Мегапиксель - что это такое и сколько их должно быть? Сколько мегапикселей нужно вашему видеонаблюдению Работа с отснятым материалом

Артем Кашканов, 2016

С момента появления цифровой фототехники между разными производителями идет своеобразная "гонка мегапикселей", когда новая модель фотоаппарата неизменно получает матрицу все большего и большего разрешения. Темпы этой гонки год от года меняются - достаточно долго "вертикальным" пределом для кропнутых зеркалок были 16-18 мегапикселей, но потом в очередной раз в производство были внедрены какие-то инновации и разрешающая способность кропнутых камер подбирается к отметке в 25 мегапикселей.

Для начала вспомним, что пиксель - это базовый элемент, точка, одна из тех, из которых формируется цифровое изображение. Этот элемент дискретный и неделимый - нет таких понятий как "миллипиксель" или 0.5 пикселя:) Зато есть понятие мегапиксель , под которым понимается массив пикселей в количестве 1 000 000 штук. К примеру, изображение размером 1000*1000 пикселей - имеет разрешение ровно 1 мегапиксель. Разрешение матриц большинства фотокамер давно уже перевалило за отметку 15 мегапикселей. Что это дало? Когда разрешение цифровых фотокамер было 2-3 мегапикселя, каждый лишний мегапиксель был действительно серьезным преимуществом. Сейчас же мы наблюдаем парадоксальную ситуацию - заявленное разрешение матриц любительских зеркалок стало таким, что дает возможность делать отпечатки приемлемого качества форматом чуть не А1! В то время как большинство фотолюбителей редко печатают фотографии больше чем 20 на 30 см, для этого достаточно 3-4 мегапикселей.

Стоит ли менять старый фотоаппарат на такой же по функциям, но "более мегапиксельный?"

Возьмем для примера два фотоаппарата - "простенький" любительский Canon EOS 1100D и "продвинутый" Canon EOS 700D. У первого разрешение матрицы "всего лишь" 12 мегапикселей, у второго - "целых" 18 мегапикселей. Разница - в 1.5 раза. Первая мысль, возникающая у многих фотолюбителей примерно такая - "Поменяв 1100Д на 700Д я буду получать в 1.5 раза лучшую детализацию! Теперь на фотографиях будут видны абсолютно все нюансы - мне этого так не хватало с моей старой камерой!". Эта установка активно поддерживается рекламщиками. Фотолюбитель, убедивший себя, в том что ему совершенно необходима новая камера, разбивает копилку и идет в магазин.

А давайте возьмем калькулятор и посчитаем, какой реальный прирост разрешения фотографии будет при переходе с 12 на 18 мегапикселей. 18-мегапиксельная матрица того же 700D дает изображение шириной 5184 пикселя, в то время как максимальная ширина изображения у 12-мегапиксельного 1100D составляет 4272 пикселя (данные взяты из технических характеристик фотоаппарата). Поделим 5184 на 4272 и получим разницу всего в 21%. То есть, при увеличении разрешения матрицы в 1.5 раза, фотография увеличивается в размерах всего в 1.21 раза. Если изобразить это графически, то получится такое сравнение.

Разница неожиданно мала! Получается, отличия между 12 и 18 мегапикселями не столь уж и существенны. Вывод - слухи о значимости роста мегапикселей сильно преувеличены. Перейти с 12- на 18-мегапиксельный аппарат (или с 18- на 24-мегапиксельный) только в надежде получить значительный прирост детализации на фотографиях - попасть на удочку маркетологов.

Рост мегапикселей в ряде случаев снижает резкость даже при использовании хорошей оптики!

Казалось бы - это вообще похоже на бред! Однако, не будем торопиться с выводами... Логично, что при росте мегапикселей с сохраненем размеров сенсора уменьшается площадь каждого отдельно взятого пикселя. Возможно, вы знаете, что уменьшение площади пикселя приводит к снижению его реальной чувствительности, а, следовательно, к росту уровня шумов (чисто теоретически). Однако, благодаря постоянному совершенствованию технологий и алгоритмов обработки сигналов, новые матрицы, даже несмотря на ощутимое снижение площади пикселей имеют весьма невысокий уровень шумов. Но опасность может подстерегать совсем с другого края...

Я уже рассказывал о такой вещи как дифракция . Не вдаваясь в подробности, напомню, что это свойство волны огибать препятствие, чуть меняя при этом направление. При прохождении пучка света через узкое отверстие, этот пучок имеет свойство как-бы распыляться, подобно спрею (да простят меня физики за такое сравнение:)

В нашем случае в качестве отверстия выступает апертура (диафрагменное отверстие). Чем сильнее зажата диафрагма, тем под большим углом "распыляется спрей". В итоге, "идеально четкая" точка после прохождения апертуры превращается в размытое пятнышко. Чем меньше диаметр апертуры, тем сильнее это размытие. А теперь давайте к этой картинке добавим небольшой кусочек матрицы с пикселями и попробуем приблизительно представить, как будет выглядеть эта "идеально четкая" точка на фотографии...

Естественно, приведенные иллюстрации не претендуют на абсолютную точность, не учтено множество нюансов - хотя бы то, что при формировании изображения происходит интерполяция соседних пикселей и многое другое. Суть в том, чтобы показать, что при уменьшении площади пикселя уменьшается рабочий диапазон диафрагменных чисел. Если у матрицы очень большое разрешение, не стоит слишком сильно зажимать диафрагму объектива, поскольку это приведет к появлению на фотографиях дифракционного размытия . Матрицы с малым количеством мегапикселей позволяют зажимать диафрагму чуть ли не до f/22 и особого размытия при этом не наблюдается.

Купили современную тушку? Позаботьтесь о хорошей оптике!

