Apakah 2 megapiksel cukup untuk gambar resolusi HD?

12

Gambar HD memiliki 1920x1080 = 2073600 piksel = 2025 kilopixel = 1,98 megapiksel.

Apakah ini berarti kita dapat mengambil gambar HD dengan kamera 2 MP? Jika tidak, mengapa tidak?

terminology resolution megapixels pengguna2080105
sumber
2
Tidak terlalu berlebihan, tapi saya pikir definisi megapiksel yang diterima adalah 1 juta piksel, bukan 1.048.576. Jadi HD akan memiliki 2,07 MP
MikeW
10
Saya pikir secara umum karena pembulatan, tidak masalah jika "megapiksel" adalah biner atau desimal. Megapixel adalah istilah yang berguna karena kebetulan berada dalam kisaran di mana kita mendapatkan angka kecil yang bermanfaat bagi manusia dengan kamera digital (sejauh ini). Ini jarang digunakan untuk menunjukkan nilai yang tepat - satu kamera 16 megapiksel kemungkinan akan menghasilkan foto dengan ukuran yang sedikit berbeda dari satu dari merek lain. Untuk alasan dasar yang sama, "kilopixel" bukanlah kata yang sebenarnya , karena tidak ada kasus khusus di mana itu akan berguna.
Silakan Baca Profil Saya
2
Pada dasarnya ya. Dalam praktiknya kebanyakan orang tidak menggunakan istilah HD dengan fotografi, kecuali jika mereka menggunakannya untuk tujuan pemasaran karena perusahaan tampaknya ingin sekali menampar istilah HD dalam segala hal saat ini. Jika Anda menampilkan gambar pada TV 1080p, ya 2MP akan terlihat bagus.
dpollitt
Menurut pendapat saya, resolusi tinggi hampir selalu baik karena Anda dapat memotong bagian yang tidak perlu yang tidak Anda butuhkan dan mengekstraksi bagian yang baik dari foto. Jika Anda harus menghemat resolusi, maka lebih sulit mengambil foto secara bebas.
mtahmed

Jawaban:

17

Jika sumbu panjang resolusi setidaknya 1920 dan tepi pendek setidaknya 1080 maka ya, Anda dapat mengambil gambar HD tanpa harus meningkatkan skala.

Namun, karena manfaat oversampling, Anda akan membuat gambar HD yang lebih baik dengan mengambil gambar 16MP dan kemudian mengubah ukuran dengan metode pengubahan ukuran terbaik yang tersedia, misalnya interpolasi lanczos jika tersedia.

Masalah lain yang mungkin Anda temui adalah bahwa kamera 2MP belum dirancang dengan pencitraan kualitas tinggi dalam pikiran (* kecuali jika Anda berbicara sesuatu seperti Canon EOS D2000 dari tahun 1998 yang memiliki rasio aspek yang salah), sehingga mereka menghemat biaya karena tidak hanya sensor tetapi sisa sistem pencitraan juga - optik low-end, ADC, pemrosesan, dll. menghasilkan resolusi sistem total dan IQ yang lebih rendah.

Michael Nielsen
sumber
3
Saya bersedia bertaruh 90% dari populasi yang memotret yang mungkin mendapat manfaat dari pertanyaan ini tidak akan tahu apa itu "interpolasi lanczos". ; PI akan menggunakan frase "beberapa downscaling dasar di Photoshop", yang lebih dari cukup baik untuk piksel rata-rata, mengurangi noise, dan meningkatkan ketajaman gambar keluaran 1920x1080.
jrista
Ingat pengujian gambar oversampling saya di pertanyaan lain di mana saya menunjukkan bahwa tekstur halus akan bertahan dalam versi downscaled, sementara memotret langsung ke resolusi itu tidak menangkap tekstur? Saya mencatat bahwa hasil akhirnya bergantung pada penggunaan metode pengubahan ukuran terbaik yang tersedia. Saya kira saya bisa menulis itu :)
Michael Nielsen
1
@ jrista Saya tidak tahu apa situasinya di AS, tetapi di sini di Eropa Lanczos dan filter berbasis kernel lainnya adalah bagian dari kurikulum prasekolah;)
Matt Grum
1
@jrista Mengapa tidak memberikan informasi lebih lanjut? Saya tidak tahu apa itu, tetapi karena Michael menyebutkannya, saya dapat melakukan penelitian tentang metode interpolasi untuk mengetahui lebih lanjut.
Myridium
13

Tidak, karena filter Bayer. Anda sebenarnya membutuhkan sekitar 11 megapiksel.

Apa itu filter Bayer

Sensor kamera warna menggunakan filter Bayer untuk menangkap berbagai warna. Filter Bayer secara efektif membagi dua resolusi sensor untuk setiap warna (meskipun hijau dibiarkan sedikit lebih dalam pola papan-checker).

Setiap pixel pada sensor dapat hanya capture baik merah, hijau atau biru, tetapi tidak semua tiga warna. Algoritme perangkat lunak perlu menginterpolasi data nanti untuk membangun kembali foto resolusi penuh dalam warna penuh.

