Qual foi a primeira foto conhecida em 4k (2160p) já tirada?
Respostas
2160x4096 tem pouco menos de 9 megapixels, portanto, como uma foto estática, é muito boa, mas não é mais um grande problema. A antiga Nikon D40x trouxe fotos de 10 megapixels a um nível de preço muito acessível, houve uma janela de cerca de quatro anos em que parecia que todo fotógrafo iniciante tinha uma D40x.
Porém, para ir diretamente à sua pergunta, provavelmente aconteceu em um laboratório ou oficina de desenvolvimento de protótipos antes de 2000. Provavelmente é uma foto chata de um gráfico de teste ou um campo de luz desfocado. 'Oh, ei, está funcionando, é melhor montar uma lente, eu acho...'
O objetivo de qualquer câmera de resolução mais alta para trabalho profissional é, simplesmente, uma resolução mais alta. Ninguém está comprando uma câmera fotográfica profissional de 40 a 50 megapixels apenas para uso em vídeo, embora seja possível que eles a usem para vídeo em algum momento. Mas uma DSLR de 24 megapixels ou sem espelho pode realmente gravar vídeos 4K melhores.
Historicamente, as câmeras nesta faixa de resolução têm sido bastante caras. Tipo, tão ou mais caro que o seu carro.
Só recentemente esta capacidade caiu para um nível$6,000 base price for medium format, maybe $Preço inicial de 2.000 para full frame de 35 mm.
Pode-se comprar uma câmera voltada para vídeo com resolução tão alta para vídeo 8K, nominalmente 8.000 x 4.000 pixels. Obviamente, isso requer apenas um sensor de 32 megapixels se tiver a mesma proporção do formato de vídeo. Você precisará de um sensor maior se estiver tirando um recorte 16:9 de um sensor de câmera fotográfica 3:2 ou 4:3.
A$25-$50 A câmera de vídeo chinesa baseada em webcam pode realmente fornecer uma resolução que é um exagero para o Instagram. Mas as outras câmeras aqui são feitas para trabalho profissional, e esse trabalho exige imagens de melhor qualidade.
Conheço um profissional que está fazendo um tour pelos Parques Nacionais usando uma câmera Pentax de médio formato de 50 megapixels… como câmera fotográfica. Isso é para as postagens do Facebook. Sua câmera principal é uma câmera de filme Deardorff 8x10. Essas são as fotografias sérias. (ver: PROJETO DE PESQUISA | 79 anos ). Digitalizado em um scanner de tambor de alta resolução, cada negativo poderia fornecer cerca de 8,5 gigapixels (8.500 megapixels). Obviamente, a resolução óptica efetiva real dependerá da lente, das configurações reais da câmera e do scanner e do tipo de filme.
Smartphones também fazem isso… mas de maneira estranha
Indo do sublime ao ridículo, se você está falando de câmeras de smartphones, ninguém realmente precisa de uma câmera de 48 megapixels. E, de fato, nenhuma câmera de smartphone de 48 megapixels oferecerá verdadeiros 48 megapixels ópticos.
Então, por que as câmeras de 48 megapixels? Bem, principalmente porque as câmeras de 64 megapixels e 108 megapixels ainda não foram lançadas, exceto talvez em um caso (o Xiaomi Note 10 Pro tem o sensor de telefone Samsung de 108 megapixels, e há rumores de que alguns dos telefones Samsung de 2020 também terão ). Um grande motivo pelo qual os smartphones estão sendo vendidos com sensores de mais de 48 megapixels é o fato de que os consumidores que usam principalmente smartphones são novatos e não sabem muito sobre fotografia. Então eles pensam maior = melhor.
Você pode dizer que isso é coisa do consumidor porque praticamente todo smartphone com sensor de 48+ megapixels tem a resolução escrita nele. Você não vê “12 megapixels” no iPhone 11 ou no Galaxy S10.
Há uma razão técnica pela qual, de repente, temos todos esses sensores de alta resolução. Os próprios sensores de imagem não veem cores. Então eles são feitos para ver as cores através de filtros. O conjunto de filtros de cores mais popular foi projetado por Bryce Bayer na Kodak no início da era das câmeras digitais.
Compare o Sony IMX586, de 48 megapixels, com o IMX363 (encontrado no Google Pixel 3/4). O tamanho de um bloco de pixels 2x2 no IMX586 – todos da mesma cor – é apenas um pouco maior que um único pixel no IMX363. É quase como se eles tivessem cortado cada pixel em quartos.
E, na verdade, foi basicamente isso que eles fizeram. Por que? Bem, por um lado, o sensor de 48 megapixels pode agrupar grupos 2x2 da mesma cor e basicamente ser lido como um sensor de 12 megapixels. Esse é o padrão na maioria dos telefones e, devido ao ligeiro aumento no tamanho, esses sensores de 12 megapixels podem ser um pouco melhores com pouca luz. Isso usará o mesmo mecanismo “de-Bayer” que um sensor normal usaria.
48 megapixels reais… Não
O que mais podemos fazer com este chip? Bem, é claro, pode ser filmado em 48 megapixels. Isso resultará em uma desmatriz que é inerentemente diferente do algoritmo de des-Bayering normal incorporado aos processadores de imagem do hardware da câmera. E aí está o primeiro problema com 48 megapixels.
