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1 # 玩機小胖
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2 # 91拍照
影片超取樣和照片壓縮畫素,原理上是一回事。都是縮圖降噪過程。
超取樣概念最早來自於音訊處理。取樣是CD機中採用的一種技術,用於提高放音質量。CD片上的資料訊號被讀出後,透過DSP電路的插值處理,將44.1KHz的標準取樣率提升一倍到數倍,這就是超取樣。
影片和圖片中的超取樣與音訊處理有所不同。圖片的超取樣的實質是縮圖。因為影片處理無法提升取樣率,而是隻能縮圖。
以影片處理中的超取樣為例。A7S直接就號稱”超取樣“。做一個高畫質影片,橫向畫素只需要1920個畫素。但是A7S實際橫向對應畫素遠遠大於這個數值。經過縮圖計算,硬縮小到1920個畫素。這就是影片中的超取樣。
靜態照片中也是又超取樣的。富士APS-C相機就是最好的例子。富士特殊的感測器是9個光電管對應1個畫素。而普通數碼相機是4個光電管對應一個畫素。所以富士相機儘管只有1600萬畫素,但是光電管數量確實接近1億個。將1億個光電管採集的訊號,折算成1600萬畫素。這個其實就是縮圖。
縮圖意味著什麼?
縮圖意味著降噪。
縮圖意味著實際影象的損失。
關於縮圖的問題,請各位自己百度。不再展開了。我做了個有趣的測試。
用同樣的鏡頭,不同的索尼機身。左側是高畫素機型,右側是低畫素機型。
100%顯示,結果是低畫素機型的反差大於高畫素機型。原因是:
第一幅圖片告訴我們:相同尺寸感測器,低畫素的,意味著每個畫素獲得的能量更多,畫面反差更大
各自縮圖到25%顯示,結果還是低畫素機型的反差大於高畫素機型。
各自縮圖到適應螢幕大小顯示,結果還是低畫素機型的反差大於高畫素機型。
第二、三幅圖片告訴我們:縮圖比例越大,畫面失真越大,反差隨之降低。
但是無可否認,縮圖具有顯著的降噪效果。但是要取得合理的降噪效果,而不失真,主要取決於縮圖的比例。一般縮小25-50%是一個合理範圍。
這個理論也從側面告訴我們:
為什麼索尼A7S系列的畫素目前不可以大幅度提高?
為什麼大家多說富士的顏色那麼討人喜歡,噪聲那麼低?
一切都可以從“縮圖”或者“超取樣”中找到答案。
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以4K影片舉例,簡而言之就是將原本僅需的3840X2160=829萬畫素,保持16:9比例進行CMOS畫素取樣面積擴大,比如2000萬畫素來進行拍攝,這就是所謂的超取樣。因為畫素,尤其是CMOS使用面積的增加單向增高了訊號值,從而提升整體信噪比。除此之外還能減少鋸齒、偽色、摩爾紋等問題,在此基礎上再輸出為4K尺寸影片,畫質可有效提升。類似的道理可借鑑影片賓得、索尼、哈蘇等機身所採用的畫素偏移攝影功能,它們簡單來說就是多張照片堆疊平均後的結果。
壓縮照片畫素並不是最關鍵的,最影響照片觀感的是照片解析度和你顯示器解析度的比值,這個比值越大越好。比如在一塊27英寸4K顯示器上鋪滿了看一張照片,2000萬畫素原圖的效果會明顯好於你把它裁剪為3840X2160後,如果把2000萬換成更高的數值,效果就會更顯著,這就是間接利用了“超採”的優點。
如果單純比較從2000萬畫素縮圖為4K,和原圖拍出來就是4K的照片,前者細膩程度更高,這也是超採的功勞。