Разрешение матриц большинства современных любительских фотоаппаратов со сменной оптикой находится между 16 и 24 мегапикселями. Со временем этот диапазон неизбежно будет смещаться в сторону больших значений. Как правило, при этом совершенствуется и оптика, идущая в комплекте с фотоаппаратом. Современные китовые объективы хоть и существенно прибавили в качестве, но все же являются "компромиссными" вариантами. Прорисовать картинку во всех нюансах для запечатления на 24-мегапиксельной матрице они, чаще всего не способны (либо способны, но в очень узком диапазоне настроек, например, только в диапазоне 28-35 мм при диафрагме 8). Если вы ищете бескомпромиссный вариант, вам потребуется качественная и, соответственно, дорогая оптика. Стоимость объектива, схожего с китовым по функциональности, но имеющего лучшую разрешающую способность, в разы превосходит стоимость китового объектива:

Виджет от SocialMart

Кстати, не факт, что "продвинутая" версия будет гарантированно "прорисовывать" картинку - возможно, объектив проектировался в то время, когда о матрицах с таким разрешениях знать не знали. По этой же причине не рекомендуется использовать китовые объективы от очень старых камер. У меня был опыт использования старого китового объектива от Canon EOS 300D (6 мегапикселей) на аппарате 550D (18 мегапикселей) - когда-то брал у друга поиграться на вечер. Старый 18-55 и на 300Д не блистал качеством картинки, но на 550Д он просто убил наповал! Такое впечатление, что резкости не было нигде.

Кстати...

Фиксы (т.е. объективы с фиксированным фокусным расстоянием) - отличная альтернатива бюджетным зумам. Они будут очень кстати, если китовый объектив не обеспечивает желаемой детализации, но лишних 1000-1500 долларов на покупку "крутого" объектива нет. Самые популярные фиксы - "полтинники" (50 мм), точнее их младшие версии со светосилой f/1.8. При стоимости, сравнимой с китовым объективом они существенно превосходят его по качеству изображения, однако обладают меньшей универсальностью - за все нужно платить.

Карманная мыльница с 20 мегапикселями - маразм через край!

Как ни печально, но другого выбора скоро уже не будет. Большинство компактных фотоаппаратов имеют матрицу размером 1/2.3", то есть примерно 6*4.5 мм - в 4 раза меньше, чем у "кропнутой" камеры и в 6 раз меньше, чем у полнокадровой. Разрешение при этом составляет, как правило, не меньше 20 мегапикселей. Нетрудно представить, какой несуразно мелкий размер имеет каждый пиксель. Миниатюрный объектив мыльницы имеет очень малый размер апертуры, что усиливает дифракционное размытие. В итоге картинка при просмотре в 100% масштабе выглядит очень "мягкой".

Слева - 100% кроп с , сделанной 16-мегапиксельной мыльницей Sony TX10 с матрицей 1/2.3". Справа для сравнения - аналогичный вид, снятый на зеркалку. Обратите внимание, что картинка у мыльницы выглядит очень грязно - реальной детализации нет, есть только программная попытка цсилить контуры. И это в центре кадра! По краям кадра детализация снижается еще сильнее и зачастую выглядит как недоразумение:

И так снимает большинство современных компактных мыльниц. Например, вот , в которой приведены 100% кропы с фотоаппарата Panasonic DMC-SZ1 (ближе к концу статьи). Спрашивается - зачем в такие аппараты ставить матрицы с таким высоким разрешением? Практической ценности эти мегапиксели не имеют никакой, зато с точки зрения маркетинга звучит очень убедительно - в фотоаппарате размером со спичечный коробок целых 20 мегапикселей.

Так сколько же должно быть мегапикселей в фотоаппарате?

Возвращаемся к основному вопросу, которому посвящена статья. Все зависит от типа фотоаппарата, размера матрицы и возможностей оптики. Лично я считаю, что разумное количество мегапикселей такое:

• Для аппаратов со сменной оптикой с китовым объективом - около 12 мегапикселей. При большем разрешении матрицы сужается "рабочий" диапазон фокусных расстояний и диафрагм. Хотите получать максимально детализированное изображение - старайтесь не снимать на "крайних" фокусных расстояниях, устанавливайте диафрагму 8.
• Для аппаратов со сменной оптикой с фиксами или профессиональными зумами такого явного ограничения нет, главное, чтобы объектив смог прорисовать все эти мегапиксели. Отсутствие НЧ-фильтра дает определенное преимущество, но есть ряд недостатков - о них поговорим чуть ниже. и еще при росте мегапикселей снижается максимальное "рабочее" диафрагменное число. Старайтесь не снимать в обычных условиях с диафрагмой больше 11-13 - будет заметно снижение резкости из-за дифракционного размытия.
• Для мыльниц с матрицей 1/1.7" и меньше разумный предел - 10-12 мегапикселей. Все что больше - маркетинговый ход, не имеющий к детализации никакого отношения.

Какие характеристики матрицы важнее числа мегапикселей?

Во-первых, физический размер матрицы. Как уже было написано выше, 20 мегапикселей на матрице 1/2.3" и 20 мегапикселей APS-C или FF - совсем разные вещи. Большие матрицы всегда обеспечивают лучшую цветопередачу, более широкий динамический диапазон и более богатые оттенки, чем маленькие по размеру.

Во-вторых, играет роль структура матрицы. Подавляющее большинство современных камер имеет "баеровскую" матрицу со сглаживающим низкочастотным фильтром. Один пиксель изображения формируется путем интерполяции группы 2*2 пикселя матрицы (2 зеленых, 1 красный, 1 синий). НЧ-фильтр чуть "замыливает" картинку, но препятствует возникновению муара на объектах с регулярным повторяющимся рисунком (например, ткань). В последнее время наблюдается тенденция по отказу от НЧ-фильтра у байеровских матриц. Муар при этом подавляется встроенным ПО фотоаппарата.

