Разрешение фотокамеры: Учёные создали цифровую фотокамеру с разрешением 3200 мегапикселей. Ей будут снимать звёздное небо

Содержание

Учёные создали цифровую фотокамеру с разрешением 3200 мегапикселей. Ей будут снимать звёздное небо

Учёные Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США получили с помощью самой большой в мире цифровой фотокамеры первые 3200-мегапиксельньные фотографии. Об этом сообщается в официальном блоге лаборатории.

В будущем камеру установят на обзорный телескоп строящейся в Чили Обсерватории имени Веры Рубин. После установки камера будет снимать панорамные изображения всего южного полушария неба в течение десяти лет. Полученные данные лягут в основу самого большого астрономического атласа в истории — LSST (Legacy Survey of Space and Time). Предполагается, что он будет включать описание около двадцати миллиардов галактик.

Изображения, полученные с помощью самой большой цифровой камеры SLAC настолько велики, что для их отображения в полном размере потребуется 378 телевизоров сверхвысокой чёткости и поддержкой 4K. Разрешение камеры позволяет увидеть мячик для гольфа с расстояния 25 километров. Разработчики отмечают, что разработанная в SLAC камера, сборка которой была завершена в январе этого года, поднимет детальность астрофизических наблюдений на беспрецедентный уровень. Она способна обнаружить объекты в 100 миллионов раз тусклее, чем способен определить человеческий глаз. Именно поэтому одними из её основных задач станут поиск и исследование тёмной энергии и тёмной материи.

Фокальная плоскость камеры, по словам учёных, чем-то похожа на матрицу обычной цифровой камеры, только сложнее. С помощью датчиков она улавливает свет, излучаемый или отражённый объектом, и преобразует его в электрические сигналы, которые используются для создания цифрового изображения.

Поверхность камеры содержит 189 отдельных ПЗС-устройств (CCD-матриц), каждое из которых обеспечивает разрешение 16 мегапикселей — примерно столько же, сколько сенсоры изображений современных цифровых камер. Наборы из девяти ПЗС-матриц и их вспомогательной электроники собраны в квадратные блоки, названные «плотами». Каждый из этих плотов стоимостью в $3 млн. в свою очередь собран на сетке, удерживающей их вместе.

Новая камера уникальна во всём. Помимо гигантского разрешения отдельного внимания заслуживает размер пикселей на матрице. Размер каждого из них составляет всего 10 микрон в ширину. При этом сама фокальная плоскость камеры чрезвычайно ровная — отклонения от идеальной плоскости не превышают одной десятой толщины человеческого волоса. Это позволяет камере делать чёткие изображения с очень высоким разрешением.

Датчики камеры могут работать только при минус ста градусах Цельсия, поэтому вся фокальная плоскость камеры размещена внутри криостата. В течение ближайших месяцев специалисты вставят криостат с фокальной плоскостью в корпус камеры и добавят линзы, включая самый большой в мире оптический объектив, затвор и систему замены фильтров для изучения ночного неба в разных цветах. К середине 2021 года камера будет готова к финальным испытаниям, а затем отправится в Чили.

С примерами получаемых камерой изображений можно ознакомиться в блоге Национальной ускорительной лаборатории SLAC.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Разрешение фотоаппарата, сколько мегапикселей в матрице выбрать

Матрица цифрового фотоаппарата состоит из пикселей (pixels), которые представляют собой полупроводниковый фотоэлемент, способный реагировать на освещенность. Направляя на фотоэлементы поток света с объектива, мы на выходе получаем электрический сигнал. Электроника фотокамеры записывает этот сигнал в память в виде снимка в графическом формате.

Посмотрим, на что влияет количество мегапикселей на матрице. Реклама говорит, что чем выше количество пикселей, тем большая детализация изображения и тем лучше фотография. Теоретически это правильно, но до какого-то предела. Большое разрешение фотокамеры нужно, например, если печатать плакат больших размеров. Но если печатать фотографию 15х10 см и выставить на принтере разрешение 300 dpi (это хорошее качество, применяемое в полиграфии), то может хватить и снимка с разрешением в 2 Мп. А что бы напечатать в таком же качестве фотографию формата А4, то необходимо разрешение 7-10 Мп. Поэтому необходимо подумать, а стоит ли переплачивать за разрешение больше 10 Мп.

Цена не должна напрямую зависеть от количества пикселей. Ведь мы уже сказали, что увеличивать количество мегапикселей можно до определенного предела, так вот предел этот определяется качеством фотографии.


Структура матрицы фотокамеры

Так же высокое разрешение снимка может пригодится при редактировании. Вырезая в графическом редакторе часть снимка и увеличивая его, мы получаем достаточное разрешение этого участка если общее разрешение фотоснимка было высоким.

На качество фотографии помимо разрешения матрицы влияет еще и размер каждого пикселя, а об этом в рекламе молчат. При увеличении количества пикселей уменьшается их размер и, соответственно, уменьшается объем собираемого фотоэлементом света. А это приводит к плохой цветопередаче, увеличению шумов, уменьшению светочувствительности. И подумайте, как меняется размер пикселя, если при таком же размере матрицы увеличить их количество? Это в зеркальных фотоаппаратах большие матрицы и там количество мегапикселей может быть больше 10 Мп без ущерба для качества фотографии.


Структура пикселя

Выбирая фотоаппарат, Вы должны знать, на что влияет показатель количества пикселей и не гнаться бездумно за их числом.

Современные фотоаппараты в основном имеют матрицы с разрешением 12-22 Мп, а мы сказали, что для печати нормальных фотографий 15х10 см хватит и 2 Мп, значит для нормальной съемки дома хватит разрешения любого современного фотоаппарата и стоит при выборе обратить внимание на размер самой матрицы.

Но если Вам действительно нужна детализация, то тогда вы осознано выберете фотоаппарат с большим количеством мегапикселей. Главное знать, что вы себе выбираете и брать то, что Вам нужно действительно для съемки и не попадаться на уловки маркетологов.

Откуда берутся шумы на снимках и как их уменьшить.

Основные характеристики матрицы фотоаппарата.

Как размер матрицы влияет на качество снимков.

Разрешение камеры | Тест веб-камеры

О проверке разрешения камеры

Проверка разрешения веб-камеры — это простой и бесплатный способ проверить онлайн, каково разрешение вашей веб-камеры. В результате тестирования вы получите полный список разрешений, поддерживаемых вашей камерой, а также некоторые подсказки, такие как максимальное разрешение, минимальное разрешение и разрешение по умолчанию.

Хорошей особенностью данного теста является возможность делать фотографии для каждого поддерживаемого разрешения, благодоря чему вы сможете скачать и сравнить их качество.

По умолчанию проверяется только если ваша камера поддерживает популярные стандарты разрешения. Это быстро, но может быть недостаточно точным. Если вы не хотите пропустить какие-либо поддерживаемые разрешения, включите метод перебора.


Что такое разрешение камеры

Разрешение камеры определяет ширину и высоту захваченного изображения. Умножение этих значений указывает общее количество пикселей (сокращенно «px»). Один миллион пикселей равен одному мегапикселю (сокращенно Мп, иногда как Mpix, Mpx или MPixel). Мегапиксели часто используются в качестве показателя качества камеры, когда производитель указывает максимальное поддерживаемое значение. Например,

FHD камера имеет разрешение 1920×1080 и может захватывать до 2073600 пикселей или 2.0736 мегапикселей, округленно как 2Мп.


Разрешение камеры и её качество

Даже если разрешение является важным свойством камеры, это не означает, что чем выше разрешение, тем лучше качество изображения. По большому счёту, более высокое разрешение обычно обеспечивает более точные детали и хорошую резкость. Например, изображения, сделанные с камерой более высоким разрешением, лучше для печати больших форматов, просмотре на больших экранах или захвате маленьких объектов. Но даже если вам не нужно всё это, Full HD определённо намного лучше, чем VGA.

Почему не стоит обращать внимание на разрешение камеры телефона. Размер сенсора важнее

Качество камеры — это новейшая ”гонка вооружений” для смартфонов, и одним из самых значительных факторов для создания великолепных снимков является сенсор камеры. В то время, как большое число мегапикселей становится все более популярной тенденцией, размер сенсора изображения камеры на самом деле гораздо важнее. Например, Huawei постоянно хвастается тем, что включает в свои флагманские телефоны датчики большего размера по сравнению с конкурентами. Производители компонентов, такие, как Sony и Samsung, тоже все чаще обращают внимание на размеры своих датчиков. Но почему размер сенсора камеры так важен для получения отличных фотографий? А главное, почему именно размер сенсора намного важнее разрешения, если все в мире стремится к миниатюризации?

