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為什麼消費型相機畫素都不再提升?

想請問一下,現在新的手機畫素都有到四千萬
為什麼消費型相機畫素都不再提升?
新的消費型相機畫素都還在兩千萬
在技術上是有什麼考量原因嗎
謝謝
2019-09-20 23:37 發佈
likedog wrote:
為什麼消費型相機畫素都不再提升?...(恕刪)

消費型相機雖然不是全片幅
考慮的應該是同樣的原因
畫素的理想值有限
不是無極限的提高畫質就會好
likedog wrote:
想請問一下,現在新的手機畫素都有到四千萬
為什麼消費型相機畫素都不再提升?
新的消費型相機畫素都還在兩千萬
在技術上是有什麼考量原因嗎
謝謝...(恕刪)


感光元件太小,單位畫素感光能力不夠,製程、材料不夠先進,再切下去雜訊不能看

另外鏡頭太小,加工精細度無法支撐那麼高的畫素

兩者加起來,就是極限

所以在APSC相機都可以得到緩解,不過在消費級已經差不多摸到頂了

如果在全片幅相機就可以有更大的發展空間,甚至還在往上發展中

以上不管是相機、APSC、FF的部分,等到製程、材料、加工技術有進展,都可以有進步

至於手機4千萬根本油畫,毫無解像度可言,徒然浪費記憶卡空間而已

老實說要製作出1億畫素的手機拍照,在現今也沒有什麼問題,但感光度會悲劇,然後解像度也受困在那小小的手機鏡頭

一樣毫無解像度,浪費記憶卡空間而已

手機我觀察到的,大概800~1200萬畫素,在解像度跟感光度上會比較均衡
因為不需要,2F提到的光學衍射極限是一個問題
另個問題是我認為攝影市場已經趨於M型化
新手多半直接使用手機作為器材
目前會選擇相機的多半是有知識背景的使用者
也就是以往看畫素來挑相機的人已經逐漸減少
那相機廠當然是把重心放在其他功能上
翻轉螢幕、麥克風接口、望遠或錄影能力等等

補充是你所看到手機的4000萬 / 4800萬 / 6400萬 / 1億800萬(尚未有實機)
這幾組都是透過Quad Bayer/Tetracell進行像素4合1的技術

所以實務上更常用的是合成後的1000萬 / 1200萬 / 1600萬 / 2700萬
這些高畫素的數值多半是行銷手法作為宣傳用途
當然你也可以用來出高解析,但多數場合並不會得到更好的成像品質
不過提高畫素也並非無用,還可以降低摩爾紋機率
而且這些cmos對於手機鏡頭組來說,更大意義是通常伴隨著更大的底
108MP我記得是到1/1.33
目前主流如iphone 11 pro或Note10+是在1/2.55" 1.4µm(12MP)
整體夜間表現還是會略優的,但手機拍照還牽涉演算
所以不能只單看cmos / lens等硬體規格
likedog wrote:
想請問一下,現在新的...(恕刪)