Стоит отметить еще матрицы X-Trans (используются в фотоаппаратах Fujifilm), которые имеют по сравнению с "баером" более "хаотичную" структуру расположения цветных сенсоров RGB, в них для интерполяции используются группы размером 6*6 пикселей матрицы - это исключает образование муара и позволяет обходиться без НЧ-фильтра, что, как уже говорилось выше, улучшает детализацию изображения.

В конце концов, играет роль новизна техники и ее класс. Какой бы совершенной ни была матрица у фотоаппарата, не меньшую роль играет процессор и внутрикамерное ПО, выполняющее обработку сигнала, полученного с матрицы. Как правило, дорогая техника высокого класса при той же начинке (матрица-процессор), что и любительские камеры, дает лучшее качество картинки - чуть больший динамический диапазон, чуть большее рабочее ISO. Производитель не разглашает причин этих различий, но несложно догадаться, что главная причина - внутрикамерное программное обеспечение. Нередко бывает, что у младшей и старшей модели матрицы одинаковые, но качество картинки разное. Это объясняется тем, что у дешевых моделей обработка сигнала идет по более урезанному алгоритму, поэтому они проигрывают в качестве картинки старшим моделям. Но этот проигрыш реально заметен только в сложных условиях освещенности, например, при съемке на сверхвысоких ISO.

Вторая половина 2005 года пройдет под знаком 2-мегапиксельных камер, которые начнут массово встраивать как в телефоны, так и в смартфоны/коммуникаторы. Уже сейчас встроенные камеры в телефонах влияют на продажи цифровых фотоаппаратов начального уровня. Через год-полтора, когда качество встраиваемых в мобильные устройства камер сравняется с цифровыми фотоаппаратами начального уровня, подобные камеры будут встречаться не только в верхнем ценовом сегменте, но и среднем и нижнем, это влияние еще больше усилится. Сейчас встроенные камеры в массе своей воспринимаются как игрушки, никто от них не ждет высокого качества. Когда такое отношение изменится, рынок обычных цифровых камер (речь о любительском сегменте) ждет серьезная перестройка. Сегмент может полностью отойти к мобильным телефонам, сродни тому, как в настоящее время КПК вытесняются смартфонами и коммуникаторами.

Как мы уже писали в обзоре камеры модели Nokia 6680 , улучшение качества получаемых снимков неизбежно приведете к ужесточению мер безопасности в публичных местах, на предприятиях. Производители будут вынуждены выпускать свои продукты в двух вариантах – со встроенной камерой и без нее. Пока этот процесс находится лишь в начальной стадии.

Среди GSM аппаратов с 2 Мп камерой можно отметить Sony Ericsson k750i , модели Nokia N-серии, на подходе еще множество моделей от разных производителей. В основном они относятся к верхнему ценовому сегменту. Качество камер Nokia N90 и Sony Ericsson k750i очень близко, это вызвало бесконечные споры фанатов о том, что лучше «Nokia N90 или Sony Ericsson k750i», люди на форумах готовы сутками доказывать свою позицию, придумывая достоинства и недостатки того или другого аппарата. Снимки на Nokia N70 несколько хуже Nokia N90 и Sony Ericsson k750i, поскольку нет автофокусировки, а соответственно и нормального макро-режима. Среди смартфонов Nokia N70 проигрывает только аппаратам N-серии, другие даже косвенные конкуренты с моделью по качеству камеры сравниться не могут. Компания Nokia здесь занимает прочные позиции.

В аппарате применен активный слайдер, он защищает основную камеру от загрязнения и повреждений. Открыть слайдер можно без проблем одной рукой, это можно сделать и одним пальцев. При этом, если движение вы начинаете вручную, то встроенная пружина завершает его, как при открытии, так и при закрытии. По сравнению с Nokia 6680 крышка слайдера больше, имеет большую амплитуду, более плавный ход. Отметим, что крышка не царапает окантовку вокруг объектива, как это было с предыдущей моделью.

При открытии слайдера телефон автоматически переходит в режим съемки, экран при этом служит видоискателем. Максимальное разрешение получаемых снимков – 1600 x 1200 пикселей, перемножая, получаем 1920000 пикселей, округляя, получаем 1.92 Мп. Это эффективное количество точек встроенной 2 Мп камеры.

Разрешение снимков в явном виде в настройках не указывается, можно выбрать 3 варианта качества. При этом на экране количество мегапикселей будет указано в нижнем правом углу. Выбирать качество сжатия для каждого из разрешений нельзя.

• Print (2 Мп, 1600 x 1200 пикселей)
• E-mail (0.8 Мп, 640 x 480 пикселей)
• MMS (0.3 Мп, 240 x 180 пикселей)

После нажатия на центр джойстика или дополнительную торцевую клавишу для съемки в портретном режиме (служит кнопкой спуска) до момента сохранения фотографии проходит 3-4 секунды, по сравнению с Nokia 6680 скорость не изменилась. Возможно сделать сессию из 6 снимков подряд (sequence mode). Устройство можно поставить на таймер (10, 20 или 30 секунд) и сфотографировать себя с друзьями, например (нижний торец скошен, так что придется искать подпору).

• Автоматический режим
• User – определяемые пользователем настройки
• Портрет (1-2 метра до объекта)
• Пейзаж/сцена (объект расположен далеко, вспышка отключена)
• Ночной режим
• Спортивный режим (быстро двигающиеся объекты)

Вспышка работает в четырех режимах – автоматический, режим против красных глаз, выключена и включена постоянно.

Режимы баланса белого: автоматический, солнечно, облачно, искусственный свет, флуоресцентная лампа. Доступны эффекты: негатив, сепия, черно-белый снимок. Так же доступны настройки яркости и контрастности. Максимальное значение цифрового зума – 20x. Это маркетинговая цифра, реальной пользы в нем нет никакой.