Камера может быть любой. Важно, какой в ней сенсор.

Если говорить кратко, то больший сенсор получает больше света, а меньший — меньше, но проблема куда масштабнее, чем лишние ”чуть-чуть” света. Давайте разбираться во всем по порядку.

Какой размер сенсора камеры телефона

На базовом уровне размер сенсора определяет, сколько света попадает в камеру для создания изображения. Хотя разрешение играет важную роль в деталях, именно количество захваченного света определяет баланс экспозиции камеры, динамический диапазон и даже резкость. Вот почему 16-мегапиксельная и 20-мегапиксельная зеркальные камеры, выпущенные несколько лет назад, по-прежнему предлагают лучшее качество изображения, чем современные 108-мегапиксельные смартфоны.

Что такое апертура и почему она важна для камеры телефона.

Большинство сенсоров смартфонов обычно имеют размеры всего лишь 1/2,55 дюйма или около 1 см в поперечнике, хотя некоторые имеют больший размер — в 1/1,7 дюйма и выше. Для сравнения, датчики камеры DSLR имеют размер более дюйма, легко превышая размер матрицы смартфона в 4 или 5 раз. Сенсоры смартфонов по сравнению с ними просто крошечные, хотя некоторые бренды стараются сокращать разрыв. На данный момент самый большой сенсор у опальных смартфонов Huawei серии P40. Его диагональ составляет 1/1,28 дюйма.

Размер матрицы зеркальной камеры намного больше размера матрицы смартфона. Отсюда и качество снимков.

В чем преимущества камер с большой матрицей

Чем больше датчик, тем больше света он фиксирует для заданной скорости затвора, ISO (чувствительности экспозиции) и диафрагмы. Недостаток света можно компенсировать более долгой выдержкой, но это приведет к смазанности снимка.

Еще одной причиной того, что большой сенсор лучше маленького при том же разрешении является более широкий динамический диапазон. Так называют разницу между темными и светлыми участками. То есть при большем размере матрицы картинка будет более четкой и контрастной.

Samsung запатентовала подвижную камеру для смартфонов нового поколения

Страдают снимки и с точки зрения появления лишнего шума. Так как сами светочувствительные элементы расположены очень близко друг к другу, на них может попадать искаженный свет и от этого будут появляться дополнительные шумы. Шумы будут появляться и от упомянутой выше нехватки света. Чувствительность сенсора будет подниматься и картинка будет портиться еще больше.

Как улучшить камеру смартфона

С переходом на все большее разрешение (теперь выше 100MP), увеличение размера сенсора стало как никогда важным. Конечно, сенсоры с разрешением 48 Мп, 64 Мп и даже 108 Мп смогут дать более менее детальное изображение при ярком освещении в солнечный день, но не стоит ждать, что можно приблизить то, что находится на расстоянии километра, распечатать и повесить в рамку. Качество будет достаточным только для того, чтобы различить силуэт объекта, но не более того. Такое увеличение это просто игрушка, но не более. Даже лицо человека нельзя будет различить. Особенно, если освещение не очень хорошее.

Качество снимков на смартфоны сильно преувеличено.

Еще одной относительно свежей тенденцией в мобильном пространстве является технология объединения пикселей, позволяющая этим датчикам высокого разрешения объединять пиксели для лучшего захвата света. Эти более крупные датчики и, соответственно, более крупные пиксели значительно улучшают качество фотографии при слабом освещении. Это приводит к меньшему шуму и намного лучшим цветам, даже в слабо освещенных условиях.

Наш Иван Кузнецов затронул скользкую тему- Мне не нужна видеокамера в смартфоне. А вам?

Большие датчики являются чуть ли не самой важной составляющей хорошего снимка при слабом освещении. Даже боке хорошо получаются только на большом сенсоре. Смартфоны все равно дополнительно обрабатывают изображение, но именно поэтому часто размытие получается неестественным.

Что влияет на качество снимков

Стоит еще добавить, что размер сенсора не является единственным критерием качественного снимка — просто он важнее, чем разрешение, которое после определенного, давно пройденного рубежа не несет в себе никакой смысловой нагрузки.

Камерой смартфона можно и нужно пользоваться, но переоценивать важность разрешения не стоит.

Для хорошего снимка важны еще и линзы объектива. Не стоит думать, что стекло везде одинаковое. Это на глаз они все одинаковые, а для камеры прозрачность и точность линзы критически важна. Как важна и конструкция линз в системе объектива. На разработку оптимальной конструкции уходят годы и миллионы долларов. Просто так за это биться не стали бы.

Если у вас есть какие-то вопросы о смартфонах, задавайте их в нашем Telegram-чате. Мы или другие участники всего постараемся помочь.

Вы когда-нибудь замечали, что снимки двух смартфонов с одной камерой отличаются очень сильно? Все из-за того, что они по-разному обрабатывают изображение, а это тоже очень важно. Объектив пропускает свет на матрицу и та выдает всего лишь несколько миллионов цветных точек, которые надо правильно обработать и собрать в готовое изображение. Этим и занимается программа обработки. Сюда иногда подмешивают машинное обучение, но все равно это программная обработка.

Вы все еще думаете, что разрешение камеры — это самая важная ее характеристика? А вот и нет. Есть куда более важные параметры, но если с ПО и оптикой все более менее разобрались, то с размером сенсора надо что-то делать, а мешает этому то, что камера будет выпирать еще больше, если не найти в корпусе дополнительное место. Вот так задачка.

Redmi Note 9S | Официальный сайт Xiaomi | mi.com

48 Мп. Четыре камеры с ИИ.

Основная камера 48 Мп со сверхвысоким разрешением

48 Мп, 1/2" матрица, угол обзора 79,4°.
Диафрагма f/1.79, шестилинзовый объектив, автофокус.
1,6 мкм 4-в-1 Super Pixel, размер пикселя 0,8 мкм.

Сверхширокоугольная камера 8 Мп

8 Мп, 1,12 мкм, угол обзора 119°, диафрагма ƒ/2.2.

Макрообъектив 5 Мп

5 Мп, 1,12 мкм, диафрагма ƒ/2. 4, автофокус (от 2 до 10 см).

Датчик глубины 2 Мп

2 Мп, 1,75 мкм, диафрагма ƒ/2.4.

Разрешение фото: 8000x6000 пикселей.
Разрешение видео: до 4K.
Двойная вспышка.

Особенности съёмки фото на основную камеру

Ночной режим | Документы | Кинематографический портрет
48 Мп HD | Сверхширокоугольный режим съёмки | Функция «Улучшение»
Стабилизация съёмки в ночном режиме | Портретный режим с возможностью регулировки глубины резкости | Панорама
Ручной режим | Таймер съёмки | Выравнивание | Серийная съёмка | Распознавание лиц | HDR | Сверхширокоугольный режим с функцией коррекции искажений | Пользовательский водяной знак | Водяной знак с ИИ | Калейдоскоп
Портретный режим с возможностью регулировки глубины резкости | Полноэкранный кадр
Распознавание сцен (27 распознаваемых меток) | Макросъёмка

Особенности съёмки видео на основную камеру

Съёмка видео с разрешением 4K | Сверхширокоугольный режим | Макросъёмка | Короткие видео | Запись видео 4K

Запись видео 4K с частотой 30 кадров/с
Запись видео 1080p с частотой 30 или 60 кадров/с
Запись видео 720p с частотой 30 кадров/с
Запись замедленного видео с разрешением 1080p и частотой 120 кадров/с
Запись замедленного видео с разрешением 720p и частотой 120, 240 или 960 кадров/с

Зеркалка 120 Мп, видеокамера и дисплей 8К – Canon рассказывает о ведущихся разработках

Дата публикации: 09. 09.2015

Компания Canon, один из мировых лидеров в области технологий формирования изображений, официально поделилась информацией о некоторых разработках, которыми сейчас занимается. В частности, Canon разрабатывает камеру системы Cinema EOS с поддержкой видео 8K, профессиональный контрольный дисплей 8K для производства видеоматериалов нового поколения, а также зеркальную фотокамеру с CMOS-датчиком разрешением 120 млн эффективных пикселей.

(Примечание. Изображения условны и приведены исключительно в иллюстративных целях.)

