Kameramobiler med 12 Mpix - vilken dumhet

[MobileForesight]

Det finns inget negativt med små pixlar! Det som är negativt är att dom sitter på små sensorer, vilket i stort sett är enda nackdelen med dom. "I morgon" kommer dom små pixlarna att finnas i fullformatskameror (24x36) och enda skälet till att dom inte redan finns i dom idag är en datorfråga, men inte i morgon.

Själv tycker jag en 12 Mpix FF-kamera är skrattretande simpel, ja t.o.m. dagens 21-24 Mpix FF!

Vad vi behöver är mer datorkraft i våra datorer och kameror så att vi kan arbeta snabbt med t.ex. en 50Mpix FF-kamera till att börja med samt att våra stackars lågupplösta 1-2 Mpix skärmar börjar matcha kamerornas pixelmängd. Då slipper vi dessa meningslösa diskussioner om "megapixelracet" och bl.a. diffraktion, som för övrigt en högupplöst sensor har mycket lättare att reda ut än dito lågupplöst.

Det finns indikationer på att vi börjar närma oss gränsen för Moore’s lag (min personliga bedömning). Fler och fler fysikaliska principer bromsar minskningen av linjebredden i processornerna (och därmed förmågan att packa megapixel). Vad IT-industrin gör för att fortsätta att pressa prestandan är saker som multi-core (2, 4, 8, 16, osv, processorkärnor).

Problemet här är att strömförbrukningen skjuter i höjden med fler processorkärnor. Detta blir extra problematiskt för batteridrivna produkter som kameror och mobiltelefoner. Jag tror att det kommer att ta allt längre tid mellan uppgraderingarna av megapixel och processorkapacitet.

 

[The_SuedeII]

Diffraktion är inte att förakta... Det är en fysisk OMÖJLIGHET för linsen i mobilen att ha högre punktupplöning än ca 3.5µm. Ingen ljuspunkt kan bli mindre än så, linjer som ligger närmre än så går att inte skilja från varandra (dom ser ut som EN sammahängande massa), detaljer mindre än detta kan inte urskiljas även om man hade tillgång till en sensor med upplösning på atomnivå.

Sensorn skulle vara 6mm. 4000px.Detta ger ca 1.5µm pixlar. Inräknat förfiltrering till Bayerfiltret så är den minsta "färdiga" punkt som är meningsfull ca 2.5µm (1.7ggr pixelbredden räknas som den övre delen av "rimligt" för Bayerfiltrering).

2.5µm skulle gett ca 2400pixlar på bredden (och då 1600pixlar på höjden) = ca 3.8MP.


Så fram tills någon kommer fram till att naturlagarna inte gäller längre så är den högsta uplösningen en 6x4.5mm sensor med Bayerfärgfilter och F/2.8-objektiv på kan frambringa ca 4MP. Allt över detta kan man faktiskt skala upp i photoshop i efterhand utan att egentligen se någon skillnad.

Detta är förutsatt att objektivet är FYSISKT PERFEKT och alltså inte har någon oskärpa, CA, fältkurvatur, comatisering, sekundär CA, alltid är perfekt fokuserat osv, osv... F/2 hade gett 12MP teoretisk upplösning om objektivet hade varit perfekt - dvs i klass med de 12-miljonerkr-objektiv som används till laserlitografering till halvledare.

 

[macrobild]

Det finns indikationer på att vi börjar närma oss gränsen för Moore’s lag (min personliga bedömning). Fler och fler fysikaliska principer bromsar minskningen av linjebredden i processornerna (och därmed förmågan att packa megapixel). Vad IT-industrin gör för att fortsätta att pressa prestandan är saker som multi-core (2, 4, 8, 16, osv, processorkärnor).

Problemet här är att strömförbrukningen skjuter i höjden med fler processorkärnor. Detta blir extra problematiskt för batteridrivna produkter som kameror och mobiltelefoner. Jag tror att det kommer att ta allt längre tid mellan uppgraderingarna av megapixel och processorkapacitet.