Demosaicing

Proses interpolasi ini (disebut demosaicing ) secara visual akan mengembalikan banyak resolusi hilang yang efektif, membuatnya terlihat cukup tajam lagi, tetapi hanya dapat melakukannya dengan mengambil tebakan yang cukup cerdas. Ini tidak sama dengan jika Anda dapat menangkap gambar pada resolusi penuh di tempat pertama.

Misalnya, meskipun demosaicing cukup baik dalam mengklaim kembali ketajaman yang hilang dari filter Bayer, detail halus seperti rambut, pola seperti sisir, atau garis-garis halus cenderung menderita aliasing , yang dapat muncul sebagai pola interferensi penuh warna:

( sumber )

(Gambar-gambar ini menunjukkan algoritma demosaicing yang sangat buruk demi ilustrasi. Kamera modern - bahkan ponsel - menggunakan yang lebih pintar.)

Algoritma demosaicing modern cukup pintar dan dapat meminimalkan efek aliasing, tetapi masih tidak dapat mempertahankan detail halus. Tembakan pagar jarak jauh pada sensor warna 1920x1080 akan mempertahankan resolusi kurang efektif daripada gambar RGB 1920x1080 yang dihasilkan komputer atau diperkecil dari sensor yang lebih besar atau dipindai pada pemindai.

Bagaimana ini mempengaruhi resolusi

(dan bagaimana saya menghasilkan angka "11 megapiksel")

Resolusi efektif dari gambar yang dihasilkan setelah demosaicing tidak tampak seperti itu adalah setengah dari resolusi yang diklaim oleh sensor, karena keuntungan yang diperoleh oleh rutinitas demosaicing pintar, dan fakta bahwa saluran hijau, yang berkorelasi baik dengan pencahayaan, memiliki lebih banyak resolusi daripada warna lainnya.

Tetapi masih harus menyusut 50% untuk menghilangkan kerugian karena interpolasi. Jika Anda benar-benar ingin memastikan bahwa gambar Anda adalah "resolusi penuh", tanpa kehilangan detail karena interpolasi, Anda akan perlu memiliki sensor warna dengan dua kali lipat resolusi yang Anda inginkan, baik dalam arah horisontal dan vertikal, dan kemudian sampel ulang gambar yang dihasilkan menjadi 50%.

Untuk menangkap resolusi penuh efektif 1920x1080, sensor kamera warna (dengan filter Bayer, yang mencakup 99% sensor kamera warna) perlu memiliki resolusi ganda yaitu: 3840x2160. Itu lebih dari 8,2 megapiksel. Karena memotong pada sensor (sekali lagi karena metode demosaicing kamera) Anda akan membutuhkan sekitar 8,8 megapiksel untuk memastikan.

Dan itu jika sensor Anda memiliki rasio aspek 16: 9 yang sempurna. Jika sensor Anda memiliki rasio aspek 3: 2, Anda akan membutuhkan sekitar 10,7 megapiksel untuk menangkap gambar 3840x2160, termasuk area yang dibuang di bagian atas dan bawah untuk menebus rasio aspek, dan batas kecil untuk memperhitungkan setiap tanaman demosaicing .

Sensor tanpa filter Bayer

Meskipun 99% sensor kamera berwarna menggunakan filter Bayer, ada beberapa yang menggunakan tata letak piksel alternatif, tetapi prinsipnya sama.

Ada juga beberapa sensor warna yang tidak memerlukan filter warna sama sekali, seperti sensor Fovean X3 , tetapi ini masih sangat jarang dan memiliki masalah sendiri. Produsen juga cenderung berbohong tentang jumlah piksel mereka (agar dapat bersaing dengan sensor menggunakan filter Bayer, di mana jumlah piksel selalu terdengar jauh lebih mengesankan daripada yang sebenarnya disebabkan oleh filter yang dijelaskan di atas).

Alternatif lain yang digunakan oleh beberapa kamera video profesional yang mahal adalah memiliki tiga sensor yang sepenuhnya terpisah, satu untuk masing-masing merah, hijau dan biru, dan menggunakan pembagi cahaya untuk melempar gambar yang sama pada ketiganya. Jelas ini tidak bisa ada di kamera DSLR atau kamera saku atau jenis kamera konsumen biasa. Tapi itu bisa menjelaskan mengapa pixel mengandalkan sensor kamera video profesional tidak bisa dibandingkan dengan yang ada di DSLR.

Namun video tetap menggunakan subsampling kroma!