Камера 8K в системе Cinema EOS

Создаваемая камера 8K системы Cinema EOS будет оснащаться CMOS-датчиком Canon Super-35 разрешением 8192 x 4320 пикселей (около 35 Мп). Изображение в таком разрешении – с динамическим диапазоном 13 ступеней, а также богатой и выразительной цветовой гаммой – будет поддерживаться даже при съемке со скоростью 60 кадр/с. Размер и дизайн корпуса камеры обеспечат высокую мобильность и удобную работу в различных условиях, а байонет EF позволит использовать широкий модельный ряд сменных объективов Canon. Из 96 объективов, составляющих модельный ряд EF, 78 моделей (60 объективов EF и 18 объективов EF Cinema) будут совместимы с разрабатываемой камерой 8K.

Контрольный дисплей 8K для профессионального использования

Создаваемый Canon контрольный дисплей со сверхвысоким разрешением 8K будет обладать великолепными характеристиками яркости и контрастности, большим динамическим диапазоном, а также широкой цветовой гаммой. Пиксельная плотность нового дисплея превысит 300 точек на дюйм, что приближается к пределу восприятия человеческим глазом. Это обеспечит сверхреалистичное изображение и позволит воспроизводить такие нюансы освещения, передать которые раньше было невозможно.

Зеркальная камера с разрешением 120 Мп

Создаваемая зеркальная фотокамера с эффективным разрешением около 120 Мп будет оснащаться разработанным Canon CMOS-датчиком высокой пиксельной плотности и опираться на решения существующей платформы EOS – это обеспечит совместимость с различными сменными объективами модельного ряда EF. Из 96 объективов, составляющих модельный ряд EF, с разрабатываемой сейчас зеркальной фотокамерой будут совместимы 60 моделей. Разрешение камеры будет более чем достаточным для печати плакатов большого формата, а также кадрирования изображения без ущерба для четкости и разрешения.

Культовая фотокамера, которая предвосхитила "Инстаграм"

  • Стивен Даулинг
  • BBC Future

Автор фото, Bilby/Wikimedia Commons CC 3.0

Подпись к фото,

"Хольга" была примитивна настолько, насколько это было вообще возможно - некачественная по умолчанию сборка давала самую непредсказуемую засветку кадров, что, впрочем, и ценилось поклонниками

Простенькая фотокамера из дешевой пластмассы, выпускаемая с 1980-х в Китае, обрела статус культовой и, похоже, повлияла на разработку одного из популярнейших ныне приложений для смартфонов.

Это выглядит как сцена из фильма ужасов.

Фигура человека в белой рубашке, стоящего на трибуне в классической позе проповедника-евангелиста, излучает свет, в то время как мрачное небо у него за спиной - вполне ветхозаветное: с него как будто вот-вот раздастся глас, обещающий бесчисленные бедствия.

Края фотографии нерезки и темны, и вообще вся она - как будто из кошмарного сна.

Но на самом деле на этой фотографии - вице-президент США Эл Гор, выступающий на одном из предвыборных собраний во время кампании 2000 года. Снимок сделан фотожурналистом Дэвидом Бернеттом, освещавшим ту кампанию.

В то время как большинство его коллег снимали профессиональными камерами известных марок Nikon, Canon или Leica стоимостью по несколько тысяч долларов, Бернетт держал в тот день в руках нечто совершенно иное - пластмассовый фотоаппаратик, похожий на игрушечный, с пластиковыми линзами, придуманный для того, чтобы небогатые семьи китайских трудящихся могли для удовольствия пощелкать друг друга.

Автор фото, David Burnett/Contact Press Images

Подпись к фото,

На этой выразительной фотографии Дэвида Бернетта - Эл Гор, выступающий перед американскими избирателями во время президентской кампании 2000 года

Название той фотокамеры - Holga ("Хольга"). Нелепый пластмассовый кирпичик с острыми углами впервые появился в продаже 1982 году.

Любительская фотография в коммунистическом Китае переживала тогда период младенчества. 35-миллиметровая пленка, широко распространенная на Западе, китайцам была практически недоступна.

И вот некто по имени Т.М. Ли сконструировал аппарат, использующий 120-миллиметровую пленку (впоследствии был разработан адаптер для 35-миллиметровой пленки, после чего аппарат стал популярен на Западе у поклонников арт-фото. - Прим. переводчика).

То, что в "Хольге" использовалась пленка среднего формата, а не 35-миллиметровая, было как раз удобно для тех, кто не мог себе позволить более дорогую камеру: поскольку кадры были достаточно большими, печатать снимки можно было контактным способом, экспонируя сквозь прижатый вплотную негатив (в результате получались фотографии размером с негатив).

Если вам встретится семейный фотоальбом середины XX века, вы наверняка наткнетесь на подобные малюсенькие снимки.

Когда "Хольга" поступила в продажу, фотокамеры, выпускаемые на Западе, были в сравнении с ней очень сложными, продвинутыми устройствами, позволяющими снимать с выдержкой до 1/4000с.

У "Хольги" первоначально было совсем немного вариантов выдержки, а точнее - два.

Вы могли снимать либо с выдержкой 1/60с, либо - "B" (bulb, лампочка). В последнем варианте затвор был открыт до тех пор, пока вы прижимаете пальцем кнопку.

Линзы, сделанные из пластика, поддерживали только одно значение диафрагмы.

В общем, эта фотокамера была примитивна настолько, насколько это было вообще возможно.

Качество сборки тоже было, мягко говоря, не на высшем уровне: кадры засвечивались самым непредсказуемым и причудливым образом.

Мало того, механизм перемотки пленки часто заедал или просто был неточным - в связи с этим нередко случалось наложение одного кадра на другой.

Получение качественного кадра с помощью такой фотокамеры было делом не мастерства фотографа, а исключительно удачи.

Автор фото, Adam Scott

Подпись к фото,

Недостатки фотокамеры "Хольга" часто называют причиной ее популярности у тех, кто ценит возможность получения странных, не похожих на реальность кадров

Упомянутый в начале этой статьи Дэвид Бернетт купил себе "Хольгу" после того, как прочел книгу американского фотографа Эрика Линдблума, которая была иллюстрирована снимками, сделанными похожей камерой под названием Diana ("Диана").

"Когда я узнал о существовании "Хольги", я купил сразу несколько (она стоила 20 долларов), чтобы поэкспериментировать с ними, - рассказывает Бернетт. - Проблема была в том, чтобы найти именно такую, у которой не все в порядке с резкостью. Мне нравится, когда края кадра размыты".

"В 2000 году я начал повсюду брать с собой "Хольгу" вместе с остальными своими пленочными камерами (я не переходил на цифру вплоть до 2003 года). Как правило, она была четвертой или пятой камерой у меня на шее, и мне удалось сделать ей лишь несколько снимков, которые я могу назвать достаточно приемлемыми".

"В тот день (последнее воскресенье перед вторничными выборами президента) был митинг в Филадельфии, солнце время от времени пробивалось сквозь тучи. У меня был с собой старый никоновский красный фильтр, и когда я снимал, я держал его перед объективом".

"В результате родился снимок, который я считаю своим любимым (хотя журнал Newsweek, для которого я делал тот репортаж, не использовал эту фотографию)".

"Потом один мой друг посоветовал мне просто примотать скотчем тот фильтр к объективу "Хольги" - и я воспринял это как настоящий технологический прорыв. Примотать! Скотчем! Вот это концепция!"

"Я брал ее с собой только для тех моментов, когда события разворачиваются очень медленно, - поясняет Бернетт. - Из-за того, как сквозь объектив "Хольги" видится мир, вы сами начинаете видеть этот мир под несколько иным углом".

Автор фото, Adam Scott

Подпись к фото,

Недоработки в конструкции "Хольги" делают каждый снятый ею кадр неповторимым

Век доминирования "Хольги" в Китае был недолгим - 35-миллиметровая пленка вскоре стала доступной. В попытке завоевать рынки других стран производители "Хольги" объединились с экспортерами из Гонконга.

И камера стала постепенно обретать свой культовый статус среди тех, кто любит фотографические эксперименты.

Этот культ окончательно сформировался в 1990-х с приходом ломографии (жанр фотографии, адепты которого ищут красоту в огромном количестве заведомо некачественных пленочных кадров, снятых с необычных ракурсов. Ломография поддерживается Международным ломографическим обществом со штаб-квартирой в Вене. - Прим. переводчика).

