На главную страницу
Список статей

Сколько же пикселей в одном кадре узкоформатной пленки?
К вопросу о грядущем исчезновении пленочной фотографии
________________________________________________________________

«The report of my death was an exaggeration»
Mark Twain

Первые серьезные ожидания близкой кончины пленочной технологии появились после появления цифровой светочувствительной матрицы емкостью 6 мегапикселей. Оптимисты сразу заявили, что в большинстве случаев такого числа элементарных носителей изображения вполне достаточно.
«Да, да!» — дружно стали вторить им специалисты по маркетингу.

Новый удар по традиционной химической фотографии
был нанесен 11 февраля 2002 года. В этот день было объявлено о появлении на рынке Foveon X3, матрицы нового типа. До этого пиксели цифровых матриц были не совсем полноценными: каждый из них мог воспринимать только сигнал одного из трех основных цветов.
Два остальных недостающих цвета приходилось
определять с помощью интерполяции, опираясь на информацию от соседних пикселей. Новая технология позволила получать информацию обо всех трех цветах в каждом пикселе матрицы.

Основатель компании Foveon Карвер Мид (Carver Mead) поспешил заявить в интервью газете New York Times (номер от 11 февраля 2002 года):

Официальный веб-сайт Foveon содержит более осторожные высказывания. Там в разделе FAQ на вопрос о влиянии новой технологии на пленочную фотографию дан такой ответ:

В настоящий момент шумиха вокруг Foveon X3 немного поутихла. Но фотомир продолжает обсуждать цифровые технологии и строить предсказания о дате неминуемого исчезновения пленочной фотографии.

Здесь мы не будем строить пустые прогнозы. Обсудим лучше более прозаичные вещи. Попробуем выяснить, сколько же эквивалентных пикселей содержится в одном кадре узкоформатной пленки.
Нет, нет, уважаемый читатель, в поисках ответа мы не будем влезать в теоретические дебри.
Получим ответ на поставленный вопрос двумя способами, опираясь на здравый смысл и
общепризнанные оценки.

1. Самый простой и очевидный способ

По утверждениям экспертов (так говорят всегда, когда хотят избежать подробных объяснений и придать дополнительный вес своим словам :-) ) сканировать 35 мм-кадр с разрешением большим 4000 dpi смысла не имеет. Большинство профессиональных сканеров пленки работают именно на этом разрешении. Есть, правда, и более точные устройства оцифровки, но, как я уже сказал, многие уверены, что большой нужды в них нет.

Но 4000 dpi примерно эквивалентны 150 точек на мм. Если мы расставим на узкоформатном кадре размером 24 х 36 мм пиксели с такой плотностью, то обнаружим, что их общее число достигнет примерно 20 млн. Это и есть ответ на поставленный вопрос.

Примечания:

а. Для любителей точности: 24 х 36 х 150 х 150 = 19 440 000.

б. Для еще больших любителей точности: 4000 dpi равны на самом деле 157,48 точек на мм. Поэтому число пикселей в кадре будет равно: [24 х 157,48] х [36 х 157, 48] = 21 423 151. (Квадратные скобки означают операцию взятия целой части.)

в. С точки зрения здравого смысла примечания а. и б. большого смысла не имеют.

2. Немного более строгий подход

Попробуем оценить число пикселей в узкоформатном кадре, опираясь на данные о разрешающей способности системы «пленка + объектив». При таком подходе, нам абсолютно не важно, какими факторами определяется эта разрешающая способность. Мы смело забудем (если знаем, конечно) про теорему Котельникова-Найквиста, про эффект наложения нескольких цифровых процессов (aliasing), про размер зерна и про многое другое. Обратим свой взор лишь на конечный результат.