Как мы уже сказали, экран служит видоискателем. Сверху в правом углу отображается количество оставшихся фотографий, которые поместятся в память. Столбец иконок справа – выставленные настройки (режим вспышки, разрешение фотографий, предустановленный режим). Отклонение джойстика «вверх»/«вниз» управляет цифровым зумом, «влево»/«вправо» - вспышкой. На модели Nokia 6680 отклонение «влево»/«вправо» переключало между фото и видео режимами, что было весьма удобно.

Качество снимков в солнечный или немного облачный день на среднем расстоянии очень хорошее, фотографии достойно смотрятся на экране монитора и особенно на дисплее смартфона. Их не стыдно показать друзьям, распечатать в формате 10x15.

В сумерках на фотографиях становится заметен шум, но, тем не менее, качество и детальность фотографий остаются на высоте.

В помещении снимки получаются тоже неплохими. Изображения получаются четкими, цвета не искажены, а шумы не бросаются в глаза. Страдает разве что передача белого цвета ярких объектов, цвет этот на некоторых фотографиях присутствует чистым белым пятном, без оттенков и цветопереходов. Виден результат работы алгоритма постобработки изображения.

Использование ночного режима съемки в сумерках и сложных условиях не сказывается на итоговом результате – автоматический режим хорошо справляется в таких ситуациях.

Показательно, что даже глубокой ночью можно сделать фотографию, на них можно разглядеть какие-то детали. Хотя, на фотографиях видно, что изображение вытягивалось на уровне программных алгоритмов.

Макросъемка далека от того, что можно получить на Nokia N90, объекты на близком расстоянии (10-20 см) выглядят расплывчато, хотя на расстоянии полтора метра получаются неплохие снимки.

Вспышка бьет на полтора метра. Если включить вспышку при среднем и хорошем освещении, то она может испортить фотографию, полностью пересветив лицо, например. Напомним, что появился режим против красных глаз.

Помимо основной камеры в смартфоне присутствует также фронтальная VGA-камера. Основное ее предназначение – видео-звонки. Переключение между камерами происходит автоматически при закрытии/открытии слайдера, либо через меню.

Сравним фотографии Nokia 6681 и Nokia N70. На снимках можно оценить разницу между 1.3 Мп и 2 Мп. В основном разница касается того, насколько хорошо видны детали.

Видео

По сравнению с Nokia 6680 серьезно возросло разрешение получаемых клипов, разрешение в предыдущих моделях было искусственно ограничено для того, чтобы показать прогресс в моделях N-серии, сделать маркетинговый упор на возможности видео.

Максимальное разрешение видео – 352 x 288 точек (против 176 х 144 точки у Nokia 6680). Формат сжатия – MPEG4 (для меньших разрешений – 3GPP). Максимальная частота смены кадров – 15 FPS (иногда она может составить и 5 FPS), видео выглядит дерганым, рваным, пока это спишем на то, что в нашей тестовой лаборатории оказался прототип, не коммерческий образец. По примеру Nokia 6630 можно ожидать, что ситуация улучшится к моменту коммерческого запуска продукта. Битрейт получаемого видео – около 100 Кбайт/c (без звука), то есть 30 минут видео на карте памяти займут около 350 Мбайт.

Работа с отснятым материалом

Прото образец, который побывал у нас на тестировании, обладал только одной программой для работы с отснятым материалом – это Movie Director, и то он не запускался. Скорее всего, набор предустановленных программ будет не беднее Nokia 6680, повторим то, что было сказано относительно программ для редактирования отснятого материала этой модели.

Photo Editor . Редактор фотографий. Можно сбалансировать цвета (выбор из трех автоматических режимов: Darken Image, Balance Image, Brighten Image), кадрировать снимок, вставить текст или рамку, развернуть изображение.

Video Editor. Приложение позволяет редактировать клипы, замедлять, соединять, добавить эффект (только черно-белый) и аудиодорожку.

Movie Director . Утилита перекочевала из предыдущего смартфона. Вы выбираете видеоклипы, фотографии, на их основе делается музыкальный клип. Программа интересна, за ней можно провести некоторое время.

Получившийся материал можно посмотреть в программах Image Manager и RealPlayer . Фотографии и клипы можно отправить на компьютер следующими способами: по электронной почте, по Bluetooth, по кабелю или просто извлечь карту из устройства и использовать ее.

Kodak Mobile . Идея проста – вы подгружаете фотографии на сервер непосредственно с телефона, отпечатанные фотографии доставляются вам курьером. Сервис перспективен, но пока мало развит.

Image Print . Интересная особенность этой программы – возможность печати по USB на принтерах, совместимых со стандартом PictBridge. Выделяем изображения для печати, подключаем по кабелю к принтеру и печатаем, все просто. Из этой же программы можно печатать по Bluetooth.

Заключение

По качеству снимков, функциональности (активный слайдер, вспышка, вторая камера) – это лучшая среди смартфонов/коммуникаторов модель, она уступает только модели Nokia N90. В сегменте моноблочных смартфонов это бесспорный лидер, близких по качеству моделей нет. Очень хорошие снимки при дневном свете, отличный ночной режим, плавный зум. Камера справляется со сложными условиями освещенности. Эргономика ее продумана и переработана относительно Nokia 6680. Богатые возможности по работе с отснятым материалом. К минусам можно отнести качество записи видео (запись дерганая, часто рвется), небогатый выбор доступных разрешений снимков, не очень хорошие снимки в макро режиме.

Отметим основные изменения камеры Nokia N70 по сравнению с Nokia 6680/6681:

• 2 Мп вместо 1 Мп
• Появились дополнительные настройки камеры, поменялся интерфейс
• Компенсация эффекта красных глаз
• Появилась дополнительная клавиша для фотографирования
• Активный слайдер изменился, стал больше, более плавный ход
• Разрешение видео заметно улучшилось (352x288 точек, вместо 176х144 точек)

Мы еще раз вернемся к Nokia N70, когда в нашу тестовую лабораторию попадет коммерческий образец устройства. Мы проверим, изменится ли качество записи видео, набор предустановленных программ для работы с отснятым материалом.