Название жанру дал советский Lomo LC-A, автоматический компактный фотоаппарат Ленинградского оптико-механического объединения "ЛОМО Компакт-Автомат", ставший известным после того, как его завезли в Западную Европу.

"Хольга" со своей склонностью к творческому искажению кадров быстро стала любимой фотокамерой ломографов.

"Для меня "Хольга" - отец (или, скорее, мать) всех самых простых и дешевых пластмассовых фотоаппаратов", - говорит Адам Скотт, возглавлявший в свое время британское отделение ломографического общества.

"На самом деле она весьма надежна - надо только как следует перемотать ее изолентой. И как только вы научитесь использовать все ее специфические особенности правильно, видеть мир ее глазами, у вас начнут получаться отличные фотографии".

Автор фото, Emma Case

Подпись к фото,

Британский фотограф Эмма Кейс предлагает услуги съемки свадеб "Хольгой" - для тех, кто ценит теплую аналоговую гамму и странные эффекты

"Она очень проста и в то же время создает довольно сложные эффекты, а отсутствие счетчика кадров означает, что можно экспериментировать с наложением".

"Разработчики некоторых других камер пытались скопировать свойства "Хольги", но для этого нужны точно такие же линзы. Выпускалось несколько вариантов "Хольги", однако стандартная модель - самая лучшая, неважно, со вспышкой или без".

"Если вы научитесь справляться с некоторой ее непредсказуемостью, если любите сюрпризы и если обладаете запасом терпения, необходимым для того, чтобы освоить "Хольгу", то вскоре вы поймете: она лучше, чем любая другая пластмассовая камера из тех, что сейчас в продаже".

"Возможно, из всей отснятой пленки получится всего пара удачных кадров - но они того стоят".

Приверженцы ломографии ценят именно простоту, даже примитивность камеры. Линзы "Хольги", дающие размытое, нерезкое изображение, радикально отличались от того, что предлагали ведущие производители фототехники.

Особенно очевидным это стало в 2000-х, когда рынок стали завоевывать цифровые камеры.

Большинство фотографов-любителей перешли на цифру из-за ее простоты и выбросили свои пленочные аппараты. Однако странным образом это вдохнуло новую жизнь в "Хольгу".

В начале 2000-х студент Стэнфордского университета Кевин Систром отправился на один семестр во Флоренцию изучать фотографию. Его наставник посоветовал ему поменять дорогой Nikon SLR на куда более скромный инструмент - "Хольгу". И, как и многие до него, Систром попался на крючок.

Автор фото, Adam Scott

Подпись к фото,

Многие фильтры и эффекты "Инстаграма" имитируют "Хольгу" и ей подобные фотокамеры

В дальнейшем Систром начал работать в стартапе Burbn, разрабатывающем мобильное приложение, похожее на Foursquare. Однако после того как первые пользователи пожаловались на излишнюю переполненность информацией, Систром и его деловой партнер Майк Кригер решили сфокусироваться на мобильной фотографии.

В отличие от многих других сайтов того времени, предлагающих делиться фотографиями (например, Flickr), Систром и Кригер выбирали для своего приложения (вы уже догадались, что речь идет об "Инстаграме"?) снимки, сделанные мобильными телефонами.

Однако камеры этих устройств имели слишком низкое разрешение. Нужен был формат, который хорошо выглядел бы на маленьком экране смартфона.

Гениальным решением создателей "Инстаграма" стало добавление фильтров, встроенных эффектов, которые позволяли до неузнаваемости преобразить фотографию.

Среди прочего, можно было сделать снимок нерезким, с размытыми углами, добавить виньетку или повысить контраст. Многие из этих фильтров были как будто скопированы у фотокамер типа "Хольги".

"Трудно спорить с тем, что они черпали свое вдохновение именно у "Хольги" или у творческого движения поклонников дешевых и примитивных фотокамер", - комментирует Адам Скотт.

"Думаю, что квадратный кадр "Инстаграма" - это попытка совместить разные форматы фотографии, например, пейзаж и портрет. Им хотелось, чтобы любые снимки хорошо выглядели, и квадрат помогает в этом".

"Но я уверен на 100%, что их фильтры вдохновлены пленочной фотографией и, скорее всего, такими простыми камерами, как "Хольга".

"Как правило, фото, только что сделанное смартфоном (а часто и цифровой камерой), выглядит скучно, поскольку это точное отражение того, что вы увидели. Когда вы добавляете эффекты, фотография обретает характер и, в общем, становится лучше".

"Хольга" нашла свое применение даже в свадебных съемках. Для тех, кто хочет, чтобы их свадьба осталась в памяти в несколько необычном свете, британский фотограф Эмма Кейс предлагает съемку "Хольгой".

Автор фото, Adam Scott

Подпись к фото,

Когда вы добавляете эффекты, фотография обретает характер

"В этом есть какая-то магия, - рассказывает она. - С одной стороны, простота самой камеры, с другой - те невероятные сюрпризы, которыми оборачивается конечный результат… Все происходит как бы помимо твоей воли".

"В этом и состоит вся прелесть "Хольги" - никогда не знаешь, что у тебя получится. Неожиданные "ошибки" ведут к потрясающим результатам, и каждая из них уникальна, неповторима".

"Когда ты выносишь отпечатки из лаборатории, всегда присутствует ощущение праздника - когда ты еще не знаешь, что именно тебе подарили".

Выпуск фотокамеры "Хольга" был прекращен в 2015 году - однако, скорее всего, ненадолго. В начале этого года в продаже стали появляться новые модели этой волшебной пластмассовой коробочки.

По-видимому, даже популярность "Инстаграма" не особенно влияет на преданность непредсказуемой "Хольге" ее поклонников.

"Мобильные приложения - это такой способ обмануть самого себя, заставить себя поверить в то, что ты проделал серьезную работу", - говорит Дэвид Бернетт.

"С ними, конечно, тоже можно развлечься, но если честно, то удовлетворение, которое я получаю от напечатанных фотографий, сделанных "Хольгой" (учитывая, сколько труда требуется в них вложить), легко перевешивает быстро проходящую радость от снимков цифровой камерой или смартфоном".

"Сейчас я реже ей пользуюсь. .. но по-прежнему беру с собой - на всякий случай, если вдруг появится настроение развлечься".

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Понимание разрешения в цифровой фотографии

Разрешение - это обычное слово, когда вы входите в сферу цифровой фотографии. Это может быть сложной и запутанной темой, поскольку каждый элемент в фотографической цепочке имеет свое собственное значение относительного разрешения, которое не взаимозаменяемо со следующим элементом. Но как только вы поймете, что измеряется, вы сможете соответствующим образом спланировать.

1

Камера и разрешение изображения

Миллионы пикселей, из которых состоит датчик изображения цифровой камеры, на самом деле представляют собой крошечные светочувствительные квадраты.Каждый пиксель регистрирует яркость света, падающего на него, когда вы щелкаете снимок. Эти пиксели на фотографии невозможно распознать, если вы не увеличите цифровое изображение. При увеличении изображения вы обнаружите, что все изображение представляет собой сеть связанных линий, известных как строки и столбцы, образующие небольшие прямоугольники или квадраты, заполненные цветами. Эти поля называются пикселями. Разрешение - это способность камеры классифицировать и эффективно представлять дискретную информацию об изображении, такую ​​как детали, узоры и текстуры в пределах данного фотографического изображения, и оно соответствует тому, насколько большой может стать фотография, не становясь неприемлемо размытой или зернистой.Разрешение камеры и изображения измеряется в P пикселях P er I nch или PPI .

2

Измерение разрешения

Разрешение можно определить путем измерения пикселей по высоте и ширине. Например, производитель камеры может описать разрешение камеры как 3904 × 2598 (Ш x В) пикселей, что снова может быть обозначено как 3904 × 2598 = 10 142 592 пикселей. Если это число разделить на 1 миллион, то получится 10.1 мегапиксель (один мегапиксель эквивалентен одному миллиону пикселей). Следовательно, разрешение изображения также можно описать как 10,1 мегапикселя или 10,1 мегапикселя.

3

Разрешение изображения Распечатка Руководство

Практическое правило здесь - чем больше количество пикселей в изображении, тем плотнее информация об изображении и, следовательно, тем выше разрешение. Более высокое разрешение обеспечивает большее количество деталей в вашем изображении и позволяет распечатывать большие распечатки с плавным, непрерывным тоном и точностью цвета.

