Мегапиксели в фотоаппарате или как делать резкие снимки

Обновление: 2023-04-25.

Маркетологи всех, без исключения, фото компаний одним из рекламных лозунгов, для нового фотоаппарата, всегда используют магапиксельность матрицы, а пользователи наивно полагают, что чем больше это значение, тем лучше новый фотоаппарат. Так ли это и о чём умалчивают производители?

Про матрицу фотоаппарата очень подробно описано в википедии, а так же про физический размер матрицы, про кроп-фактор, пиксели и микролинзы, но в популярных источниках почти нигде нет информации о размерах пикселей и какую погрешность в изображение вносит размер этих пикселей - дифракционное размытие.

Про природу дифракционного размытия можно почитать здесь, хоть там и указано, что маленькие пикселы не влияют на качество изображени, но авторы забыли упомянуть о межпиксельном расстоянии конструкции матрицы и о том, что чем меньше размер пиксела, тем быстрее наступает порог этого самого дифракционного размытия - DLA*.

* DLA (Diffraction Limited Aperture) is the result of a mathematical formula that approximates the aperture where diffraction begins to visibly affect image sharpness at the pixel level. Diffraction at the DLA is only barely visible when viewed at full-size (100%, 1 pixel = 1 pixel) on a display or output to a very large print. As sensor pixel density increases, the narrowest aperture we can use to get perfectly pixel sharp images gets wider.

DLA does not mean that narrower apertures should not be used - it is simply the point where image sharpness begins to be compromised for increased DOF and longer exposures. And, higher resolution sensors generally continue to deliver more detail well beyond the DLA than lower resolution sensors - until the "Diffraction Cutoff Frequency" is reached (a much narrower aperture). The progression from sharp the soft is not an abrupt one - and the change from immediately prior models to new models is usually not dramatic.

Если посмотреть на эту таблицу, то можно заметить, что пороговое значение диафрагмы, когда наступает дифракционное размытие зависит от размера пиксела (четвёртая колонка 'Pixel Size') и чем меньше пиксел, тем на более открытых диафрагмах будет теряться резкость, как это выглядит на тестовых снимках, можно посмотреть здесь. Отчётливо видно, что происходит с изображением по всему полю по мере закрытия диафрагмы, линии изображения на контрастных участках перехода теряют свою резкость и выглядят мягкими, как еще говорят фотографы - мыльными.

Разработчики сервиса the-digital-picture.com вынуждены хитрить и выкручиваться, скорее всего под давлением производителей фотокамер или находясь в непосредственном сговоре с ними, иначе как объяснить тот факт, что из таблицы исчезли сравнительные снимки, снятые такими камерами как Canon 10D, Canon 20D, Canon 30D? Еще 3-4 года назад эти камеры были в списке и можно было сравнить снимки сделанные старыми зеркальными фотоаппаратами и новыми, теперь этого сделать нельзя, иначе обыватель сразу заметил бы, что резкость тестовых снимков, снятых на 10D с диафрагмой f/16 гораздо лучше, чем на таких же тестовых снимках, снятых на 50D, 60D, 7D.

Так как же снимать, чтобы снимки были резкими?

Вся, выше перечисленная техническая информация, совершенно бессмысленна, в отрыве от практической пользы. Если вам фотоаппарат нужен для дома и семьи, а так же для путешествий и вы никогда не будете распечатывать снимки больше чем 10х15 см, то всю эту чушь можете выкинуть из головы и забыть, что такое дифракционное размытие, так же как и владельцы цифромыльниц.

На практике с этой проблемой могут столкнуться те, кому необходимы фотографии товара для каталогов интернет-магазинов и для печатных буклетов. Печатники требуют исходные изображения с максимальным разрешением, которое многие принимают за многопиксельность, что не одно и тоже. Проблемы наступают в тот момент, когда объект/товар нужно снять и напечатать крупным планом. Для этого используют макро оптику и делают съёмку с минимального расстояния, к примеру часы.

На первом снимке не все детали часов хорошо видны, часть из них не четкие, а часть совсем размыта из-за малой глубины резкости и слишком открытой диафрагмы, f/4.

На втором снимке глубина резкости гораздо больше и все детали хорошо видны, без размытия, диафрагма в этом случае f/32.

Но если рассмотреть внимательно оригиналы этих двух изображений при масштабе в 100%, то можно заметить весьма печальную картину в деталях второго изображения, как на стрелках:

Так и на шрифте циферблата:

Вот наглядный пример того, как теряется контраст деталей изображения из-за дифракционного размытия снимая не на самый плохой вариант камеры + оптика. В съёмке были использованы Canon 5D Mark II + Canon 100mm f/2.8 Macro, если бы была использована камера Nikon D800 или с кроп-матрицей Canon 7D, 60D, то картина была бы еще хуже. Тут либо объект можно не слишком крупно снять, либо он крупно захвачен, но не весь входит в зону резкости, а если закрыть диафрагму до предела, чтобы все было резко, то теряется микроконтраст. Истину нужно искать где-то по середине.

Подведём итоги:

1) для интернет-магазинов, где нужны небольшие изображения, адаптированные под веб, достаточно иметь кроп камеру с небольшим числом мегапикселей, всего 8-12 МП, чтобы размер пиксела был не меньше 6.0µm (это Canon 40D и Nikon D90), а так же макро объектив 60mm f/2.0, этого хватит вполне, чтобы отснять практически любой ассортимент, при этом диафрагму нужно закрывать не меньше чем f/11;

2) для качественной рекламной фотосъёмки, которая позволит использовать изображение в полиграфии необходимо, либо использовать среднеформатную камеру, в которой мегапиксельность достигается не за счет уменьшения пикселей и увеличения количества этих пикселей на фиксированной площади, а за счёт увеличения самой матрицы (стоимость такого оборудования сравнимо со стоимостью дорогого автомобиля), либо необходим программный комплекс и навыки для кадрирования объекта и собирания всех кадров в одно целое.

P.S. материал по этой же теме: как выбрать фотоаппарат для начинающего фотографа?, калькулятор ГРИП.