(Untuk pikiran teknis saja)

Meskipun video (dan kadang-kadang JPEG) menggunakan chroma sub-sampling, masih membutuhkan saluran luminance untuk mempertahankan resolusi penuh. Dalam gambar dari sensor Bayer, saluran luminance masih perlu dihitung menggunakan proses interpolasi, meskipun dengan algoritma demosaicing yang baik, ia dapat mendekati resolusi penuh karena tingginya korelasi antara luminans dan jalur hijau di sebagian besar kandungan.

thomasrutter
sumber
3
Matematika 11 megapiksel Anda menganggap bahwa demosaicing Bayer tidak memiliki nilai. Orang-orang yang beralasan dapat tidak setuju di mana jumlah pastinya, tetapi itu pasti sesuatu yang sedikit kurang dramatis.
Silakan Baca Profil Saya
Bagaimana cara mengambil frame 3840X1216 yang telah diinterpolasi sebelum perampingan menjadi lebih akurat daripada frame 1920X1080 yang telah diinterpolasi dari array Bayer 1920X1080? Menurut saya, kita perlu menjaga agar saluran RGB dari gambar yang lebih besar tidak terinterpolasi. Perlu 2X selebar dan tinggi untuk memungkinkan satu R, satu B dan 2 G piksel untuk digabungkan , daripada diinterpolasi , ke setiap piksel dari bingkai 1920X1080.
Michael C
1
Sudah terlambat dan saya sedikit di sisi yang lelah, tetapi tidakkah matematika Anda menganggap bahwa array bayer 4x4 adalah pixel diskrit tanpa tumpang tindih?
John Cavan
1
Yap, saya bilang sudah terlambat ... :) 2x2 adalah yang saya maksud. Namun, jika saya ingat, algoritma untuk demosaicing sensor tumpang tindih sedemikian rupa sehingga array 4x4 akan benar-benar memberi Anda data senilai 9 piksel. Saya bisa saja sangat salah.
John Cavan
1
Saya menurunkan jawaban ini, meskipun ditulis dengan baik, dan inilah sebabnya: hampir setiap kamera, melalui interpolasi Bayer, memberikan gambar dengan jumlah piksel yang sama dengan sensornya. Ini diterima secara umum. Jika seseorang berbicara tentang foto digital 12MP kita dapat dengan aman menganggap itu berasal dari kamera 12MP yang secara teknis memiliki sensor 12MP. Di sisi lain kita berbicara tentang resolusi tetapi kita perlu membahas rasio aspek dan kualitas gambar secara keseluruhan. Interpolasi ada dengan kehilangan kualitas yang disiratkannya, tapi itu masalah yang berbeda.
MattiaG
12

Anda benar bahwa gambar HD 1080p hanya memiliki di bawah 2 megapiksel .

Sekarang di mana Anda harus berhati-hati adalah dalam mempertimbangkan aspek rasio kamera Anda. Jika memotret gambar asli 16: 9 dan memiliki 2 MP, maka Anda akan memiliki resolusi yang cukup. Jika kamera memiliki sensor 4: 3 yang paling umum untuk kamera kecil, kamera 2 MP kemungkinan besar akan menangkap gambar 1680x1260. Sayangnya ini tidak memberi Anda cukup resolusi horizontal.

Di sisi lain, kamera 3 MP dengan sensor 4: 3 menghasilkan gambar 2048x1536 yang biasanya cukup untuk Anda turunkan dan pangkas menjadi gambar 1080p.

Itai
sumber
0

Ada tiga mode video definisi tinggi umum: Mode Video: Ukuran bingkai (WxH): Piksel dalam gambar (resolusi) Jenis Pemindaian

  1. 720p 1.280x720 921.600 (hampir 1MP) Progresif
  2. 1080i 1.920x1.080 2.073.600 (> 2MP) Interlaced
  3. 1080p 1.920x1.080 2.073.600 (> 2MP) Progresif

itu tergantung pada penggunaan apa yang Anda rencanakan. jika Anda ingin memproyeksikan video Anda pada layar besar (mis. proyektor), maka gunakan mode video yang lebih tinggi minimal 1080p yang tentu saja membutuhkan resolusi yang lebih tinggi (berarti lebih banyak mega piksel) untuk kelancaran proyeksi gambar. Perhatikan juga ketika menggunakan resolusi yang lebih tinggi berarti konsumsi ruang yang lebih besar pada kartu memori dan akan membutuhkan spesifikasi PC Anda yang lebih tinggi untuk mengedit video. Tetapi jika Anda berencana untuk proyeksi layar kecil, (Laptop, PC), 720p dapat digunakan.

Catatan Khusus tentang Pemindaian Jenis Progresif - adalah cara menampilkan, menyimpan, atau mentransmisikan gambar bergerak di mana semua garis dari setiap frame digambar secara berurutan. Keuntungan utama dengan pemindaian progresif adalah gerakan tampak lebih halus dan lebih realistis.

Interlaced - umumnya digunakan dalam analog TV dan CRT, adalah teknik menggandakan frame rate yang dirasakan dengan sinyal tanpa mengkonsumsi bandwidth ekstra. Masalah utamanya adalah twitter interline. Misalnya, seseorang di televisi yang mengenakan kemeja dengan garis-garis gelap dan terang mungkin muncul di monitor video seolah-olah garis-garis pada kemeja itu "berkicau". Efek aliasing ini muncul ketika subjek berisi detail vertikal yang mendekati resolusi horizontal dari format video.

Yah 570
sumber