Nie, z powodu filtra Bayera. W rzeczywistości potrzebujesz około 11 megapikseli.
Co to jest filtr Bayera
Czujniki kolorowej kamery używają filtrów Bayera do przechwytywania różnych kolorów. Filtr Bayera skutecznie zmniejsza rozdzielczość czujnika o połowę dla każdego koloru (choć zielony pozostawia nieco więcej w strukturze szachownicy).
Każdy piksel na matrycy może tylko wychwycić albo czerwone, zielone lub niebieskie światło, ale nie wszystkie trzy kolory. Algorytm programowy musi później interpolować dane, aby odtworzyć zdjęcie w pełnej rozdzielczości w pełnym kolorze.
Demosaicing
Ten proces interpolacji (zwany odkażaniem ) przywróci wizualnie wiele efektywnych utraconych rozdzielczości, dzięki czemu będzie wyglądał dość ostro, ale może to zrobić tylko poprzez inteligentne domysły. To nie to samo, co gdybyś był w stanie uchwycić obraz w pełnej rozdzielczości.
Na przykład, podczas gdy usuwanie szumów jest dość dobre w odzyskiwaniu utraconej ostrości z filtru Bayera, wszelkie drobne szczegóły, takie jak włosy, grzebieniowe wzory lub cienkie paski, mogą cierpieć z powodu aliasingu , który może być wyświetlany jako kolorowe wzory interferencyjne:
( źródło )
(Te obrazy przedstawiają bardzo słabe algorytmy demozaikacyjne dla ilustracji. Nowoczesne aparaty - nawet telefony komórkowe - używają znacznie inteligentniejszych).
Nowoczesne algorytmy demaskowania są dość inteligentne i mogą zminimalizować efekt aliasingu, ale nadal nie mogą zachować drobnych szczegółów. Odległy płot pikietowy zarejestrowany na czujniku koloru 1920x1080 zachowa mniej efektywną rozdzielczość niż obraz RGB 1920x1080 wygenerowany komputerowo lub przeskalowany z większego czujnika lub zeskanowany na skanerze.
Jak wpływa to na rozdzielczość
(i jak wymyśliłem liczbę „11 megapikseli”)
Efektywna rozdzielczość uzyskanego obrazu po demozaikacji nie wygląda na połowę rozdzielczości deklarowanej przez czujnik, ze względu na korzyści uzyskane dzięki inteligentnym procedurom demaskowania i fakt, że zielony kanał, który dobrze koreluje z luminancją, ma więcej rozdzielczość niż inne kolory.
Ale nadal musiałby zostać zmniejszony o 50%, aby usunąć wszelkie straty spowodowane interpolacją. Jeśli naprawdę chcesz mieć pewność, że obraz ma „pełną rozdzielczość”, bez utraty szczegółów z powodu interpolacji, musisz mieć czujnik koloru o dwukrotnie większej rozdzielczości, zarówno w poziomie, jak i w pionie, a następnie ponownie próbkować uzyskany obraz do 50%.
Aby uchwycić pełną efektywną rozdzielczość 1920 x 1080, czujnik kamery kolorowej (z filtrem Bayera, który obejmuje 99% czujników kamery kolorowej) musiałby mieć dwukrotnie większą rozdzielczość: 3840 x 2160. To ponad 8,2 megapiksela. Ze względu na kadrowanie czujnika (ponownie ze względu na metodę demaskowania aparatu), aby mieć pewność, potrzebujesz efektywnie około 8,8 megapiksela.
I to tak, jeśli Twój czujnik miał idealny współczynnik proporcji 16: 9. Jeśli czujnik ma proporcje 3: 2, potrzebujesz około 10,7 megapiksela, aby uchwycić obraz o rozdzielczości 3840 x 2160, w tym odrzucone obszary na górze i na dole, aby nadrobić proporcje, oraz małe obramowanie, aby uwzględnić każdą kadrowanie przy zmniejszaniu rozmiaru .
Czujniki bez filtrów Bayera
Podczas gdy 99% czujników kamer kolorowych używa filtrów Bayera, niektóre wykorzystują alternatywny układ pikseli, ale zasada jest taka sama.
Istnieją również czujniki kolorów, które w ogóle nie potrzebują filtra kolorów, takie jak czujnik Fovean X3 , ale nadal są one wyjątkowo rzadkie i mają swoje własne problemy. Producenci również kłamią na temat liczby pikseli (aby konkurować z czujnikami wykorzystującymi filtr Bayera, gdzie liczba pikseli zawsze brzmi o wiele bardziej imponująco niż to wynika z wyżej opisanego filtra).
Inną alternatywą stosowaną przez niektóre drogie profesjonalne kamery wideo jest posiadanie trzech całkowicie oddzielnych czujników, po jednym dla każdego z czerwonego, zielonego i niebieskiego, i użycie rozdzielacza światła do rzucania tego samego obrazu na wszystkie trzy z nich. Oczywiście nie może to istnieć w lustrzance cyfrowej, aparacie kompaktowym ani w żadnym innym zwykłym aparacie do robienia zdjęć. Ale może to wyjaśnić, dlaczego liczby pikseli na czujnikach profesjonalnych kamer wideo nie mogą być porównywane z tymi na lustrzankach cyfrowych.
Ale i tak wideo korzysta z podpróbkowania chrominancji!
(Tylko dla umysłów technicznych)
Mimo że wideo (a czasem JPEG) wykorzystuje podpróbkowanie barwy, nadal potrzebuje kanału luminancji, aby zachować pełną rozdzielczość. Na obrazie z czujnika Bayera kanał luminancji nadal musi być obliczony przy użyciu procesu interpolacji, nawet jeśli przy dobrym algorytmie demozaikowania, może wydawać się, że zbliża się do pełnej rozdzielczości ze względu na wysoką korelację między luminancją a zielonym kanałem w większości zawartość.