4

Разрешение сканера

Сканер - важнейшее звено между нецифровыми и цифровыми форматами. Любое аналоговое изображение можно преобразовать в цифровую форму с помощью сканера. Вопрос в том, насколько резким будет это изображение? Разрешение сканера измеряется парой чисел, например 300 × 300 пикселей на дюйм, 600 × 600 пикселей на дюйм или 2400 × 4800 пикселей на дюйм. Он представляет собой разрешение при перемещении сканера по горизонтали и вертикали по объекту (например, слайду или фотографии) во время преобразования в цифровой формат.Чем выше ppi, тем больше информации об изображении захватывается на уровне пикселей, что дает вашей фотографии больше деталей, резкости и точности цветопередачи. Таким образом, когда вы хотите использовать отсканированное изображение, у вас будет больше возможностей редактировать, манипулировать и иным образом настраивать изображение. Скорее всего, вам придется немного «очистить», когда вы переносите аналоговое изображение в цифровое рабочее пространство. Более высокое разрешение сканирования также позволяет делать отпечатки большего размера. Для сканирования фотопечати вам потребуется не менее 300 пикселей на дюйм, а для сканирования штриховых документов в исходном размере рекомендуется 600 пикселей на дюйм.

5

Разрешение монитора

Компьютерные мониторы измеряются по диагонали в дюймах. Следовательно, изображение, отображаемое на мониторе компьютера, представляет собой композицию горизонтальных и вертикальных квадратов, известных как пиксели. Общее количество пикселей, которое может отображаться на экране за раз, называется разрешением экрана. Это разрешение обычно обозначается парой чисел, например 2560 x 1440. Это означает, что экран компьютера имеет ширину 2560 пикселей и высоту 1440 пикселей.Другие популярные размеры: 800 x 600 (SVGA), 1024 x 768 (XGA), 1280 x 1024 (SXGA) и 1600 x 1200 (UXGA). Фактическое количество пикселей на дюйм зависит как от разрешения, так и от размера монитора. Изображение с одинаковым количеством пикселей меняется на мониторе в зависимости от его размера, поскольку такое же количество пикселей увеличивается на большом экране. Один пиксель на цветном дисплее на самом деле представляет собой комбинацию трех цветов: красного, зеленого и синего. Эти небольшие элементы, которые формируют изображение на мониторе, называются пикселями, поэтому разрешение монитора измеряется в пикселях на дюйм или PPI.

6

Разрешение принтера

Разрешение принтера определяет способность вашего принтера наносить эффективное количество цветных или черных чернил для точного и плавного воспроизведения цифрового изображения. Разрешение измеряется в точках (чернил) на дюйм или DPI. Типичный настольный лазерный принтер имеет разрешение 600 точек на дюйм, а струйные принтеры могут иметь разрешение 2400 точек на дюйм или выше. Вот почему струйные принтеры используются для фотографической печати, потому что высокое разрешение позволяет легко получать непрерывные изображения с точным воспроизведением цветов, деталей теней и светов, а также деталей изображения в целом.Струйные принтеры имеют от 4 до 10 цветов, которые можно использовать для печати (как минимум CMYK и до нескольких черных чернил для лучшего, более плавного и насыщенного воспроизведения черного). Не следует думать, что вы улучшите качество изображения, если воспользуетесь принтером с более высоким разрешением. Это возможно только в том случае, если исходный файл изображения содержит больше пикселей - из-за того, что он был сфотографирован с более высоким разрешением. Если вы попытаетесь увеличить изображение сверх его разрешения с помощью принтера с высоким разрешением, все, что вы получите, - это фотография с пикселями, которые стали больше, а не плотнее.Таким образом, отпечатанное изображение выглядит неприятно. Итак, если вы хотите получать четкие и качественные отпечатки, ваше изображение должно содержать большое количество пикселей рядом друг с другом.

С

Заключение

Когда дело доходит до цифровой фотографии, разрешение

часто понимают неправильно, потому что каждый элемент оборудования измеряет его по-разному, и, следовательно, «значение» несовместимо. Однако важно понимать, как работает разрешение каждой единицы оборудования в рабочем процессе, чтобы вы могли получить наилучшее возможное изображение для конечного продукта, который вам нужен.Очевидно, что 12-мегапиксельная камера - это перебор для изображений, которые будут размещены на сайтах социальных сетей в Интернете. А принтера с разрешением 300 dpi может быть недостаточно, если вы хотите печатать фотографии качества Fine Art. Кроме того, получение такого разрешения, которое вы можете себе позволить, не является «безопасной ставкой», потому что вы, возможно, никогда не воспользуетесь им по-настоящему, и, следовательно, ваши деньги можно будет лучше потратить в другом месте (например, на лучший объектив, на который НИКОГДА не следует экономить).

Объяснение разрешения цифровой камеры

Фотография, просматриваемая на экране или распечатанная, состоит из крошечных точек (также называемых пикселями).Чем больше таких точек может поместиться на расстоянии в один дюйм, тем мельче точки и тем резче изображение. Предположим, вы сделали изображение с разрешением 100 dpi и размером в один квадратный дюйм. Он состоит из 100 X 100 пикселей. Это может хорошо выглядеть на одном квадратном дюйме. Теперь взорвите его четыре раза до четырех квадратных дюймов. Поскольку он по-прежнему содержит те же 100 X 100 точек, теперь он составляет всего 25 точек на дюйм. Теперь он будет выглядеть зернистым. Разрешение цифровой камеры - очень важный фактор, который следует учитывать при принятии решения, какую камеру купить.

Разрешение цифровой камеры измеряется в мегапикселях. Один мегапиксель состоит из миллиона пикселей / точек. Чем больше мегапикселей - чем выше разрешение, тем лучше качество фотографии. Поэтому при покупке цифровой камеры разрешение - один из самых важных факторов, которые вам необходимо учитывать. Очевидно, что если вы не собираетесь печатать свои фотографии, вам не нужно сильно беспокоиться о разрешении цифровой камеры, но все же вы не должны опускаться ниже одного мегапикселя.

Таблица разрешений цифровых фотоаппаратов

Диаграмма
Разрешение Интернет / электронная почта 2 × 3 ″ 4 × 6 ″ 5 × 7 ″ 8 × 10 ″ 11 × 14 ″ 16 × 20 ″
1-2 МП 3 2 1 1 1 1 1
2-3 МП 4 3 2 1 1 1 1
3-4 МП 5 4 3 3 2 1 1
4-5 МП Overkill 5 5 4 4 3 1
5-6 МП Overkill 5 5 5 4 4 3
6-7 МП Overkill 5 5 5 5 5 4
> 7 МП Overkill 5 5 5 5 5 5

Плохо = 1
Приемлемо = 2
Хорошо = 3
Очень хорошо = 4
Отлично = 5
Избыточное

Схема, приведенная выше, должна помочь вам решить, какое разрешение вам понадобится, хотя в наши дни даже маленькие камеры поставляются с отличным разрешением, поэтому обычно это не повод для беспокойства, но, как уже говорилось, эта таблица является скорее справочной.

Общие сведения о разрешении камеры видеонаблюдения и частоте кадров видео

прокрутите до комментариев

Разрешение

У разрешения есть много аспектов, но для наших нужд мы сделаем это простым. Разрешение - это просто способ измерить размер создаваемого видео. Маленькие изображения создают видео с низким разрешением, большие изображения создают видео высокой четкости или HD. Это действительно так просто. Чем больше записываемое изображение, тем выше разрешение и качество.

Разрешение измеряется в пикселях. Затем пиксели группируются по таким категориям, как 2 мегапикселя, 4 мегапикселя, 5 мегапикселей и 8 мегапикселей. Затем эти категории упрощаются до категорий 1K, 2K, 3K и 4K. Это сделано для того, чтобы упростить понимание, но часто сбивает с толку рядового покупателя. Приведенная ниже тележка поможет прояснить ситуацию.

Частота кадров или "Кадров в секунду" FPS

Частота кадров - это количество отдельных изображений, которые камера создает каждую секунду. Например, голливудские фильмы снимаются со скоростью 24 кадра в секунду. То, что мы считаем «живым» видео, - это 30 кадров в секунду. Интересно, что человеческий глаз с трудом видит разницу между 24 и 30 кадрами в секунду.

Почему это важно? Ответ - стоимость. HD-видео производит огромные объемы данных, и для хранения всех этих данных требуются большие жесткие диски. Так зачем же записывать со скоростью 30 кадров в секунду, если наши глаза не могут различить 24 и 30 кадров? Записывая со скоростью 20 кадров в секунду, вы просто уменьшаете размер жесткого диска на 33% или увеличиваете емкость хранилища на 33%.Кроме того, камеры со скоростью 20 кадров в секунду обычно дешевле, чем камеры со скоростью 30 кадров в секунду.

