¿Cuáles son las ventajas y desventajas de utilizar la tecnología de cambio de sensor para aumentar la resolución?

Los pros son numerosos. Los contras … hay algunos. Pero puedes apagarlos.

¿Qué es?

En caso de que no esté familiarizado, varias compañías han ideado la tecnología para mejorar la resolución espacial y de color en las fotos al tomar múltiples imágenes en la cámara junto con un movimiento muy controlado del sensor. Hasselblad fue el primero en hacer esto, y tanto Olympus como Pentax tienen versiones de esto que se ejecutan en la cámara, al reutilizar su hardware de estabilización de imagen en el cuerpo (IBIS).

Consideraré el sistema Olympus aquí, ya que tengo dos cámaras de Olympus que hacen esto. Discutiremos el Pen F, bueno, porque es más fácil escribir “Pen F” que “OM-D E-M5 Mark II”.

El Pen F tiene un sensor físico que graba 20 megapíxeles. El llamado disparo de alta resolución funciona así. La cámara dispara 8 disparos. Entre cada disparo, el sensor se mueve 1/2 o 1 píxel. Como lo sabes Para IBIS, la cámara debe tener un control ultra preciso del sensor de imagen, para moverse contra el movimiento. Esto funciona porque el sistema IBIS conoce la longitud focal de la lente (o la que escribe con una lente manual) y, por lo tanto, calcula la cantidad exacta de movimiento para la reposición del sensor necesaria para compensar el movimiento físico de la cámara. Todo esto es subpíxel y muy preciso, por lo que golpear el movimiento de 1/2 píxel no es difícil (pero tiene restricciones).

Entonces, al mover el sensor, la cámara dispara imágenes offset de 1 píxel y 1/2 píxel, en relación con la posición original del sensor. El resultado final es una pila de imágenes que representa la posición original del sensor pero con rojo, azul y dos muestras verdes por píxel. Y otra pila de imágenes que es roja, azul y dos muestras verdes como un desplazamiento de 1/2 píxel en ambas dimensiones. Si desea representar esto como una sola imagen para el Pen F, tendría una imagen RGB completa de 20 megapíxeles con una segunda imagen RGB completa de 20 megapíxeles superpuesta intersticialmente. Así que a todo color, sin interpolación de Bayer, y un total de 40 megapíxeles de datos.

¿Qué obtienes de todo eso?

En realidad, no se puede hacer mucho con una matriz intersticial: algunas de las cámaras antiguas de Fujifilm tuvieron el mismo problema, ya que colocaron un sensor girado 45 grados. En ambos casos, lo que hay que hacer para obtener una imagen razonable para trabajar es interpolar a una matriz rectangular normal. Lo que duplica el recuento de píxeles, pero, por supuesto, no es realmente la resolución, ya que no puede crear más resolución desde menos.

Entonces, en el Pen F, termino con una imagen de 80 megapíxeles que tiene 2 veces la resolución espacial real de una cámara de sensor Bayer normal, 3 veces el muestreo de color y entre 1/4 y 1/2 del ruido luma del sensor, debido al muestreo múltiple del mismo píxel. Todo bien … pero ¿qué hacer con él?

El archivo sin procesar, como cabría esperar, conserva esos 80 megapíxeles de datos … de hecho, almacena las ocho imágenes originales de 20 megapíxeles. El JPEG reduce eso a 50 megapíxeles, que es esencialmente lo que los ingenieros de Olympus consideran que es el valor real de ese disparo múltiple. ¿Por qué no 40 megapíxeles? La interpolación habitual de Bayer en un sensor de cámara estándar es interpolar el resultado de dos de tres colores por cada píxel en el sensor. Idealmente, eso no produce un resultado muy diferente a una imagen RGB completa. En el peor de los casos, la interpolación genera colores falsos. Pero en promedio, dado que también está interpolando la luminancia hasta cierto punto, la interpolación de Bayer reduce la resolución real del sensor en aproximadamente un 25% (sí, los expertos en matrices anti-Bayer lo pondrán como 33% -50%, pero nadie realmente ha demostrado nada de eso). Por lo tanto, el escalado basado en la precisión del color mejorada le brinda 50 megapíxeles, el resultado de disparar en JPEG.

Pero aquí hay otra cosa en que pensar: el tiempo. En los días de la película, probablemente te tomaste un poco de tiempo para pensar en tu composición. Las personas de gran formato siempre lo hacen. Pero en el tiempo que me llevó escribir este párrafo, un loco tirador Olympus OM-D E-M1 mark II acaba de disparar 600 disparos. Los límites y las fortalezas de esta tecnología requieren que pases un poco de tiempo preparando tu toma. Eso no es una cosa terrible.

Desventajas, entonces?

Bueno, ¿vale, mejor color, mejor resolución de píxeles y es básicamente gratis? ¡Envíalo! Pero aquí está la cosa … son ocho disparos. Y está reutilizando la estabilización de imagen. Entonces, a menos que tenga su Pen F en un trípode, este modo es inútil. Y si disparas a un sujeto en movimiento, los resultados no son perfectos. La última versión (en la OM-D EM-1 Mark II) del procesamiento de imagen Olympus reducirá la resolución efectiva en las partes móviles de la imagen, para no desperdiciarla por completo, pero esto es fundamental para tomas fijas basadas en trípode.