因為沒有意義
現在手機的40、48、64甚至已經發表的108MP,全都是QuadBayer架構(108MP那顆還不確定但應該是)…這些架構的CMOS,都必須如樓上所PO的圖,經過4合1的運算處理輸出1/4畫素的圖,才能夠保有該有的水準,然後再靠各家演算法的調教去發揮QuadBayer的各種特殊功能,如硬體HDR等
手機市場標示那麼高的畫素主因就是噱頭,的確實際上真的有那麼多的畫素,但是全尺寸輸出的畫質完全沒有實用性,比採用一般CMOS的低畫素機種還差…就是純騙不懂的消費者而已,然而手機市場的消費者確實很大一部分不懂,當然騙好騙滿而且其實沒有騙,是只告訴你一半的事實而已
至於相機市場,懂得畫素不等於畫質的人就多很多了,所以拿畫素當賣點效果不會太好,大家還是重視實際的畫質表現…然而畫質並非只靠CMOS本身,還要考慮鏡頭的設計,設計鏡頭又要考慮畫質、焦段、光圈、變形、成本等等一大堆的條件,百般取捨之後才有最終的成本,成本決定售價而售價又決定市場…相對於手機,相機單純堆畫素不僅僅騙不了多少人,還非常有可能因為高畫素造成反效果,所以堆畫素在相機市場是非常沒意義的事情…
DC市場以前也堆過畫素,很快的大家就發現同等級的機型畫素越高畫質越差,因為鏡組的光學能力沒有提升(或幾乎無感),早已不堪負荷那麼高畫素的CMOS…再加上機身的運算能力也相當有限,在資料量越來越龐大的同時還要顧及轉出JPG的運算時間,所以演算法就越來越簡陋越抹越大力,種種原因最後只得到畫素一直提升畫質卻一直下降的結果
當初的DC可不像現在的手機有那種超強力的運算單元,即使是現在的任何一台相機也是一樣…所以手機畫素敢塞的同時還能跑更複雜的演算法,雖然因為體積限制所以片幅怎樣就是那麼小(近兩年稍有長進了),但最終出來的結果就是慢慢的一直在進步,這是現在的相機做不到的…哪怕你是FF的機身,畫素塞到一個境界以後你就只剩加大規模這條路,不換更新更大更貴更重的鏡頭你畫質就是上不去,這就是純粹光學在有限的成本(售價)之下的限制
DC早就碰到這個瓶頸了所以從1/2.5"一路提升到1"甚至更大的片幅…除非也走手機的路線,加入強力的運算單元搭配精密的軟體演算法,否則提升畫素到了一個限度就沒辦法提升畫質,只能加大規模然後越來越大台…看看當年的Sony T系列多麼的輕薄短小,熱賣的程度也不用解釋…現在的DC沒有1"起跳大多數人連看都不看一眼,也因此不可能再有當年DC那樣的輕便…如果這時候再來堆畫素降畫質,那只是加速自己市場的滅絕罷了
原來如此,謝謝大家的回答,有些都好專業。看完大家的解釋,豁然開朗許多,但又衍生一些疑問想請教一下

1. 像是很多人說手機的畫素雖然大,但在成像品質或是解像度上,沒辦法和消費型DC相比
想請問成像品質或是解像度有什麼類似幾萬畫素之類的這種單位,來當作衡量指標嗎?
還是都只能看拍攝樣張來比較?

2.如果以相同技術能力來看的話,玻璃鏡頭的成像品質是不會比塑膠來的好?為什麼手機都用塑膠鏡頭呢?用玻璃鏡頭不是可以更提升品質嗎?

3現在很多手機的相機都是靠手機CPU去改變或提高畫質,或是降低噪點,或是用合成的方式來提高動態範圍。為什麼消費型DC的CPU好像都提升有限,有時候光轉個轉盤調整模式都會有一點點的延遲。

謝謝大家
個人也是認為,相機落後太多應該提昇的技術了
不管是多像素合1的方式,或是多重疊圖
都應該早就要跟著手機的進步,而推出了
各式各樣的APP也該推出一些

手機因為這些技術,縮小與相機之間的差距
若相機也有這些技術,那原本的差距就是原本的差距

相機目前都還停留在3~5張合一的遠古HDR技術,而且拍的久,合成也久,重點還手持不易!!
手機能選瞬間拍完(背後有偷錄影或是電子快門),合成大約9張,運算超快,手持成功率高!
也能選較耗時的15~36張,品質非常高!

多像素合1有兩種,一種是像素變4倍,一種是變1/4,用途不同
相機雖然早有類似產品,但實拍的速度跟不上呀....
不能總推說處理器不夠快,就不會放一顆手機的處理器,當副處理器嗎?

相機是為影像而生的專門產品,有更好的技術為什麼不跟上?
期待相機廠能早日推出手機新增的技術
likedog wrote:
1. 像是很多人說手機的畫素雖然大,但在成像品質或是解像度上,沒辦法和消費型DC相比
想請問成像品質或是解像度有什麼類似幾萬畫素之類的這種單位,來當作衡量指標嗎?
還是都只能看拍攝樣張來比較?