© 2015 сайт

Примечательно, что даже незначительный прирост линейного разрешения сопровождается основательным увеличением числа мегапикселей. Это напоминает вычисление площади. Чтобы удвоить количество мегапикселей достаточно увеличить линейное разрешение на 41%, а удвоение линейного разрешения приводит к увеличению числа мегапикселей вчетверо. Именно за это своё коварное свойство мегапиксели столь нежно любимы маркетологами, поскольку оно позволяет представить весьма умеренный прогресс, как нечто революционное.

На самом деле, двукратный прирост числа мегапикселей – вовсе не революция, это всего лишь тот минимум, после которого повышение детализации становится заметным для большинства людей, и то лишь при условии, что детализация была ограничена исключительно количеством пикселей, а вовсе не аберрациями объектива, промахами фокусировки, вибрацией камеры и неумелым редактированием. Причём вклад именно разрешения матрицы в общую резкость снимка стремительно снижается по мере роста числа мегапикселей. До 10 Мп этот вклад весьма значителен, от 10 до 20 Мп уже не столь весом, а при разрешении свыше 20 Мп на первый план безоговорочно выходят качество оптики и мастерство фотографа.

Вреден ли избыток мегапикселей?

В целом – нет, не вреден. Я просто считаю нужным подчеркнуть, что и пользы от него не много. На мой взгляд, единственным действительно негативным эффектом, связанным с ростом разрешения, является пропорциональное увеличение объёма файлов, стремительно заполняющих карты памяти, пожирающих дисковое пространство и тормозящих работу компьютера при постобработке.

Мне могут возразить, что фотоаппараты с большим разрешением ещё и больше шумят при высоких значениях ISO. Это справедливо, но лишь при попиксельном сравнении снимков, т.е. при 100% увеличении. При равном масштабе уровень шума будет примерно одинаковым (при прочих равных условиях, разумеется). Например, если снимок, сделанный 36-мегапиксельной камерой уменьшить в Фотошопе до 16 мегапикселей, то по уровню шума он практически не будет отличаться от аналогичного снимка, изначально сделанного 16-мегапиксельной камерой. При этом уменьшенный снимок может выглядеть даже несколько более чётким, поскольку уменьшение изображения (децимация) в определённой степени нейтрализует потерю резкости, неизбежную при байеровской интерполяции.

Таким образом, высокое разрешение действительно позволяет матрице фотоаппарата собрать больше информации о снимаемой сцене и потенциально обеспечить лучшую детализацию снимка. Другой вопрос, сможете ли вы воспользоваться этим потенциалом, или же он воплотится только в лишние гигабайты, занимающие ваш жёсткий диск?

Чтобы понять, какое число мегапикселей будет для вас необходимым и достаточным, следует просто вспомнить, какое конечное применение вы находите для ваших снимков? Рассматриваете ли вы их на мониторе компьютера или, быть может, при помощи цифрового проектора? печатаете ли вы свои снимки, а если да, то каков максимальный размер отпечатков? делитесь ли вы своими снимками в Интернете? подвергаете ли вы снимки какой-либо обработке, или довольствуетесь тем, что получается на выходе из камеры?

Просмотр фотографий на компьютерном мониторе

Самым распространённым среди посетителей моего сайта разрешением экрана является 1920×1080 (Full HD), что примерно соответствует двум мегапикселям. Для ноутбуков самое популярное разрешение – 1366×768 (WXGA), т.е. один мегапиксель. Редкие посетители пользуются мониторами с разрешением 2560×1440 (WQXGA), а это меньше четырёх мегапикселей. Компьютеров iMac с дисплеями типа Retina настолько мало, что ими можно пренебречь.

Вывод, как мне кажется, очевиден: для просмотра фотографий на мониторе персонального компьютера в большинстве случаев достаточно 2-4 Мп. И это если снимок развёрнут на весь экран, а не ютится в маленьком окошке.

Проекторы

Массовые модели современных цифровых проекторов имеют разрешение 1920×1080 (Full HD) или даже меньше, а значит пытаться продемонстрировать публике что-то превышающее пару мегапикселей с их помощью бессмысленно. Проекторы с разрешением 4096×2160 (4K) большинству фотографов просто не по карману, но даже неполные девять мегапикселей – это по современным меркам не столь уж много.

Печать фотографий

Разрешение отпечатка вне зависимости от его размера принято измерять в точках на дюйм (dpi). Например, при печати с разрешением 300 dpi на каждый линейный дюйм (2,54 см) будет приходиться по 300 точек, что соответствует 118 точкам на один линейный сантиметр.

Разрешение меньше 150 dpi считается низким, от 150 до 300 dpi – приемлемым и от 300 dpi и больше – высоким. Высокое разрешение означает, что отдельные точки, составляющие изображение, практически неразличимы для невооружённого глаза. Обычно отпечатки умеренного размера (до A3 включительно) делают с разрешением именно 300 dpi. Для больших отпечатков допустимо использовать меньшее разрешение.

Многое зависит от расстояния, с которого вы собираетесь рассматривать снимок. Маленькие карточки разглядывают вблизи, и их разрешение должно быть по возможности высоким. Большие полотна вешают на стену и любуются ими стоя на некотором отдалении, а потому даже сравнительно невысокое разрешение не будет резать глаз. Это относится и к фотообоям. Огромные билборды, на которые люди смотрят с расстояния в десятки метров, можно печатать с разрешением 32 dpi, и они всё равно будут смотреться неплохо.

Из приведённой ниже таблицы видно, сколько мегапикселей требуется для съёмки и последующей печати фотографий с разрешением как 150, так и 300 dpi при различных размерах отпечатка.

Когда вы последний раз печатали свои снимки на формате A3? Напомню, что самым популярным среди фотолюбителей размером отпечатка является A6, т.е. 10×15 см.