El otro problema es el mismo que cualquier otra toma de alta resolución con cualquier otra cámara: su lente. Si su lente solo es lo suficientemente buena para una toma nítida a 20 megapíxeles, no obtendrá una mejora en la resolución al modo multidisparo. Todavía obtienes un impulso en el color, por supuesto. Cuando Canon lanzó las Canon EOS 5D, su cámara de 50 megapíxeles, también publicaron una lista de lentes recomendadas. La cosa era simple: las 5D tenían el doble de resolución que cualquier cámara Canon anterior. Por lo tanto, nadie necesariamente diseñó lentes para ser tan nítidos. Querrás usar las mejores lentes m43 con el modo de contrataciones. No es la lente del kit.

También es el caso de que la mayoría de las personas no tienen un uso real para imágenes de 40-50 megapíxeles. Ni siquiera puede cargarlos necesariamente en muchos lugares (hago compuestos y panoramas de 100 disparos, sé los downrezzes necesarios para diferentes sitios). ¿Tiene el espacio en el disco duro para imágenes en bruto de 80 megapíxeles? Sí, mi PC fue construida para video, pero ya no grabo tanto video. Entonces tengo un espacio razonable en el disco duro. ¿Estás archivando todos esos datos?

Al menos en la implementación de Olympus, el modo de alta resolución multidisparo también pone algunos límites más estrictos en ISO y rango de velocidad de obturación. No es gran cosa, solo digo.

Olympus era bastante razonable sobre las expectativas, construyendo los modos JPEG basados ​​en un análisis razonable de las imágenes. Originalmente habían desarrollado esta tecnología para fotografía con microscopio, por lo que entendieron su valor real. Hasselblad finalmente construyó esto en una cámara, la

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HASSELBLAD PRESENTA LA H6D-400c MS, UNA CÁMARA MULTI-SHOT 400 MEGAPIXEL

La tecnología de desplazamiento del sensor permite que una cámara de un tamaño de sensor determinado tome fotos esencialmente al doble de sus dimensiones de píxeles nativas moviendo el sensor efectivamente medio píxel entre dos fotos sucesivas de la misma escena y luego combinando las dos fotos en una imagen de alta resolución .

Las ventajas son que puede obtener dimensiones de píxeles mucho más altas que con el sensor del mismo tamaño sin cambiar de sensor. Esto permite un detalle mucho mayor, incluso más allá de las limitaciones de lo que la lente puede resolver.

Las desventajas son que son completamente inutilizables para escenas en movimiento, y requieren un trípode para garantizar que la cámara no se mueva entre las fotos. Además, los píxeles adicionales adquiridos pueden proporcionar más detalles para algunas escenas, pero la mayoría de los fotógrafos aficionados e incluso profesionales experimentarán una disminución significativa de las imágenes que superen los 20 millones de píxeles. A ese nivel de resolución, la mayoría de las imágenes no se beneficiarán al duplicar las dimensiones en píxeles de la imagen. Estas cámaras pueden producir imágenes más detalladas, pero más allá de cierto umbral, esos detalles son cada vez menos perceptibles para el espectador promedio o incluso avanzado. Más allá de eso, los costos adicionales de las tecnologías y las mayores dificultades involucradas en disparar con ellas deben equilibrarse con las recompensas que brindan.

La Great Megapixel Race tiene un final esencial para la mayoría de los modelos de cámaras profesionales y de alto nivel para aficionados. Las cámaras de 20 a 25 megapíxeles están fácilmente disponibles en el mercado, y lo han estado durante años. Esas cámaras se aproximan mucho al nivel de detalle disponible incluso en las mejores cámaras de película de 35 mm, con las películas profesionales de más alta calidad y los mejores sistemas y prácticas de desarrollo.

Ir más allá de los niveles actuales de detalle disponibles en las cámaras digitales profesionales modernas nos llevaría al ámbito de las cámaras de película de formato medio. En la actualidad, varias cámaras digitales de formato medio producen imágenes que rivalizan incluso con ese nivel de detalle, pero a precios en el rango de 30,000 a 60,000 USD. La mayoría (léase: casi todos) los fotógrafos rara vez se beneficiarían de ese nivel de detalle, y esos píxeles agregados rara vez valen el costo adicional de adquirirlos. Los sistemas de sensores de cambio se facturan como una forma económica de obtener dimensiones de píxeles de formato medio, pero la utilidad de esos sistemas tiene sus límites.

Teóricamente, esto permite que una cámara con resolución X obtenga una resolución 2X, 3X o 4X cambiando los píxeles fraccionalmente para exposiciones múltiples.

Los principales inconvenientes son que la cámara debe colocarse absolutamente inmóvil durante el proceso (requiere al menos un buen trípode) y no puede haber movimiento en la imagen, ni siquiera balancearse de hierba u hojas en el campo de visión. Y lleva más tiempo que una sola exposición y, por supuesto, hay algo de tiempo de procesamiento, aunque probablemente sea insignificante.