återigen, googla på Eric Fossum så får du svar på vad som händer med morgondagens sensorer.Vi står bara i början av en fantastisk utveckling vad det gäller sensorer och upplösning.

 

[The_SuedeII]

Varje enskild pixel lägger dessutom till elektronikbrus och värmeeffekt till sensorn. Detta sker i betydligt högre takt än vad nedskalning kan "genomsnitta bort". Ingen har hittills kommit på hur man ska komma runt detta. Det är inte direkt så att omvandlingen mellan ljus och elektroner är en förlustfri affär, och varje enskild omvandlingsprocess adderar in mer brus i totalen - även medräknat nedskalningseffekter.

 

[macrobild]

http://www.imagesensors.org/Past Workshops/2007 Workshop/2007 Papers/079 Agranov et al.pdf

 

[macrobild]

Varje enskild pixel lägger dessutom till elektronikbrus och värmeeffekt till sensorn. Detta sker i betydligt högre takt än vad nedskalning kan "genomsnitta bort". Ingen har hittills kommit på hur man ska komma runt detta. Det är inte direkt så att omvandlingen mellan ljus och elektroner är en förlustfri affär, och varje enskild omvandlingsprocess adderar in mer brus i totalen - även medräknat nedskalningseffekter.

vad jag förstår av både Eric Fossum, Sheehy och Emil så uppvägs detta genom att bla utläsningsbruset har minskat med varje gång mindre pixlar har använts, men nu är vi inne på frågor som har diskuterats i oändlighet på dpreview och som jag saknar kunskap om vad som faktiskt gäller exv hårdvarupixelbinning ellr nerräkning.
Vad jag nu FÖRSTÅR av att ha följt Sheehy, Fossum och Emil är att små enskilda pixlar behöver inte vara negativt så länge vi talar om en och samma sensoryta och där är större bättre.

 

[Benganbus]

Tyvärr riskerar Sony Ericsson Satio bli ett misslyckande.

Det lär väl inte finnas så många i detta forum som tror på hypen att kameramobiler kommer att slå ut de separata digitalkamerorna. Men Sony Ericsson (och även Samsung) satsar nu hårt på att positionera sina nya smartphones och trycker hårt på att kameran har 12 megapixel. Men vad de helt missar är att den minimala sensorn därmed får en extremt hög pixeldensitet.

Ju lägre pixeldensitet desto bättre förmåga att ta bilder i svag belysning. Jämför med den två år gamla kompaktkameran Fuji Finepix F31fd som med låga 6 Mpix till och med gick att använda med ISO 1600.

Jag har just skrivit en bloggpost med analyser kring pixeldensitet och en kritik mot megapixel-racet som ligger bakom Sony Ericsson Satio (tidigare kallad Idou). Satio kommer att bli oanvändbar så fort belysningen inte fullt dagsljus eller man kan belysa hela motivet med blixt (vilket leder till urblekta bilder).


http://www.mobileforesight.com/sv/2009/06/kameran-sony-ericsson-satio-designfemiss/

Nja...dumhet!?
Det här är en affärsidé och med smart marknadsföring så får dom nog sälja tillräckligt av sina 12 mp kameror så affären går ihop!
B)

 

[elbe]

....

Sensorn skulle vara 6mm. 4000px.Detta ger ca 1.5µm pixlar. Inräknat förfiltrering till Bayerfiltret så är den minsta "färdiga" punkt som är meningsfull ca 2.5µm (1.7ggr pixelbredden räknas som den övre delen av "rimligt" för Bayerfiltrering).

2.5µm skulle gett ca 2400pixlar på bredden (och då 1600pixlar på höjden) = ca 3.8MP.


Så fram tills någon kommer fram till att naturlagarna inte gäller längre så är den högsta uplösningen en 6x4.5mm sensor med Bayerfärgfilter och F/2.8-objektiv på kan frambringa ca 4MP. Allt över detta kan man faktiskt skala upp i photoshop i efterhand utan att egentligen se någon skillnad.
.....
.

Det här skulle alltså motsvara en 24x36-sensor på ca 140 Mpix.

"Chipdesignern" DSPographer skriver mycket om dessa gränser på DPR. Intressant läsning om vart vi kan vara på väg...

 

[macrobild]

http://www.imagesensors.org/Past Workshops/2007 Workshop/2007 Papers/079 Agranov et al.pdf

 

[The_SuedeII]

Leif:

Jupp, det skulle det...!
Men då måste objektivet vara diffraktionsbegränsat på F/2.8, och högsta användbara bländare skulle vara F/4. Allt över detta skulle inte ge större skärpedjup - bara mer suddighet över hela bilden (eller kräva att man skalar ner bilden till 20-30MP).

Det finns ett par objektiv som är diffraktionsbegränsade på F/2.8, och dom är inte billiga. Canon/Nikon har fyra eller fem fasta som klarar sig. Inga zoomar. Inte ens i närheten.

 

[macrobild]

Leif:

Jupp, det skulle det...!
Men då måste objektivet vara diffraktionsbegränsat på F/2.8, och högsta användbara bländare skulle vara F/4. Allt över detta skulle inte ge större skärpedjup - bara mer suddighet över hela bilden.

Det finns ett par objektiv som är diffraktionsbegränsade på F/2.8, och dom är inte billiga. Canon/Nikon har fyra eller fem fasta som klarar sig. Inga zoomar. Inte ens i närheten.

Suddighet? även om optiken sätter gränsen så har du alltid högre upplösning , just för att upplösningen är högre i kameran med högre upplösning oavsett bländare.
Använder jag kameran under bl 4 så har jag högre upplösning än jämfört med en kamera med lägre upplösning, likaså efter bl 4

 

[The_SuedeII]

Jupp, och det är den med en bra skalningslagoritm också.

 

[The_SuedeII]

Och, ja - med ditt 300F/2.8, 60macro och 200F2 har du det. Ingen av zoomarna är i närheten av att behöva över 40MP - under bästa förutsättningar i perfekt ljus. Du kommer inte kunna mäta/se någon skillnad på bilden tagen med en 40MP kamera och en 140MP kamera om du inte använder någon av dessa fasta objektiv.

 

[elbe]

Leif:

Jupp, det skulle det...!
Men då måste objektivet vara diffraktionsbegränsat på F/2.8, och högsta användbara bländare skulle vara F/4. Allt över detta skulle inte ge större skärpedjup - bara mer suddighet över hela bilden.

Det finns ett par objektiv som är diffraktionsbegränsade på F/2.8, och dom är inte billiga. Canon/Nikon har fyra eller fem fasta som klarar sig. Inga zoomar. Inte ens i närheten.

Med mindre pixlar så har du väl alltid en upplösningsmässig fördel eftersom diffraktionen per ytenhet inte skiljer mellan en t.ex. en 4 Mpix APS-C senorr och en 15 Mpix dito. Sensorn med dom mindre pixlarna har alltid en fördel över sensorn med dom större men avtagande med mindre bländare, men aldrig sämre diffraktionsmässigt. Det är ju lättare att ta hand om samma diffraktion som samma objektiv ger vid samma bländare om den sprids över 16 små pixlar iställt för 8 större

 

[elbe]

Här finns några tankar från DSPographer...

http://www.dpreview.com/forums/read.asp?forum=1018&message=32000863

 

[bengt-re]

Vi kan ta ett exempel, Phase Ones bakstycke har 40 miljoner pixlar vid 100iso vilket ger en makalös upplösning om ljuset är tillräckligt, tryter ljuset eller vid sämre ljus så kan man välja att räkna ner bildstorleken genom att göra bilden till en 10 mpixel stor bild och detta motsvarar då 1600iso se http://www.dpreview.com/news/0904/09042903phaseonep40.asp
samma sak gäller även mobiler, räkna ner bildstorleken till 4 mpixel från 12mpixel så har du ingen skilnad, men du har 12 mpixel upplösning vid bra ljus exv en dagsljusbild på stranden om kamerans optik tillåter detta.
.

Du har tyvärr både rätt och fel.I princip och i teorin stämmer det du säger och det finns fördelar som att man kan skippa AA filter om uplösningen på sensorn alltid kan vara högre än upplösningen på optiken. MEN - fill factor är problemet - det finns alltid dödutrymme mellan pixlar och detta är vid samma generationn ungeefär likvärdigt vilket medför att kvoten effektiv area kontrora fysisk yta blir sämre - sensorn får en sämre fill factor vilket betyder sämre känslighet vilket beetyder mer brus. Elektriskt, internt brus är ett annat problem - kanske inte så mycket på stora fina DSLR sensorer (men även 5D lider lite av detta). Dessa störningar som ofta är relaterade till sensorchipets strömförsörjning blir större procentuellt vid lägre signalnivåer vilket man har vid små pixlar.

Det är kort sagt enklare att rent tekniskt tillverka ett kamerasystem som presterar väl om man håller upp storleken på pixlarna lite. Sen att det i den vackra teorin inte är sämre men oändligt antal pixlar är en annan sak - men goda teoretiker är sällan goda ingengörer... Det finns en verklighet där lite mer påtagliga krassa fenomen visar sitt fula nylle... Strömförsörningen är exempelvis svår att göra perfekt med snabba pixelklockor och alla roliga saker som händer på kretskort när det börjar gå rikigt fort...

 

[macrobild]

snälla du, läs vår mastodonttråd om pixlars storlek här på fotosidan,http://www.fotosidan.se/forum/showthread.php?t=94292 , vi har avhandlat alla dina argument ett antal gånger.

 

[macrobild]

Angående filfactor får du nog precisera dig , är det cmos eller ccd du talar om?
Att upprätthålla filfactorn vad det gäller cmos och mindre enskilda pixlar så finns det svårigheter att dra ner på bla elektronikens % andel . Ev förlust av filfactor har kompenserats med lägre utläsningsbrus och effektivare yta/ytenhet vad det gäller total verkningsgrad och alla de sensorer som exv Canon har tagit fram och samtidigt dragit ner på enskild pixelyta så har de högre total verkningsgrad /ytenhet än föregångaren.
Exempel 5dmk2 har högre total verkningsgrad än 5d trots att 5dmk2 har mindre enskilda pixlar, lägg därtill upplösningsökningen jämfört med 5d.

 

[bengt-re]

Jag har läst en del där, men allt som står där är inte sant och det vet du säkert. Resonemangen där är till största delen ifrån ett optiskt/fysikt perspektiv och så långt är mycket rätt, men saknar den räkneövningen som det är konstruera något i praktiken - det är lite väl mycket förenklingar i dina och dina lärjungars tankar.

Fysiska optiska tankarna är i stort sätt riktiga även om det är väl mycket förenklingar även där när man blandar in infallsvinkelsändingarna och hur det påverkar microlinsernas prestanda då man skalar optiska system.

Men påstår du att du får en bättre kamera med hänsyn till hög ISO brus, frihet ifrån störningar och annan oönskad modulation och dynamik på samma lilla sensoryta i mobilkameran om du går ifrån 3 Mp till 12 Mp vid samma strömförbrukning, samma sensorgenerion, samma utläsningshastighet (per bild) och samma optik så rekomenderar jag dig att börja jobba som systemutvecklare på DALSA istället - de längtar efter folk som kan trolla.

 

[macrobild]

Jag har för dåliga kunskaper för att jobba på Dalsa, men du kanske bör läsa vad Fossum, Sheehy och ejmartin skriver på dpreview.
Jag tror att Fossum vet vad han talar om, även Sheehy.

Fossum, mannen bakom cmos
http://www.ericfossum.com/Publications (Archival and Other).htm