Интернет

Интернет не любит больших фотографий. Во-первых, большие фотографии долго загружаются, а во-вторых, большинству людей просто неинтересно рассматривать микроскопические подробности чужих снимков. Исключение составляют разве что специализированные фотографические форумы. Что же касается социальных сетей, то ваши многомегапиксельные снимки в любом случае будут уменьшены при загрузке на сервер вне зависимости от вашего на то согласия, причём качество децимации будет далеко не самым высоким.

Если вы пересылаете фотографии родственникам и знакомым по электронной почте, то уменьшать их необходимо хотя бы из соображений элементарной порядочности. Кому охота ждать, пока загрузятся громадные файлы с цветочками и котятами?

Словом, и здесь вам будет достаточно буквально пары мегапикселей.

Разумеется, всё это относится исключительно к любительской фотосъёмке и не касается снимков, предназначенных для коммерческого использования. Здесь всё зависит от конкретной ситуации. Если заказчик во что бы то ни стало требует 20 мегапикселей – что ж? – пошлём ему именно 20 мегапикселей, а нужны ли они ему на самом деле – это уже не наша забота.

Обработка снимков

При редактировании фотографий в Adobe Photoshop или ином графическом редакторе некоторый избыток разрешения не только терпим, но и весьма желателен. Во-первых, многие симки нуждаются в кадрировании, т.е. в обрезке краёв, и хорошо, когда у вас есть возможность не экономить пиксели. Во-вторых, грамотное уменьшение изображения – лучший способ скрыть или, по крайней мере, минимизировать такие дефекты изображения как шум, хроматические аберрации, умеренная шевелёнка, артефакты интерполяции и т.д. Иначе говоря, фотография, снятая с высоким разрешением, а затем уменьшенная, практически всегда выглядит лучше, чем изначально снятая с низким разрешением.

Впрочем, следует заметить, что разрешение современных фотоаппаратов столь велико, что запас мегапикселей, которыми можно пожертвовать при редактировании, имеется почти всегда.

Заключение

Мы с вами слишком долго говорили о том, о чём вообще не стоило бы говорить. Подведём же, наконец, итоги.

Чтобы удовлетворить потребности подавляющего большинства фотолюбителей хватит десятка мегапикселей, хотя и такое количество кажется несколько избыточным. Редкий энтузиаст сможет в полной мере реализовать потенциал двадцати мегапикселей, но такие люди обычно знают, чего хотят. Те же фотографы, которым объективно может потребоваться большее разрешение, и которые умеют с ним обращаться, вряд ли стали бы читать эту статью.

Учитывая тот факт, что разрешение более-менее серьёзных фотокамер составляет сегодня в среднем около двух десятков мегапикселей и продолжает расти, считаю дальнейшие дискуссии на эту тему просто излишними. Число мегапикселей больше не является тем параметром, на который стоит всерьёз обращать внимание при выборе камеры.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект , внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

Гонка за мегапикселями из цифровой фотографии постепенно перешла в IP видеонаблюдение. Наши клиенты все чаще спрашивают камеры 3, 4, 5-мегапиксельные и и даже выше. Большинство из них абсолютно уверены в том, что чем выше разрешение, чем больше мегапикселей у камеры, тем она лучше будет показывать, тем выше будет детализация кадра. Производители в угоду потребителям выпускают камеры с высоким разрешением, уже вовсю продаются 12 Мп IP камеры, модного нынче формата 4K.

Мы решили разобраться - действительно ли качество видеоизображения IP камер растет с увеличением мегапикселей? Стоит ли переплачивать за камеры с высоким разрешением, за процессорную мощность NVR, высокую пропускную способность сетей и за терабайты дискового пространства, необходимое для такого высокого разрешения. Мы выбрали со склада несколько камер с различным разрешением - от 1 до 5 мегапикселей. А так же заказали у производителей несколько дорогих 5 - 8 МП IP камер для этого теста. Вот кто попал к нам на испытания.

Предпочтение мы отдавали уличным IP камерам с фиксированным объективом, т.к. их не нужно настраивать и огрехи в утомительной настройке вариофокальных объективов не скажутся на качестве видеоизображения. Правда вот 5-мегапиксельных камер с фиксированным объективом мы не нашли и тестировали вариофокальные 5МП камеры. Все камеры мы устанавливали в одно и то же место и наводили на противоположную стену, где у нас висит несколько самодельных "испытательных таблиц".

Давайте посмотрим, что у нас получилось. Все снимки кадров делались через web интерфейс камер с помощью браузера IE и встроенной в каждую камеру возможности сохранять стоп-кадр. В нижеследующую таблицу мы поместили уменьшенный кадр до разрешения 640х480 (или 640 на 360, если камера имеет широкоформатную матрицу с соотношением сторон 16:9), а также кроп (вырез из кадра) с разрешением 200х360 пикселей. На нем более наглядно видно качество "прорисовки" мелких деталей изображения - в частности букв на таблице Сивцева (таблице для проверки зрения).

Чтобы посмотреть полноразмерный кадр с IP камеры - кликните на его уменьшенную копию в таблице.