Не сомневайтесь, лучшая производительность видео достигается с камерами 4K со скоростью 30 кадров в секунду, но если вы цените стоимость выше производительности, рассмотрите камеры 2K и 3K со скоростью 15-20 кадров в секунду. Примеры видео ниже обеспечивают наглядное сравнение.

30 кадров в секунду - 4K


15 кадров в секунду - 3K


Разрешение камеры

для повышения производительности системы обработки изображений

Разрешение и контраст камеры играют важную роль как в оптике, так и в электронике системы визуализации.Хотя разрешение и контраст камеры могут казаться оптическими параметрами, количеством и размером пикселей, ТВ-строками, MTF камеры, пределом Найквиста, глубиной пикселя / оттенками серого, динамическим диапазоном и SNR, они влияют на качество изображения, которое пользователь пытается изобразить. С техническими советами по каждому важному параметру пользователи изображений, от новичков до экспертов, могут узнать о разрешении камеры в том, что касается электроники системы обработки изображений.

Количество пикселей и размер пикселей

Чтобы понять количество и размер пикселей камеры, рассмотрим серию камер Allied Vision Stingray F-145 FireWire.Каждый F-145 содержит сенсор Sony ICX285 с разрешением 1392 x 1040 (по горизонтали x вертикали) пикселей на сенсоре 9,0 x 6,7 мм. Если представить себе поле зрения как прямоугольник, разделенный на 1392 x 1040 квадратов (рис. 1), то минимальная разрешаемая деталь будет равна двум из этих квадратов или пикселей (рис. 2). Технический совет №1: чем больше пикселей в поле зрения (FOV), тем лучше разрешение. Однако для большого количества пикселей требуется либо больший датчик, либо отдельные пиксели меньшего размера.Это приводит к Техническому совету № 2: Использование более крупного датчика для получения большего количества пикселей означает, что увеличение объектива изображения и / или поле зрения изменится. И наоборот, если используются меньшие пиксели, линза формирования изображения может быть не в состоянии поддерживать разрешение системы из-за конечной пространственно-частотной характеристики оптики, в первую очередь вызванной проблемами конструкции или дифракционным пределом апертуры.

Количество пикселей также влияет на частоту кадров камеры. Например, каждый пиксель имеет 8 бит информации, которую необходимо передать при реконструкции изображения. Технический совет № 3: чем больше пикселей на датчике, тем выше разрешение камеры, но ниже частота кадров. Если требуются и высокая частота кадров, и высокое разрешение (например, много пикселей), тогда стоимость системы и сложность настройки быстро возрастают, часто со скоростью, не обязательно пропорциональной количеству пикселей.

Рисунок 1: Изображение пикселей на датчике камеры
Рисунок 2: Пара неразрешенных пикселей (а) против разрешенных (б)

ТВ-линий

В аналоговых камерах CCD для оценки разрешения часто используется спецификация TV Line (TVL).Спецификация TVL - это единица разрешения, основанная на целевой полосе с одинаковыми интервалами между линиями. Если цель расширена так, что она покрывает FOV, число TVL вычисляется путем суммирования всех результирующих линий и пробелов. Уравнения 1 и 2 обеспечивают простые вычисления для определения TVL по горизонтали (H) и вертикали (V). В уравнение 1 включен коэффициент нормализации, необходимый для учета соотношения сторон датчика 4: 3. На рисунке 3 показана утвержденная IEEE цель тестирования для измерения TVL в системе.

(1) $$ \ text {TVL} _ {\ text {H}} = \ frac {3} {2} \ left (\ text {Resolution} _ {\ text {H}} \ left [\ tfrac {\ text {lines}} {\ text {mm}} \ right] \ times \, \ text {Расстояние срабатывания} _ {\ text {H}} \ left [\ text {мм} \ right] \ right)

$

(2) $$ \ text {TVL} _ {\ text {V}} = 2 \ left (\ text {Resolution} _ {\ text {V}} \ left [\ tfrac {\ text {lines} } {\ text {мм}} \ right] \ times \, \ text {Расстояние срабатывания} _ {\ text {V}} \ left [\ text {мм} \ right] \ right) $$

Рисунок 3: Утвержденная IEEE цель для измерения телевизионных линий (TVL)

Функция передачи модуляции (MTF)

Наиболее эффективным средством определения разрешения камеры является функция передачи модуляции (MTF). MTF - это способ объединения контрастности и разрешения для определения общей производительности датчика. Полезным свойством MTF является мультипликативное свойство передаточных функций; MTF каждого компонента (объектива формирования изображения, датчика камеры, дисплея и т. д.) можно умножить, чтобы получить общий отклик системы (рисунок 4).

Рисунок 4: MTF системы является продуктом MTF каждого отдельного компонента

MTF учитывает не только пространственное разрешение числа пикселей / мм, но и спад, который происходит на высоких пространственных частотах из-за перекрестных помех пикселей и конечных факторов заполнения. Технический совет №4: Это не тот случай, когда датчик будет предлагать 100% контраст на пространственной частоте, обратной размеру его пикселя. Для полного обсуждения MTF и его важности просмотрите функцию передачи модуляции.

Лимит Найквиста

Абсолютное предельное разрешение сенсора определяется его пределом Найквиста. Это определяется как половина частоты дискретизации, иначе говоря, количество пикселей / мм (уравнение 3). Например, Sony ICX285 представляет собой монохромный ПЗС-датчик с горизонтальной активной областью 9 мм, содержащей 1392 горизонтальных пикселя, каждый 6.Размер 45 мкм. Это соответствует частоте дискретизации по горизонтали 155 пикселей / мм (1392 пикселей / 9 мм = 1 мм / 0,00645 мм / пиксель = 155). Предел Найквиста составляет 77,5 линий / мм. Имейте в виду, что существуют методы обработки изображений, такие как выборка субпикселей, которые позволяют пользователю статистически экстраполировать более высокое разрешение, чем предел Найквиста, в особом случае краев и других геометрически простых фигур. В пределе Найквиста контраст зависит от фазы для постоянной падающей прямоугольной волны (представьте, что один пиксель включен, один пиксель выключен или каждый пиксель с половиной цикла).Поэтому обычно включают фактор Келла (∼0,7), который отражает отклонение фактической частотной характеристики от частоты Найквиста. Что наиболее важно, фактор Келла компенсирует промежуток между пикселями. Технический совет № 5: дискретизация на пространственных частотах, превышающих предел Найквиста системы, может создавать нежелательные и неизбежные ложные сигналы и эффекты наложения спектров.

(3) $$ \ text {Предел Найквиста} \ left [\ tfrac {\ text {lp}} {\ text {mm}} \ right] = \ frac {1} {2} \ left (\ text {Фактор Келла} \ right) \ left (\ text {Частота выборки} \ left [\ tfrac {\ text {пикселей}} {\ text {mm}} \ right] \ right) $$

Глубина пикселя / оттенки серого

Часто называется шкалой серого или (менее точно) динамическим диапазоном камеры CCD, глубина пикселя представляет собой количество шагов серого в изображении.Глубина пикселей тесно связана с минимальной величиной контраста, обнаруживаемой датчиком. В аналоговых камерах сигнал представляет собой изменяющееся во времени напряжение, пропорциональное интенсивности света, падающего на датчик, указанной ниже точки насыщения. После оцифровки это непрерывное напряжение эффективно делится на дискретные уровни, каждый из которых соответствует числовому значению. При единичном усилении свету, который имеет 100% насыщенность пикселя, будет присвоено значение 2 N -1, где N - количество битов, а отсутствию света будет присвоено значение 0. Технический совет № 6: Чем больше бит в камере, тем плавнее процесс оцифровки. Кроме того, большее количество бит означает более высокую точность и больше информации. Имея достаточное количество битов, человеческий глаз больше не может определять разницу между непрерывной шкалой серого и ее цифровым представлением. Количество битов, используемых при оцифровке, называется битовой глубиной или глубиной пикселя.