沒有~如果有的話
廠商何必一直用畫素來騙人
畫素不等於畫質
兩者皆是夠用就好
多好夠用?
只能自己看照片囉

likedog wrote:
2.如果以相同技術能力來看的話,玻璃鏡頭的成像品質是不會比塑膠來的好?為什麼手機都用塑膠鏡頭呢?用玻璃鏡頭不是可以更提升品質嗎?

塑膠鏡頭成型容易、良率較高、成本低
手機的鏡頭不是只有一片鏡片
跟相機鏡頭一樣是很多片的
例:

這些要用玻璃做到這麼精密
技術與成本皆太高
如果要說"相同技術能力"來看的話
手機先把鏡頭做到跟DC一樣大再說

likedog wrote:
3現在很多手機的相機都是靠手機CPU去改變或提高畫質,或是降低噪點,或是用合成的方式來提高動態範圍。為什麼消費型DC的CPU好像都提升有限,有時候光轉個轉盤調整模式都會有一點點的延遲。

這應該跟感光元件的大小有關
手機感光元件跟鼻屎一樣大
處理的資料量跟相機比起來差太多了
你看SONY的卡片機運算能力就很強
但那個發熱量也很可怕
整台可以拍到是燙的
所以這中間都是要找平衡點的
likedog wrote:
2.如果以相同技術能力來看的話,玻璃鏡頭的成像品質是不會比塑膠來的好?(恕刪)


其實現在絕大多數的DC鏡頭也是採用光學樹脂作的
andrea5 wrote:
消費型相機雖然不是全...(恕刪)

繞射是光學設計就一直存在的相差,像素只是影像採樣點,那個說明者很顯然並不是上過專業光學、顯微鏡等應用光學相關課程,整個談論焦點就錯誤。



鏡頭的繞射像差(diffraction abberation),其實談的問題是鏡頭的最高解析限制,對於光學系統來說,可見光的波長才是限制最高解析來源,也因為如次當年德國科學家才開始著手找尋更短波長的電子顯微鏡。
我們計算鏡頭解析力的數學式會使用像差總和效應來計算,其中像是球面像差、軸向色像差等是隨著光圈縮小,使得半開角變小而變小,而繞射像差是隨著光圈變小,半開角變小而變大。


這個效應造成,35mm鏡頭最高解析力在過去,大部分會落在F8左右,再縮小雖然球差等再縮小,但繞射像差變更大,所以解析力不斷在下降。
也就是如果要做更高解析力的鏡頭,他得最高解析的最佳光圈會往大光圈移動,也就是以前縮到F8或F11才看到解析力在往下掉,後面新鏡頭可能在F4或F5.6就開始往下掉。




而一般來說不同系統的本身先天就存在放大率問題,也就是原始影像被放大,越大片幅影像被收縮越小因此對鏡頭解析力要求低,但原本影像大因此還原性高與細節多,這個也是大片幅系統難以超越原因。

下面是ZEISS的手機鏡頭與35mm鏡頭比較,可以發現手機鏡頭解析力極高,但遠不如影像面積大小差異






回到前面問題點
所以影像的畫素增加,本身是提高對於影像採點提高,所以會越來越靠近鏡頭原本解析力。
只是因為感光元件是由S/N決定,感光元件越大,因為散熱等雜訊(N)越高,所以同樣畫素大小的感光元件,大感光元件是比較差,這個才是真正越大感光元件再畫素發展問題點。



至於說為何有人說: <越高畫素對於鏡頭解析力要求越高>,那是來自模糊圓的問題,越高解析鏡頭設定模糊圓越小,越可以容忍影像放大越大尺寸。


也就是畫素提高,影像本身解析也提高,只是提高漸漸變小,但是最重要是模糊圓並沒有變,所以放大一個尺寸就會覺得不銳利紮實,而覺得糊糊的,
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