Então, agora, no modo de 48 megapixels, essas câmeras estão “rematrixando” antes da desmatriz. Eles estão basicamente pegando cada célula 4x4 e reorganizando os pixels para corresponder ao array Bayer, a fim de alimentá-los nos processadores de cores existentes. Uma operação típica de de-Bayering reduz a resolução efetiva da imagem de um sensor em cerca de 20%, em comparação com um sensor RGB da mesma resolução. Esse processo diminui ainda mais. É tecnicamente possível que um algoritmo de desmatriz muito mais sofisticado, trabalhando separadamente na interpolação de planos R, G e B, possa melhorar a resolução. Mas não é isso que eles estão fazendo.
O próximo problema é a lente. Esses pixels são pequenos… muito, muito pequenos. 800 nm pequeno. A resolução da lente é limitada pela abertura – quanto menor a abertura, maior será o Airy Disc, o menor recurso possível nessa abertura devido à difração. Isto é totalmente independente da nitidez da lente. Para este sensor, você precisaria de uma lente f/1.2 para fornecer uma imagem óptica de 48 megapixels.
O próximo problema é que é muito mais difícil construir uma lente nítida e rápida do que uma lente nítida e mais lenta, até que as difrações se tornem um problema. Não há espaço em um telefone para oferecer o tipo de design de lente que seria nítido o suficiente para 48 megapixels, mesmo que uma abertura f/1.2 fosse possível nesta escala. Ninguém está fazendo isso, então nenhum desses telefones produz 48 megapixels reais. Eles entregam “mais de 12 megapixels”.
Zoom Digital…Talvez
A próxima opção é o zoom digital. O zoom digital normal, sem truques multicâmera, é simplesmente um corte e ampliação. Se você fizer um zoom digital 2x em um sensor de 12 megapixels, obterá um resultado de 3 megapixels. Não há como evitar isso. Algoritmos de zoom digital podem usar alguns truques de processamento de imagem para fazer com que pareça uma resolução mais alta, mas eles estão basicamente inventando essa resolução.
E daí se eu fizer um zoom digital de 48 megapixels a 2x? Obtenho uma imagem de 12 megapixels, é claro. Isso parece muito bom, hein? Mas lembre-se de que ainda temos problemas de interpolação de cores e nitidez da lente, portanto, isso pode fornecer uma resolução efetiva maior do que 3 megapixels para o zoom digital 2x. Mas não espere milagres.
HDR único… Sim!
Então aqui está outra coisa para pensar. Sensores minúsculos em câmeras de telefone têm uma resolução de cores bastante baixa, geralmente de 8 a 9 bits por pixel. E ir para pixels de 800 nm não ajuda em nada. Por pixel, teremos menos cor e mais ruído.
Mas e se metade dos pixels no sensor ficassem expostos por mais tempo e a outra metade por menos tempo? Teríamos basicamente duas fotos entre colchetes em uma. A maioria dos smartphones deste ano oferece algum tipo de modo HDR (alta faixa dinâmica). No iPhone 11, é o padrão. O modo Smart HDR oferece uma foto com exposição normal e uma foto um pouco subexposta, e mescla as duas para obter cores melhores. O sensor Quad Bayer fabricado hoje permite que esse mesmo tipo de coisa aconteça em uma única foto. Isso evita movimento entre as fotos, permite HDR fácil no vídeo, etc.
Os outros chips da câmera
Portanto, os sensores de smartphones na maioria dos telefones ficaram presos em 1/2,6″ a 1/2,55″ e em torno de 12 a 16 megapixels desde pelo menos 2014, na maioria das empresas. A Apple só mudou para o chip de 1/2,55″ como câmera principal em 2018.
Por que? É principalmente uma questão de tamanho da lente e distância focal. À medida que aumenta o tamanho de um sensor, você precisa de uma distância focal maior para fornecer o mesmo ângulo de visão. Por exemplo, a lente principal do iPhone 11 é de 4,25 mm, mas tem o mesmo ângulo de visão de uma lente de 26 mm em uma câmera full frame (35 mm).
O problema de aumentar muito o sensor é o fato de que isso pode tornar o telefone mais grosso. Historicamente, telefones mais grossos não vendem. Você praticamente os quer na faixa de 7–9 mm. Portanto, ninguém tem aumentado muito o tamanho dos sensores desde algumas tentativas fracassadas com sensores grandes e telefones com lentes de zoom.
Mas com esses chips, eles têm basicamente o menor tamanho de pixel que alguém pode tolerar. O pixel de 800 nm não é muito maior que o comprimento de onda de 700 nm da luz vermelha. De qualquer forma, agora, se você quiser mais pixels, terá um sensor maior. O sensor de 48 megapixels da Samsung, o ISOCELL Bright GM2, tem 1/2,25″. O sensor de 64 megapixels, o ISOCELL Bright GW1, reduz para 16 megapixels em um chip de 1/1,72″. E o sensor de 108 megapixels, o ISOCELL Bright HMX, tem 1/1,33″ e reduz para 27 megapixels normais.
Portanto, isso acabará por levar a telefones mais grossos, mas o tamanho adicional do sensor provavelmente faz mais pela imagem, em comparação com os chips típicos de 1/2,55″, do que a resolução extra. Pelo menos para fotos únicas. Mas a grande melhoria em chips como o IMX363, desde os primeiros dias dos chips de 1/2,55 ″ de 12 megapixels, foi a velocidade de leitura. É por isso que o Google usa esse chip. Se você conseguir ler mais imagens com rapidez suficiente, haverá menos chance de movimento entre as múltiplas fotos usadas na fotografia computacional. Não há exigência de que esses novos chips sejam lentos, mas também não é seu objetivo principal, ao contrário dos chips do Google e da Apple.
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