В качестве примера глубины пикселя рассмотрим серию Sony XC, которая предлагает 256 оттенков серого, и Edmund Optics USB 2.0 CMOS, которые доступны в 8-битных (256 оттенков серого) и 10-битных (1024 оттенках серого) моделях. Как правило, 12-битные и 14-битные камеры могут работать в режиме с меньшей глубиной пикселей. Хотя глубина пикселей выше 8 бит полезна для обработки сигналов, компьютерные дисплеи предлагают только 8-битное разрешение. Таким образом, если изображения с камеры будут просматриваться только на мониторе, дополнительные данные только уменьшат частоту кадров. На рисунке 5 показана разная глубина пикселей. Обратите внимание на плавный переход от серого к белому по мере увеличения глубины цвета.

Рисунок 5: Иллюстрация 2-битной (вверху), 4-битной (посередине) и 8-битной (внизу) шкалы оттенков серого

Динамический диапазон

Динамический диапазон - это разница между наименьшим обнаруживаемым уровнем освещенности и наибольшим обнаруживаемым уровнем освещенности. Физически это определяется емкостью насыщения каждого пикселя, темновым током или темновым шумом, схемами АЦП и настройками усиления. Технический совет № 7: Для расширенных динамических диапазонов требуется больше битов для значимого описания оттенков серого. Однако важно отметить, что с учетом отношения сигнал / шум использование 14 битов для описания динамического диапазона 50 дБ дает избыточные биты и никакой дополнительной информации.

Отношение сигнал / шум (SNR)

Отношение сигнал / шум (SNR) тесно связано с динамическим диапазоном камеры. Технический совет № 8: чем выше SNR, тем выше возможное количество шагов в градациях серого (более высокая контрастность), создаваемых камерой. SNR выражается в децибелах (дБ) в аналоговых системах и битах в цифровых системах.Как правило, 6 дБ аналогового SNR преобразуется в 1 бит при оцифровке. Для цифровых или аналоговых камер биты X (или эквивалент в аналоговых системах) соответствуют 2 X оттенкам серого (т. Е. 8-битные камеры имеют 2 8 или 256 уровней серого).

Есть два основных источника шума в датчиках камеры. Во-первых, это дефекты микросхемы, которые приводят к неравномерному темновому току и перекрестным помехам. Второй - это тепловой шум и другие электронные вариации. Дефекты микросхемы и электронные отклонения снижают разрешение камеры, и их следует контролировать, чтобы определить, как лучше всего их компенсировать в системе визуализации.

Основы разрешения камеры можно разделить на такие параметры, как количество и размер пикселей, ТВ-строки, MTF камеры, предел Найквиста, глубина пикселей / градации серого, динамический диапазон и SNR. Понимание этих основных терминов позволяет пользователю перейти от новичка к эксперту по визуализации. Чтобы узнать больше об электронике для обработки изображений, ознакомьтесь с нашей дополнительной электроникой для обработки изображений серии 101, относящейся к датчикам камеры, типам камеры и настройкам камеры.

Узнать | Размер пикселя и разрешение камеры

Размер пикселя

Пиксель - это часть датчика, которая собирает фотоны , чтобы их можно было преобразовать в фотоэлектроны.Множественные пиксели покрывают поверхность датчика , так что можно определить как количество обнаруженных фотонов, так и местоположение этих фотонов.

Пиксели бывают разных размеров, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Пиксели большего размера могут собирать больше фотонов из-за увеличения их площади поверхности. Это позволяет преобразовать больше фотонов в фотоэлектроны, увеличивая чувствительность сенсора.Однако это происходит за счет разрешения.

Пиксели меньшего размера могут обеспечить на более высокое пространственное разрешение , но захватывают меньше фотонов на пиксель . Чтобы попытаться преодолеть это, датчики могут быть подсвечены сзади, чтобы максимизировать количество света, захваченного и преобразованного каждым пикселем.

Размер пикселя также определяет общий размер датчика . Например, датчик, имеющий 1024 x 1024 пикселей, каждый с площадью поверхности 169 мкм 2 , дает размер датчика 13.3 х 13,3 мм. Тем не менее, датчик с тем же количеством пикселей, теперь с площадью поверхности 42,25 мкм 2 , дает размер датчика 6,7 x 6,7 мм.

Разрешение камеры

Разрешение камеры - это способность устройства обработки изображений разрешать две точки, которые расположены близко друг к другу . Чем выше разрешение, тем меньше деталей, которые можно выделить из объекта. На него влияют размер пикселя, увеличение, оптика камеры и предел Найквиста.Разрешение камеры можно определить по формуле:

Разрешение камеры = (увеличение размера пикселя) * 2.3.

Где 2.3 компенсирует предел Найквиста . Этот предел определяется критерием Рэлея образца. Критерий Рэлея определяется тем, могут ли два соседних диска Эйри (центральное яркое пятно дифракционной картины от источника света) отличаться на друг от друга, определяя наименьшую точку, которая может быть разрешена (как показано на рисунке 1) .

Рисунок 1: Слева : Два соседних диска Эйри, которые можно отличить друг от друга. Справа: Два негабаритных диска Эйри, которые нельзя отличить друг от друга, так как они находятся ниже критерия Рэлея.

Предел Найквиста определяет, может ли датчик различать два соседних объекта . Если расстояние между двумя объектами на больше, чем на предел Найквиста, или превышает этот предел по меньшей мере в 2 раза, датчик может различать два объекта .Предел Найквиста определяется пространственной частотой (количеством ярких пятен на заданном расстоянии) объекта, который вы пытаетесь отобразить.

Например, если вы пытаетесь измерить несколько ярких пятен на расстоянии α нм друг от друга , вам нужно будет измерить не менее каждые нм, чтобы зафиксировать пространственную частоту (т.е. разрешить яркие пятна). Эта пространственная частота позволяет зазорам между яркими пятнами быть захваченными как черный пиксель (т. е.е. пиксель без сигнала). Если расстояние между яркими пятнами на больше , чем размер пикселя, черный пиксель не будет захвачен, и, следовательно, яркие пятна не будут разрешены . Вот почему пиксели меньшего размера обеспечивают более высокое разрешение, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2: Схема, показывающая, что между двумя объектами должна быть ширина не менее одного пикселя для преодоления предела Найквиста, позволяющего разрешить два объекта. Вот почему более мелкие пиксели обеспечивают более высокое разрешение, поскольку они могут различать более мелкие объекты.

Разрешение объектива

Также важно учитывать разрешение объектива камеры при определении общего разрешения системы. Способность линзы разрешать объект ограничена дифракцией , . Когда свет, излучаемый объектом, проходит через апертуру линзы, он дифрагирует, образуя дифракционный узор на изображении (как показано на рисунке 3A). Это известно как образец Эйри , и он имеет центральное пятно, окруженное яркими кольцами с более темными областями между ними (рис. 3B).Центральное яркое пятно называется диском Эйри , угловой радиус которого определяется как:

Где θ - угловое разрешение (радианы), λ - длина волны света (м), а D - диаметр линзы (м).

Две разные точки на изображаемом объекте создают два разных шаблона Эйри . Если угловое расстояние между двумя точками на больше , чем угловой радиус их диска Эйри, два объекта могут быть разрешены (критерий Рэлея) .Однако, если угловое разделение на меньше , две отдельные точки на объекте сливаются . Это можно увидеть на рисунке 3C.

Рисунок 3: (A) Изображение дифракционной картины, возникающей при прохождении источника света через апертуру линзы. (B) Пример паттерна Эйри, определяемого светом, дифрагированным через апертуру. (C) Вверху: Два соседних паттерна Эйри, которые можно отличить друг от друга из-за разделения дисков Эйри. Посередине: Два сливающихся диска Эйри, не позволяющие их различить. Внизу: Два соседних паттерна Эйри полностью слиты.

Угловой радиус диска Эйри определяется апертурой линзы; следовательно, диаметр апертуры линзы также определяет разрешение . Поскольку диаметр апертуры линзы и угловой радиус диска Эйри имеют обратную зависимость, чем больше апертура , , тем меньше угловой радиус .Это означает, что чем больше диафрагма, тем выше разрешение объектива на , поскольку расстояние между более мелкими деталями может оставаться на большим, чем угловой радиус диска Эйри. Часто именно поэтому астрономические телескопы имеют линзы большого диаметра, позволяющие различать мельчайшие детали звезд.

Сводка

Пиксели бывают разных размеров в зависимости от того, что требуется для приложения. Большой размер пикселя является оптимальным для условий визуализации при слабом освещении, которые в меньшей степени связаны с высоким разрешением.Для сравнения, меньший размер пикселя является оптимальным для условий яркого изображения, в которых разрешение мелких деталей имеет первостепенное значение.

