Sensorstorlek och DX

[Pupillen]

Johannes-S skrev:
Bruset i sensorn har olika ursprung:

1. fotoniskt brus. De detekterade fotonerna har en viss slumpmässighet som är en grundläggande naturlig egenskap hos ljuset. Detta brus är roten ur antalet detekterade fotoner. Antag att du vid en exponering detekterar 100 fotoner i en pixel. Brusnivån är då rot(100)=10, dvs vid nästa exponering kan du få 95 fotoner, eller 103, eller 93, helt slumpmässigt. Detta går aldrig att komma ifrån. Detta innebär att om man fotograferar en helt slät yta så kommer det alltid vara en viss slumpmässig variation i signalen mellan de enskilda pixlarna. Det fotoniska bruset minskar relativt sett ju fler fotoner man detekterar. För 100 fotoner är bruset som vi sett 10%, medan det för 1000 fotoner är ca 3%. Fotoniskt brus går inte att korrigera för med brusreduceringsfunktioner i kameran, det enda sättet att minska det är att ta många exponeringar och ta medelvärdet av dessa (vilket förutsätter att motivet är statiskt). Stora pixlar minskar detta brus pss att de rymmer fler laddningar (= kan detektera fler fotoner).

Det finns två fotografiskt intressanta konsekvenser av denna punkt:

A. När sensorerna klarar av att registrera alla fotoner som träffar dem (100 %-ig fotonverkninsggrad) så har vi nått vägs ände. Känsligare än så kan sensormaterial aldrig bli!

B. Såvida olika stora sensorer har samma fotonverkningsgrad så kan ISO-talet ökas i direkt proportion till sensorytan utan att det fotoniska bruset ökar i den färdiga bilden.

Lärdomen av detta är att om bildvinkel, ingångspupill, slutartid och fotonverkningsgrad hålls lika (ett högst rimligt antagande om vi vill kunna göra meningsfulla jämförelser mellan olika sensorstorlekar), så kommer det fotoniska bruset att bli lika stort oavsett sensorstorlek.

Detta innebär INTE att sensorstorleken är betydelselös, kraven på objektiven ökar nämligen mycket kraftigt när sensorn blir mindre. För att kunna använda lika stora ingångspupiller (d v s ljusinsläppsöppningar) måste ju objektivens f-tal sjunka proportionellt mot sensordiagonalen, detta trissar snabbt upp priserna till helt orimliga nivåer!

Slutsatsen är därför att ju mindre sensorn är desto DYRARE objektiv krävs för att kunna ta identiska bilder under dåliga ljusförhållanden.

 

[sagan]

timofej skrev:
Om några år kommer en dag när alla konsumentkameror kommer att ha ca 15 MPx. Det finns ju inget som helst behov att ha fler för vanligt folk.

Jag skulle t.o.m. sträcka mig så långt att säga att behovet för "vanligt" folk går vid 4, max 5 Mp.

Vad använder folk i allmänhet bilderna till, jo, att kolla på skärm och ev. skriva ut dem i 10 x 15 cm.

Nån enstaka, sällsynt fall i 20 x 30 cm.

Men var behovet ligger och vad folk köper är ju som bekant sällan samma sak

 

[iSolen.se]

sagan skrev:
Jag skulle t.o.m. sträcka mig så långt att säga att behovet för "vanligt" folk går vid 4, max 5 Mp.

Vad använder folk i allmänhet bilderna till, jo, att kolla på skärm och ev. skriva ut dem i 10 x 15 cm.

Nån enstaka, sällsynt fall i 20 x 30 cm.

Men var behovet ligger och vad folk köper är ju som bekant sällan samma sak

Du glömmer delförstoringar, vanligt folk har en tendens att inte gå nära nog.

 

[sagan]

Äh, det vet du väl, folk köper 10x zoomar.

 

[Johannes-S]

Pupillen skrev:
Det finns två fotografiskt intressanta konsekvenser av denna punkt:

A. När sensorerna klarar av att registrera alla fotoner som träffar dem (100 %-ig fotonverkninsggrad) så har vi nått vägs ände. Känsligare än så kan sensormaterial aldrig bli!

Normala CCDer har en kvanteffektivitet på 10-40% över ljusspektret. "Back-illuminated" CCDer för vetenskapliga tillämpningar kan ha kvanteffektiviteter upp mot 90%. Det skulle inte förvåna mig om denna typ av CCD dyker upp i proffskameror så småningom (kanske redan finns?).

Man kan sätta en bildförstärkare framför sensorn. Det minskar inte det fotoniska bruset men däremot inverkan av både det termiska och utläsningsbruset eftersom man förstärker den optiska signalen direkt. Bildförstärkare har dock än så länge usel upplösning och är monokroma.

Johannes

 

[Arleklint]

AnWi skrev:
Bra!

Då finns stora möjligheter kvar ännu:
36mm = 36 000 µm
24mm = 24 000 µm

36 000 x 24 000 = 864 MPixels

Undrar hur man skall fixa filtren? Det lär bli andra tekniker innan vi är där.

/AnWi

Men vem vill ha mer pixlar än vad ögat kan se. Vi gör väl bilder för att vi skall se dom med ögonen.

Hur många dpi kan ögat urskilja. 300 dpi? Kan vi urskilja mer?

 

[sagan]

Arleklint skrev:
Hur många dpi kan ögat urskilja. 300 dpi? Kan vi urskilja mer?

Gränsen ligger däromkring, men sen beror det ju mycket på vilken ålder man har, ögats förmåga försämras snabbt efter 30 års ålder.

 

[iSolen.se]

Arleklint skrev:
Men vem vill ha mer pixlar än vad ögat kan se. Vi gör väl bilder för att vi skall se dom med ögonen.

Hur många dpi kan ögat urskilja. 300 dpi? Kan vi urskilja mer?

Hmm, i så fall är väl teleobjektiv meningslösa eftersom ju gör så att man kan urskilja detaljer som man annars inte skulle kunna se.

300 dpi förresten, var kommer den siffran ifrån? En laserutskrift på 300dpi ser betydligt grynigare ut än en på 600dpi på vanligt läsavstånd.

 

[Arleklint]

Jag frågar bara, men det är fånigt att diskutera upplösningar som överstiger ögats förmåga.

Jag tror gränsen ligger nära 300dpi. Upplösning över gränsen behöver vi inte. Där slutar pixelkriget och kriget övergår till andra parametrar.

 

[iSolen.se]

Arleklint skrev:
Jag frågar bara, men det är fånigt att diskutera upplösningar som överstiger ögats förmåga.

Jag tror gränsen ligger nära 300dpi

På en utskrift 50cm bort? Eller vad?

 

[Arleklint]

Jag undrar var gränsen går. På ögats närgräns om du så vill. Vet vi inte det är det meningslöst att diskutera hur många MP som är bra att ha.

 

[jonvi]

En fantastisk tråd det här!

Önskar jag kunde bidra...

En sak som jag undrar över är hur utvecklings- och produktionskostnaden förändras för olika sensorstorlekar. Situationen kan ju vara så att teknik A är bättre än teknik B men kostar tusen gånger mer och kan omöjligen tas ut i konumentledet. Få astronomer har ett eget Hubble-teleskop tex.

 

[iSolen.se]

Arleklint skrev:
Jag undrar var gränsen går. På ögats närgräns om du så vill. Vet vi inte det är det meningslöst att diskutera hur många MP som är bra att ha.

Jag håller inte med dig alls på denna punkten alternativt missförstår jag.
Om en bild har högre upplösning än vad ögat vid fototillfället har förhindrar det ju inte dig att avjnuta detaljerna i en förstoring efteråt...

 

[Arleklint]

En färdig bild i 2000 dpi 50x70 har jag ingen nytta av om mitt öga bara ser 300dpi.

Detta begränsar behovet av pixlar i kameran.

 

[iSolen.se]

Arleklint skrev:
En färdig bild i 2000 dpi 50x70 har jag ingen nytta av om mitt öga bara ser 300dpi.

Detta begränsar behovet av pixlar i kameran.

Men exakt samma originalbild kan ju skrivas ut i 500x700 och då får du 200dpi.

Så vari ligger ögats begränsning vid fototillfället ?

Glöm ögat

 

[Arleklint]

Jag vill inte glömma ögat.

Jag vill ha bilder på papper på väggen, och dom behöver inte ha högre dpi än vad jag kan urskilja.

Vill jag har enorma bilder på kyrkväggar krävs många MP i kameran. Vill jag ha bilder på väggen hemma krävs färre. Jag har ju bara 2,40 i tak

 

[AnWi]

Det finns en annan fördel också. Tänk att kunna fylla en annonspelare med ett fotografi utan interpolering eller grynighet.

Ta en bild uppifrån, på en fotbollsplan, och räkna grässtrån.

Det måste finnas en uppsjö av helt "fantastiska" tillämpningar som man bara måste ha tillgång till när möjlighten finns.

Oj Janne! Du hann före.

/AnWi

 

[iSolen.se]

Arleklint skrev:
Jag vill inte glömma ögat.

Jag vill ha bilder på papper på väggen, och dom behöver inte ha högre dpi än vad jag kan urskilja.

Vill jag har enorma bilder på kyrkväggar krävs många MP i kameran. Vill jag ha bilder på väggen hemma krävs färre. Jag har ju bara 2,40 i tak

Nu pratar du ju om utskrifter igen. Många pixlar ger större pappersutskrifter, det är nog ingen som inte håller med om det.

Om vi återvänder till fototillfället:

Kan du förklara varför du anser att ögats upplösning är en begränsande faktor som gör att det inte är lönt att ha många megapixlars CCD?

Eller är det så att du begränsar dig till en viss utkriftsstorlek? För i så fall förstår jag hur du menar. Edit: Dvs att du bestämmer att du kommer aldrig behöva större utskrifter än 50x70.

 

[Arleklint]

Men summan är att den som skall ha bilder i ram på väggen, eller den som kollar dom på skärm - typ Kim säger ju att digitala bilder används så - kan se en begränsning i hur mycket pixlar som behövs.

En bild 40x60 i 300dpi kräver 32 MP om man inte vill interpolera

 

[iSolen.se]

Arleklint skrev:
Men summan är att den som skall ha bilder i ram på väggen, eller den som kollar dom på skärm - typ Kim säger ju att digitala bilder används så - kan se en begränsning i hur mycket pixlar som behövs.

En bild 40x60 i 300dpi kräver 32 MP om man inte vill interpolera

Med fler pixlar kan man göra bättre delförstoringar, det kommer nog vara populärt i framtiden också, om bara objektiven hänger med.