1 МП IP камера: Space Technology ST-120 IP Home, разрешение 1280х720, матрица 1/4, объектив 3,6 мм
1 МП IP камера: Polyvision PN-IP1-B3.6 v.2.1.4, разрешение 1280х720, матрица 1/4, объектив 3,6 мм
1,3 МП IP камера: MATRIXtech , разрешение 1280х960, матрица 1/3, объектив 3,6 мм
2 МП IP камера: Space Technology ST-181 IP Home, разрешение 1920х1080, матрица 1/3, объектив 3,6 мм
2 МП IP камера: MATRIXtech MT-CW1080IP20, разрешение 1920х1080, матрица 1/2.8, объектив 3,6 мм
3 Мегапикселя разрешение. IP камера: Dahua IPC-HFW-1300S-0360B, разрешение 2048x1536, матрица 1/3, объектив 3,6 мм
4 Мегапикселя разрешение. IP камера: Dahua IPC-HFW-4421EP-0360B, разрешение 2560х1440, матрица 1/3, объектив 3,6 мм
5 Мегапикселей разрешение.
5 МП	>

На что мы обратили внимание при сравнении этих кадров:

1. У камер различное соотношение сторон кадра. IP камеры с разрешением 1, 2, 4 мегапикселя имеют широкоформатный кадр с соотношением 16:9. А камеры с разрешением 1.3, 3 и 5 Мп - 4:3. Т.е. у последних угол обзора по вертикали больше. Это очень важно для тех камер, которые на объекте будут "смотреть" под углом сверху вниз. Для таких камер будет меньше мертвых зон под камерой как вблизи, так и в далеке. Интересно подметить, что у 3МП камеры по отношению к 4МП камере не только угол обзора по вертикали больше, но и разрешение: 1536 против 1440 пикселей.
2. У камер различный угол обзора, причем он зависит не только от объектива, но и от размера матрицы. У бюджетных IP камер с матрицей 1/4 и стандартным объективом 3,6мм угол обзора по горизонтали не более 60°. А вот 5МП камера IPEYE с матрицей 1/2.5 имеет широченный угол обзора как по вертикали так и по горизонтали (более 110°). Правда там и объектив в самом коротком фокусе имеет растояние 2,8мм.
3. Ну и самое главное на что мы хотели обратить пристальное внимание - это разрешение. Если вы внимательно рассмотрите все кадры, то заметите, что несомненно с возрастанием разрешения (мегапикселей) детализация увеличивается. Но НЕ ПРОПОРЦИОНАЛЬНО! Не колосально. Камера в 4МП по отношению к камере в 2МП не дает улучшение картинки в 2 раза. Детализация возрастает незначительно . В любом случае, со второй строчкой снизу таблицы Сивцева не смогла "справиться" ни одна камера. А уже 6-ю нижнюю строчку (правые буквы "Б К Ы") уверенно "читают" как камеры с разрешением 4, так и 2 МП.

Конечно тут надо делать поправку на различный угол обзора. Ведь с увеличением угла обзора мы как бы отдаляемся от снимаемой сцены и детализация ухудшается. Особенно это справедливо для 5-мегапиксельной камеры IPEYE - уж слишком большой угол обзора дает такое сочетание матрицы и объектива. И если сделать на ней угол такой же как у 2МП камер (около 90°) то буквы этой таблицы будут читаться уверенней.

Интересно, что у другой 5МП IP камеры при тех же заявленных параметрах (объектив 2,8-11, матрица 1/2.5) угол обзора в самом коротком фокусе получился несколько уже, чем у IPEYE-3802VP. Детализация приблизительно на том же уровне, картинка несколько более шумная в темных областях кадра, хотя и стоимость у камеры BEWARD в разы выше. Но у нее моторизованный объектив и управлять углом обзора можно сидя перед компьютером. Картинка с максимальным фокусом в 11 мм тогда будет выглядеть так:

Может это кому-то и нужно, учитывая, что при каждом изменении фокуса объектива нужно или вручную или нажав на кнопку "автофокус" настроить резкость изображения. И на это уходит от 5 до 20 секунд. Зато тут уже уверенно можно читать вторую снизу строчку таблицы проверки зрения.

В дальнейшем мы протестировали пару 2-мегапиксельных IP камер с вариофокальным объективом 2.8 - 12мм, т.к. бытует мнение, что они показывают лучше, чем "фиксы". Вот что у нас получилось:

2 МП IP камера: MATRIXtech MT-CW1080IP40, разрешение 1920х1080, матрица 1/2.8, объектив 2,8 - 12 мм
2 МП IP камера: Hikvision DS-2CD2622FWD-I, разрешение 1920х1080, матрица 1/3, объектив 2.8-12 мм

Как видно результат мало чем отличается от предыдущего. Детализация практически такая же как и у 2МП IP камер с фиксированным объективом. Даже у дорогущей 2-х мегапиксельной (!) камеры Hikvision (розничная цена которой на февраль 2016 года составляла 21990 руб) с выставленным на заводе углом обзора градусов в 50 (а чтоб поменять его - надо было вскрывать камеру, чего нам категорически не хотелось) читаемость таблицы Сивцева получилась не выше 5 строчки снизу.

Возможно вариофокальные объективы обладают большей светочувствительностью и IP камеры с ними лучше "видят" в темноте, но это тема уже совершенно другого теста и другой статьи, к которой мы возможно обратимся позже. Но на разрешающую способность вариофокальные объективы практически не оказывают влияние. Мало того, малейшая неточность в настройке фокусировки может привести к плачевному результату, и все мегапиксели окажутся бесполезными. А кто хоть раз настраивал вариофокальный объектив на IP камере со мной согласится, что это ой как нелегко, учитывая задержку, с которой приходит сигнал от камеры на монитор.

5 МП

Это первая камера с размером сенсора 1/1.8, которая попала нам в руки. Кроме того, эта камера способна выдавать поток со скоростью 25 к/c при 5-мегапиксельном разрешении (2592х1920 px). Другие пока этого делать не могут. Максимум на что они способны - 12-15 к/c при максимальном разрешении. Сразу бросается в глаза широкий угол обзора этой камеры. При фокусе в 3,6 мм он шире, чем у 5МП камер с матрицей 1/2.5 с фокусом 2,8 мм. Разрешение у камеры от BSP Security на уровне других 5-мегапиксельных камер, даже чуть четче. По крайней мере контраст картинки выше. Однако ситуацию немного омрачает смазывание левой части кадра. Возможно нам не повезло и попалась камера с небольшим перекосом матрицы.

И вот наконец к нам на склад поступили 4K IP камеры с разрешением 8МП. Это полусфера с фиксированным объективом DAHUA DH-IPC-HDW-4830EMP-AS. Вот кадр с этой камеры:

8 МП IP камера: DAHUA DH-IPC-HDW-4830EMP-AS, разрешение 3840*2160, матрица 1/2.5, объектив 4 мм

Чтобы открыть кадр полном разрешении, в браузере нажмите правой кнопкой мыши на картинке и выберите пункт меню "открыть изображение".

Наш тест мы не остановили на офисных картинках, нам хотелось посмотреть также и реальные кадры уличной сцены. Для этого мы направили объективы наших камер на ближайшую автостоянку, видную из нашего окна. Сделали мы это преднамеренно в довольно тяжелых световых условиях - ранних сумерках. Вот что у нас получилось.

1 МП IP камера: Space Technology ST-120 IP Home , разрешение 1280х720, матрица 1/4, объектив 3,6 мм
1 МП IP камера: Polyvision PN-IP1-B3.6 v.2.1.4 , разрешение 1280х720, матрица 1/4, объектив 3,6 мм
1,3 МП IP камера: MATRIXtech MT-CW960IP20 , разрешение 1280х960, матрица 1/3, объектив 3,6 мм
2 МП IP камера: Space Technology ST-181 IP Home , разрешение 1920х1080, матрица 1/3, объектив 3,6 мм
2 МП IP камера: MATRIXtech MT-CW1080IP20 , разрешение 1920х1080, матрица 1/2.8, объектив 3,6 мм
3 МП IP камера: Dahua IPC-HFW-1300S-0360B , разрешение 2048x1536, матрица 1/3, объектив 3,6 мм
4 МП IP камера: Dahua IPC-HFW-4421EP-0360B , разрешение 2560х1440, матрица 1/3, объектив 3,6 мм
5 МП IP камера: , разрешение 2592х1920, матрица 1/2.5, объектив 2.8 - 12 мм

Возможно мы выбрали еще слишком светлую часть дня (17.10 - 18.00 в феврале), но все камеры с таким освещением справились отлично. Правда у 1,3 МП камеры MT-CW960IP20 картинка оказалась чуть темнее других, что довольно странно, т.к. матрица 1/3 должна обладать лучшей светочувствительностью по отношению к матрице 1/4.

Что касаеется детализации картинки ситуация схожа с результатми тестирования в офисе. Она хоть и возрастает с увеличением мегапикселей, но не значительно. Автомобильный номер у Рено смогли прочитать как 4-х, так и 2-х мегапиксельные камеры. Правда последние немного хуже.

IP камеры с разрешением 1.3, 4 и 5 мегапикселей со своим широким углом обзора "увидели" даже номер нашего фургона, на котором мы возим все эти IP камеры)). А 5 МП камера узрела даже машину, стоящую левее фургона. Угол обзора потрясающий!

В марте мы получили на тест еще две 5-мегапиксельные IP камеры BEWARD и BSP Security . Давайте сравним как они показывают на улице.

5 МП IP камера: , разрешение 2592х1944, матрица 1/2.5, "зум" объектив 2.8 - 11 мм
5 МП IP камера: BSP Security , разрешение 2592*1920, матрица 1/1.8, объектив 3.6 - 11 мм

Камеры испытывали в одно и то же время (18.00 в середине марта). Интересно подметить, что не смотря на то, что у камеры от BSP Security шире угол, у нее немного лучше детализация. Гос. номер у голубого форда почти можно прочитать, чего нельзя сделать на кадре с камеры BEWARD. Сказывается размер матрицы - 1/1.8 против 1/2.5.

Какой же сделаем вывод?

1. Вероломная погоня за мегапикселями практически бесполезна и на руку только производителям (ну и чего греха таить - нам, продавцам этих IP камер, регистраторов и жестких дисков) прибыли с них получается больше.
2. В подавляющем большинстве случаев достаточно 1-, 2-х мегапиксельных IP камер. А если нужна лучшая детализация удаленных объектов, то решать такую задачу нужно не бездумным увеличением мегапикселей, а уменьшением угла обзора с помощью вариофокального объектива. Этим мы "приблизим" картинку к себе и сможем рассмотреть, все что нам надо. И увеличением количества видеокамер. Возможно такое решение будет немного дороже, но зато оно решит вашу задачу наверняка. А возможно цена пары 2-х мегапиксельных камер с углом обзора в 50° (например "фиксы" с 6мм объективом) будет меньше, чем цена одной 5- или даже 4-х мегапиксельной с углом в 100°. Но информации о наблюдаемой территории они нам дадут гораздо больше.
3. Нужно учитывать что с увеличением количества пикселей без увеличения физического размера матрицы только ухудшает чувствительность видеокамеры, т.к. площадь пикселя становится меньше, и на его поверхность попадает меньше света.
4. Настоящие качественные объективы с оптикой, позволяющей получить все преимущества мультимегапиксельных матриц стоят не менее 1000$. Что можно ожидать от 12-мегапиксельной камеры стоимостью 20000 рублей?
5. Ну и последне, что нужно помнить - с увеличением "мегапиксельности" вы будете дополнительно переплачивать за процессороную мощность записываемых устройств, накопители (HDD), пропускную способность сети и трафик, при просмотре через Интернет.

P.S. Мы продолжим тестировать таким образом IP камеры, попадающие к нам в руки. Уже запрошено несколько тестовых образцов у различных поставщиков с разрешением от 5 до 12 мегапикселей. Поэтому периодически посещайте эту страничку для получения новой информации о мегапиксельной гонке в IP видеонаблюдении.

P.P.S. Если кто из производителей или поставщиков желает протестировать свои камеры на нашем "испытательном стенде" - добро пожаловать, связывайтесь с нами по e-mail: kb063_sobaka_yandex.ru