Размер пикселя также определяет количество пикселей на датчике, при фиксированном размере датчика больше пикселей на поверхности с меньшей площадью поверхности пикселя.

Разрешение камеры определяется размером пикселя, диафрагмой объектива, увеличением и пределом Найквиста. Преодоление предела Найквиста сводится к размеру пикселя, при этом меньшие пиксели позволяют разрешать даже более мелкие детали.Это связано с тем, что расстояние между двумя соседними объектами должно быть больше, чем расстояние в один пиксель, что позволяет захватить черный пиксель, различая зазор между двумя объектами.

Разрешение объектива ограничено дифракцией. Воздушные узоры образуются, когда свет от объекта дифрагирует через апертуру линзы. Эти узоры Эйри имеют яркие центральные пятна, называемые дисками Эйри, угловой радиус которых определяется диаметром апертуры линзы. Два соседних объекта могут быть разрешены, если угловое расстояние между объектами больше углового радиуса диска Эйри.Поскольку это обратно пропорционально диаметру апертуры, большая апертура объектива приводит к более высокому разрешению.

При выборе камеры для исследовательского применения необходимо учитывать размер пикселя и диаметр апертуры объектива.

Интеграция систем видеонаблюдения

| Профессиональные решения для видеонаблюдения, на которые можно положиться

Что такое мегапиксельная технология?

Компания Surveillance Integration установила множество мегапиксельных IP-камер для многих коммерческих предприятий в Центральной долине.IP-мегапиксельные камеры обеспечивают передовое качество видео, с которым не могут сравниться аналоговые камеры видеонаблюдения старых стандартов. С мегапиксельной IP-камерой в сочетании с хорошим набором объективов вы сможете видеть четкие и детализированные изображения. Такие объекты, как люди, происшествия, автомобильные номера, графика и текст, можно легко идентифицировать с помощью мегапиксельной технологии. Благодаря этой технологии не только улучшается качество изображения, но и увеличивается зона обзора. Это верно, если сравнивать разрешение от пикселя к пикселю между стандартной аналоговой камерой и мегапиксельной камерой.Разрешение мегапиксельной камеры может быть более чем в 2,5 раза выше, чем у стандартной аналоговой камеры.

Аналоговое стандартное разрешение
CIF (352 x 288)

IP-мегапиксельное разрешение
1.3 МП (1280x1024)

Рисунок 1 - Диаграмма разрешения видео

Рисунок 1 показывает сравнение между различными разрешениями и их размеры просмотра в сравнении друг с другом. Стандартные разрешения CCTV - D1 (720 x 480), CIF (352 x 240) и QIF (176 x 120), а мегапиксельные камеры - 1.0MP (1280 x 720) и выше. D1 - это самое высокое разрешение, которое может выводить стандартная аналоговая камера видеонаблюдения. Из рисунка 1, сравнивая разрешения D1 и мегапиксельных камер, вы заметите, что мегапиксельная камера покрывает большую площадь, чем стандартные аналоговые камеры.

Тест разрешения

Для рисунков 2, 3 и 4 ниже использовалась тестовая таблица ISO 12233 для проверки производительности и качества стандартной аналоговой камеры, камеры 1.0MP и камеры 2.0MP. Таблицу испытаний ISO 12233 можно загрузить с http://www.graphics.cornell.edu/~westin/misc/res-chart.html. Тестовая таблица была напечатана с разрешением 1200 точек на дюйм и использовалась на листе бумаги размером 11x17 футов 28 фунтов и 100 яркостью. Это был базовый тест, проводившийся для определения различий в качестве изображения и разрешении с разных камер.Каждая камера была настроена на расстоянии около 38 см от тестовой таблицы, а их линзы были увеличены, расширены и сфокусированы, чтобы получить хороший обзор общей тестовой таблицы. Затем с каждой камеры делается снимок в формате PNG.

Рисунок 2 - Стандартная аналоговая камера (720 x 480)

На рисунке 2 показан пример работы стандартной аналоговой камеры при использовании тестовой таблицы ISO 12233, напечатанной с разрешением 1200 точек на дюйм. Это фактическое изображение с разрешением 720 x 480 (345 600 пикселей), снятое стандартной аналоговой камерой.На изображении показана тестовая таблица, но тексты, числа и линии размыты и их трудно идентифицировать.

Рисунок 3 - Сетевая IP-камера 1.0MP (1280 x 720)

Камера на Рисунке 3 дала лучший результат по сравнению с камерой на Рисунке 2. С датчиком изображения 1.0MP размер изображения составляет приблизительно 921 600 пикселей. Как показано, можно идентифицировать некоторые числа, текст и строки.

Рисунок-4-2.Сетевая IP-камера 0MP (1920 x 1080)

Хотя изображение на Рисунке 3 было значительно лучше, чем на Рисунке 2, детали изображения были не такими четкими. На Рисунке 4 камера 2.0MP была протестирована в тех же условиях, что и предыдущие камеры. Было обнаружено, что полученное изображение было чрезвычайно четким и резким по сравнению с первыми двумя камерами. Изображение, полученное камерой 2.0MP, состояло из 2 073 600 пикселей и давало лучший результат по качеству, детализации и резкости изображения.Текст, числа и строки намного легче читать и различать.

Объяснение разрешений камеры видеонаблюдения

| ФСС Технологии

Объяснение разрешений камеры видеонаблюдения

24 янв.2020 г.


Различные разрешения камеры видеонаблюдения, подходящие именно вам


Добро пожаловать в 2020 год! Наконец-то пришло время нажать на курок и получить камеру для домашнего наблюдения.

Что теперь?

На потребительском рынке доступно огромное количество камер и разрешений, но математика, лежащая в основе определения того, что вы хотите от камеры видеонаблюдения, на удивление проста.

Есть две основные категории камер видеонаблюдения - IP и аналоговые. Термин IP - это сокращение от интернет-протокола. А IP-камеры безопасности измеряют разрешение по количеству пикселей в изображении. Чем больше количество пикселей, тем выше разрешение.

IP-камеры видеонаблюдения

IP-камеры безопасности обычно имеют одно из четырех стандартных разрешений: 2MP, 4MP, 5MP и 4K (иногда называемое 8MP). Чтобы рассчитать количество пикселей, просто умножьте ширину изображения на высоту изображения.

2-мегапиксельная камера создает изображения с шириной 1920 пикселей и высотой 1080 пикселей, что составляет 2 073 600 пикселей на изображение.

Переход от одного стандартного размера к другому примерно вдвое увеличивает разрешение по сравнению с предыдущим размером:

  • 4MP: 2560x1440 = 3686400 пикселей
  • 5MP: 2560x1920 = 5017600 пикселей
  • 4K: 3840 x 2160 = 8 294 400 пикселей

Аналоговые камеры видеонаблюдения

Аналоговые камеры измеряют немного иначе, используя количество горизонтальных и вертикальных телевизионных линий (TVL), отображаемых на изображении, по сравнению с пикселями. Аналоговая видеотехнология, заимствованная из телевизионной индустрии, где стандартное разрешение для традиционной камеры видеонаблюдения известно как D1 и соответствует изображению 704 x 480 пикселей.

Технология в конечном итоге продвинулась до такой степени, что к этим камерам применили аналоговую камеру высокой четкости (AHD), что позволило им создавать видео с высоким разрешением 720 и 1080 пикселей.

Как и их IP-братья, аналоговые камеры видеонаблюдения обычно бывают четырех стандартных размеров.Помимо D1, другие аналоговые размеры включают:
  • 960: 960x480
  • 720p AHD: 1280x720
  • 1080p AHD: 1920x1080
Это сложный способ сказать: аналоговая камера с самым высоким разрешением соответствует нижнему пределу IP-спектра.

Определение подходящего разрешения камеры

В конце концов, каждый потребитель должен задать вопрос: насколько детализировано видеоизображение? Чем больше вы хотите видеть, тем выше разрешение вашей камеры.

Например, если камеру использует родитель, просто пытающийся следить за детьми, играющими на заднем дворе, аналоговая камера AHD D1, 960 или 720p, вероятно, подойдет.

Если пользователь хочет прочитать табличку с именем курьера, стоящего на крыльце, аналоговая AHD-камера 1080p или 2-мегапиксельная IP-камера должны хорошо справиться с этой задачей.

Если владелец надеется, что камера уловит номерной знак схематично выглядящего фургона на улице, который только что высадил четырех парней в лыжных масках, ему понадобится что-то в диапазоне 5MP или 4K.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *