为什么总有人觉得 CMOS 用高像素会对高感产生不利影响?
为什么总有人觉得6000万像素的高感会和1200w的大像素的fx3差不多?
这一篇让你彻底搞懂 像素-高感,超采-合并-跳采,像素-信噪比,亮光-弱光 !!
我给你用杯子接雨解释,把像素比作杯子,把光比做雨水(信号),把传感器比作场地面积,a7r5摆放了6000个小杯子,fx3是1200个大杯子,如果把所有的杯子都拿出来,两个接的雨是一样的,但拍摄4k视频最终只能端出来830个杯子(830万像素)
跳采:我只能拿走830个杯子,其他直接扔了。
也就是说,在从接受光信号到转化成4k视频的过程中,如果不算超采,全部跳采,a7r5仅仅利用了14%的传感器面积,而fx3利用了70%的面积,是不是瞬间秒懂了?
接下来再说明 跳采 合并 超采 的区别 和信噪比
引入信噪比的概念:水是信号,但每个杯子(像素)的底部都带有固定量的灰尘(燥点)
以1200w像素举例: 现在是暗光,每1/125秒,杯子只能接到0.1杯水
跳采:我只能拿走830个杯子,其他直接扔了。拿到了830杯的灰尘和830杯的水。信号和噪声的数量:1:1 ,但灰尘有830份,而水因为光线太弱,只有83份,画面表现:全是燥点。
合并:我只能拿走830个杯子,但是我会把1200个杯子的水倒进830杯之后再拿走。而噪声是随机的(有正有负),它们在叠加时会发生一定程度的互相抵消。根据物理学中的误差传播定律,随机的电子杂讯在叠加时会发生正负抵消。
- 如果你有 4 个小杯子(每杯自带 1 份基础灰尘),合并后总灰尘不是 4 份,而是 44 = 2 份。
- 套用到更大的数据量上:如果有 1600 万个小杯子参与合并,最终的总灰尘量大约是 开方 1600万 ≈ 4000 份。
- 12,000,000 ≈3464.1 ,如果是fx3的1200万像素,那么会得到1200万份水量和仅仅3464份灰尘,表现:信噪比大幅度提高了。暗光下表现最为纯净。
但合并只是把亮度信息倒在一起了,燥点大幅度减少了,可是高频细节只能保留原来一个杯子的。
超采:我只能拿走830万个杯子,但是我会把1200万个杯子的水高度提纯 把里面的关键信息(高频细节基本全都留下来)提取出来再倒进830万个杯子。而灰尘被算法大幅度削减(比如高频低频过滤)。可能削减成1万份。
表现:正常光照下 燥点被大幅度抑制,画面细节锐度极度饱满(比如7k超采4k)也几乎没有燥点,弱光下比如月光下 基本没啥噪点 ,,但极弱光下(连烛光 月光都没有了),接到的信号太少,燥点虽然被抑制。但比例还是高于信号,表现就是细节仍然被燥点淹没了。
亮光:亮光 即使f64和几千份之一的快门,虽然提高了iso(放大水和灰尘的量,灰尘增加的更多),但外界的光子实在太多了,水杯仍然可以接到0.2 0.3杯水
暗光:虽然f0.95和1/125的快门和提高了iso,但外界的光子总量实在太少了,实际的信号和噪声的比例远少于曝光的+ -,只能接到0.1杯,相比之下灰尘噪声比例很多。
- A7R5 (6100万像素):采用的是背照式 CMOS (BSI-CMOS)。这种设计通过改变电路层的位置来提升进光效率,非常适合追求极致的静态画质和解析力。
- A7R5 即使缩图,由于原始像素密度极高,依然会保留极其微小的高频细节,但在暗部可能会残留一些低频的色彩波动(彩噪)。
- FX3 (1200万像素):采用的是索尼专门为视频优化的双层晶体管像素 CMOS。简单来说,它在每个像素点上集成了两套放大晶体管,大幅降低了读出噪声,并极大地扩展了动态范围。这是它被称为“夜视仪”的核心黑科技,是单纯靠后期缩图无法弥补的物理优势。
- FX3 的画面则会呈现出一种非常扎实、均匀的颗粒感,整体过渡更加平滑自然,没有多余的计算痕迹。
下面进入实战:
有人演示A7R5 被摄物有强光源照射情况下的iso12800
但fx3,仅用星光和月光 直出 4k120p 的iso 409600,也就洒洒水了
离谱吧,在1/125的快门,月光能亮得像灯一样···
仅用星光和月光 直出 4k120phttps://www.zhihu.com/video/1998219332547797245没什么好争的,高像素机器,你就发挥优势去拍高像素的照片就行了,想缩图获得低感也没问题。也没必要和fx3这种争个照片都绝对低感谁更好:就算你拍照的高感通过缩图达到了一个级别
但高像素机拍视频高感就是物理层面的稀巴烂。同样的cmos工艺,像素越高拍视频的高感一定是越稀巴烂。所以想好,你到底是更拍照多,还是高感视频拍得多。