Сравнение качества изображения передискретизации датчика (Oversampling) и объединения пикселей (Pixel Binning) и пропуска строк (Line Skipping)

###1. Технический пробел в съемке 4К-видео высокопиксельными сенсорами: слишком много пикселей — тоже грех

Цифровые камеры требуют высокого разрешения для съемки (например, полнокадровые 24–61 миллион пикселей), но для стандартного видео 4K UHD (3840 $\times$ 2160) на самом деле требуется всего 8,29 миллиона пикселей для каждого кадра!

• 60-мегапиксельный сенсор имеет полные 50 миллионов «лишних пикселей» перед каждым кадром при записи видео 4К.
• Невозможно процессору изображений обрабатывать 60 миллионов потоков данных в реальном времени 60 раз в секунду (вычислительная мощность и тепло взорвут фюзеляж в одно мгновение). Производитель использует три совершенно разных маршрута технологии субдискретизации данных в нижней части чипа, и качество изображения сильно различается.

Основная физика и математическая логика второго и третьего основных алгоритмов выборки

1. Пропуск строк/субдискретизация — худшее качество изображения:

• Механизм: для максимальной экономии энергопотребления чип считывает только первую строку пикселей, затем принудительно пропускает и отбрасывает следующие 2, 3 и 4 строки и непосредственно считывает 5-ю строку.
• Последствия катастрофы:
• Большое количество несемплированных оптических деталей напрямую теряется;
• Серьезно нарушалась теорема выборки Найквиста-Шеннона: чрезвычайно ослепительная разноцветная радуга (Суровый муар) и ступенчатая пилообразная кромка (псевдоним псевдонимов) образовывались на кирпичных стенах зданий, плотно переплетенных полосах костюма и проводах;
• Общая картинка мягкая и мясистая, с фальшивой текстурой 4К.

2. Биннинг пикселей — хорошее высокое разрешение, но потеря деталей:

• Механизм: на уровне аппаратного заряда заряды в общей сложности 4 соседних $2 \times 2$ пикселей физически объединяются в выходной сигнал «сверхбольшого пикселя».
• Преимущества и недостатки: объединение зарядов улучшает соотношение сигнал/шум, улучшается чистота темного света и отсутствует такой серьезный муар, как пропуск строк; однако, поскольку цвета соседних пикселей принудительно смешиваются равномерно, четкость краевого микроконтраста по-прежнему значительно смягчается.

3. Полнокадровая передискретизация — святой Грааль качества изображения:

• Механизм: матрица обеспечивает полнопиксельное считывание полной выборки со сверхвысоким физическим разрешением до 6K (Sony A7 IV / FX30), 7K (A7 III) и даже 8K (Nikon Z8 / Canon R5);
• Мощный независимый механизм обработки изображений использует сложный бикубический алгоритм цифрового понижающего преобразования с низкочастотным сглаживанием высокого порядка (бикубическая понижающая дискретизация) для повторной дискретизации исходных исходных данных 6K/8K в изображение 4K 3840x2160 посредством математической повторной интеграции.

3. Аппаратная горизонтальная оценка фактически измеренных трехмерных показателей качества изображения

4. Практическое руководство, как избежать ошибок в настройках меню камеры

1. Скрытые ловушки в режиме кадрирования (Супер 35 мм против полного кадра):

• Многие модели могут использовать пропуск строк только в полнокадровом режиме из-за ограничений вычислительной мощности процессора (например, когда некоторые 60-мегапиксельные камеры записывают 4K 60p);
• Но когда вы переключаете корпус камеры в режим APS-C / Super 35mm кропнутый, поскольку центр экрана соответствует стандартным физическим пикселям 6K, камера мгновенно активирует верхний суперсэмплинг 6K 4K!
• Практический опыт: если качество полнокадрового изображения ухудшается при съемке 4K 60p, решительно переключитесь в режим Super 35 мм, и резкость часто будет идти вразрез с тенденцией и взрываться!

2. Быстрые советы по определению подлинного 4K:

• Направьте камеру на мелкую сетку ЖК-пикселей экрана компьютера или плотные жалюзи на расстоянии;
• Если при незначительном дрожании экрана на шторках появляются желто-зеленые муаровые ряби, то режим должен быть с пропуском строк; если жалюзи выглядят как черно-белые ультратонкие линии, независимо от того, как они двигаются, это действительно суперсэмплинг качества изображения божественного уровня.

---