Когда в интернетовских публикациях говорят о разрешающей способности, то часто ссылаются на
сайт Нормана Корена. В целом размещенные на сайте Корена материалы весьма познавательны и интересны. Не со всеми его выводами можно согласиться, но автор безусловно знает и понимает то,
о чем пишет. А это уже немало. В своих последующих рассуждениях будем опираться на данные Корена.

В конце первой части своей всеобъемлющей статьи «Understanding Image Sharpness» Корен получает оценку разрешающей способности системы «пленка + объектив». Для комбинации «пленка Velvia + объектив Canon 28-70/2.8» разрешающая способность составила 36,8 пар линий на мм. при падении контраста до 50% и 68,6 пар линий на мм при падении контраста до 10%.

Мерить разрешение по падению контраста до 50% могут только крайние пессимисты. Ориентироваться на уровень 10%, пожалуй, не рискнут и многие оптимисты. Истина где-то посередине. Разумно предположить, что разрешение системы «объектив + пленка» составляет примерно 50 пар линий на мм. Скорей всего, Корен согласился бы с таким выводом. Заметим, что это далеко не предельная оценка. Правильнее относится к ней как к типовой величине.

Зададимся вопросом: сколько пикселей нужно для разрешения одной пары линий? Корен обсуждает этот вопрос в самом начале второй части той же статьи. Два — мало, а четыре — многовато. Корену больше нравится цифра 3. Надо сказать, что не ему одному. Так, фирма Sony давно уже предложила оценивать разрешающую способность видеокамер, исходя именно из 3 пикселей на пару линий.

Смело примкнем к мнениям Корена и фирмы Sony. Умножаем 50 пар на мм на нашу тройку. Voila! Получаем те же 150 пикселей на мм. А это означает, что таких пикселей в кадре размером 24 х 36 мм поместится почти 20 млн.

Выводы

Итак, можно смело предположить, что, когда появится цифровая матрица размером 24 х 36 мм, состоящая по крайней мере из 20 млн. пикселей, кончина пленочной фотографии будет уже не за горами.

Иногда можно услышать возражение: но ведь далеко не всегда такое столь высокое разрешение пленки оказвается востребованным. Во многих случаях вполне хватает и более скромной разрешающей способности. Спору нет, это так. Но «во многих» не означает «во всех».

Небольшое замечание про пленочные сканеры с разрешением 2700 dpi

Эти устройства довольно распространены и далеко небесполезны, несмотря на то, что они не позволяют считать всю информацию с пленки.

Для печати достаточно иметь разрешение 300 dpi, следовательно, отсканированное таким образом изображение рассчитано на увеличение малоформатного кадра в 9 раз (примерно до 20 х 30 см.).

Полезно также вспомнить, что типовой диаметр допустимого круга нерезкости равен 0,03 мм. При сканировании с разрешением 2700 dpi на этом диаметре поместятся три пикселя. Иными словами, разрешение 2700 dpi действительно вполне достаточно во многих случаях.

Разрешение 4000 dpi необходимо либо при больших увеличениях, либо при повышенных требованиях к качеству. И в том, и в другом случаях при съемке следует учитывать, что диаметр допустимого круга нерезкости должен быть меньше типового значения 0,03 мм.

Отсканированный с разрешением 2700 dpi кадр будет содержать 9,7 млн. пикселей. По-видимому, эту величину и следует признать в качестве самой минимальной оценки числа пикселей в узкоформатном кадре.

23 сентября 2002 года

* * *

Во 2 части этой публикации читайте ответы на наиболее интересные вопросы читателей!

* * *

Ссылки

1. Если вы читаете по-английски и хотите более детально ознакомиться со многими затронутыми здесь вопросами, вам безусловно будет интересно прочесть статью Нормана Корена (Norman Koren) «Understanding Image Sharpness». Когда будете читать, не забывайте, что за математикой стоит физический смысл.

На главную страницу
Список статей

Для использования материалов этого сайта в коммерческих или некоммерческих целях необходимо получить от меня письменное разрешение, если обратное не оговорено в явной форме.