是专业的照片印刷，杂志，书籍和海报。

印刷与数字成像类似。打印机在纸上涂上微小点 - 这些点是印刷中最小的细节单位。

数字像素可以直接转换为点。就像像素一样，点也不会告诉你很多关于细节。

但是，打印服务询问具有特定像素尺寸的文件。这是因为他们假设您提交的文件包含像素级信息，并详细介绍。

在打印过程中，您将遇到新的单位：DPI。它代表每英寸点。

DPI告诉您纸张上的斑点有多密集。它们是密集的，打印越详细。

一般来说，杂志，书籍和较小的印刷品看起来高于300 dpi。

海报，较大的印刷品采用略低较低的点密度制造。这是因为往往没有足够的分辨率来提供300 dpi。

计算打印尺寸

假设您想要8″x 10″的打印尺寸。这是一种标准的、中等大小的格式。

只需将所需的DPI（在这种情况下，300 dpi）乘以侧面的长度。

事实证明，对于此打印，您需要提交2400 x 3000像素的图像。

如果将此转换为百万像素，则它并非很多：只有7.2mp。

现在，用另一种方法计算。如果我在我的2210万像素的相机上使用全像素，那么在不同密度下我可以打印多大的像素?

图像为5760 x 3840.它们具有3：2的纵横比。让我们看看大小：

点每英寸	最终规模
600 DPI.	{{column-name-2}}：9.6“x 6.4”
300 DPI.	{{column-name-2}}：19“x 13”
200 DPI.	{{column-name-2}}：29“x 20”
100 DPI.	{{column-name-2}}：58“x 38”
10 DPI.	{{column-name-2}}：14米x 10米