Qu'est-ce que la «densité de pixels»?

Apparemment, les mégapixels ne sont pas un bon moyen de mesurer la qualité de la caméra, donc certaines personnes font référence à un système de mesure relatif appelé "densité de pixels".

Qu'est-ce que c'est précisément? Quelles informations cela donne-t-il? Plus le nombre est élevé mieux c'est? Ou vice versa?

terminology sensor pixels

— Andres
source

@Ysap a donné la réponse technique, mais les spécifications matérielles sont rarement une véritable mesure de la qualité de la caméra. Si c'était le cas, il serait inutile d'avoir des critiques ...

— John Cavan

Avec la densité de pixels, ce n'est pas un cas où une valeur supérieure ou inférieure est meilleure - il y a des problèmes lorsque la densité est trop élevée ainsi que des problèmes lorsqu'elle est trop faible. Le lien ysap affiché dans sa réponse donne plus d'informations.

— Matt Grum,

Si vous voulez connaître la résolution réelle d'une combinaison objectif + boîtier donnée, vous devez consulter les avis. Ils mesurent souvent le nombre de petites fonctionnalités que l'appareil photo (et l'objectif) peuvent réellement enregistrer, ce qui est extrêmement plus pertinent que la densité de pixels.

— Zds

Je suis d'accord avec @Zds ici - en termes de qualité totale, la densité n'est pas le facteur le plus important.

— ysap

Réponses:

La densité de pixels est simplement une mesure du nombre de pixels qui rentreront dans une zone donnée . Elle est déterminée par la taille des pixels: plus les pixels sont petits, plus la densité de pixels est élevée.

Imaginez faire deux mosaïques de tuiles sur votre mur: l'une utilise de petites tuiles, l'autre utilise de grandes tuiles. Ils pourraient finir par ressembler à ceci:

entrez la description de l'image ici

Nous pouvons facilement voir ce qui suit:

Les deux mosaïques sont de la même taille .
La mosaïque de droite utilise des tuiles plus petites : 4 fois plus petites que celles de gauche.
Par conséquent, la mosaïque de droite contient plus de tuiles : 4 fois plus que celle de gauche.

Imaginez maintenant que nous regardons vraiment une vue très agrandie des capteurs de deux appareils photo numériques. Les "tuiles" sont les pixels des capteurs (ou cellules lumineuses); il est clair que le capteur de droite a une densité de pixels plus élevée que celle de gauche . Si nous augmentons l'échelle et imaginons que la grille de gauche est une toute petite partie d'un capteur de 1 mégapixel (soit 1 million de pixels), alors en supposant que son capteur est de la même taille physique, l'appareil photo de droite aura un capteur de 4 mégapixels .

Maintenant, nous savons tous que plus de mégapixels = mieux, non? :)

En fait, vous l'avez découvert dans votre question: les mégapixels mesurent la taille de l' image mais ne sont pas toujours un bon moyen de mesurer la qualité de l' image . En effet, les petites cellules lumineuses ont tendance à capter plus de bruit , en particulier dans des conditions de faible luminosité. Les fabricants d'appareils photo trouvent continuellement de meilleurs moyens de lutter contre cela, mais en même temps, ils entassent de plus en plus de pixels sur des capteurs de même taille. En gros, une densité de pixels plus élevée a tendance à générer plus de bruit .

Donc, pour répondre à la dernière partie de votre question, une densité de pixels plus élevée ne signifie pas en soi meilleure ou pire. L'augmentation de la densité de pixels d'un capteur augmente sa résolution (plus de mégapixels), ce qui peut être une bonne chose, mais augmente également généralement sa sensibilité au bruit, ce qui peut être une mauvaise chose. Acheter n'importe quel appareil photo numérique signifie peser ces deux facteurs et décider d'un compromis entre les deux qui vous convient le mieux.

— Mark Whitaker
source

Affirmer que les cellules plus petites "captent" le bruit du minerai est faux. Ils captent plutôt moins de lumière proportionnellement à leur bruit. Le bruit est généralement assez constant.

— Fake Name

De plus, des éléments plus petits ne signifient pas automatiquement plus d'éléments par centimètre carré. Cela signifie simplement un potentiel pour plus d'éléments par centimètre carré (il pourrait y avoir un espace vide entre eux, comme dans une mosaïque de carreaux, les rainures entre les carreaux pourraient être plus larges).

— jwenting

La densité de pixels dans les capteurs 2D (*), comme toute autre densité, est le nombre de pixels par unité de surface. Une taille de capteur est indiquée (généralement en mm ou en pouces) et donc sa surface. Un capteur donné est divisé pour séparer les emplacements sensibles à la lumière, qui sont les éléments du capteur ou les photosites / sensels. Dans l'arrangement le plus courant, ces capteurs sont de forme carrée et forment une grille linéaire uniforme (**).

La densité de pixels est le rapport du nombre total de pixels à la zone du capteur. Il est égal au nombre de capteurs dans une zone unitaire du capteur.

Plus ce rapport est élevé, plus les photosites individuels sont petits. Plus ils sont petits, plus le pixel individuel devient bruyant. OTOH, des densités plus élevées, c'est-à-dire des capteurs de résolution plus élevée, augmentent le pouvoir de résolution du système électro-optique jusqu'à un point de rendement décroissant.

Par exemple, le Canon EOS 7D possède un capteur de taille APS-C avec environ 18 mégapixels (efficace). sa densité est alors de 18e6 / (22,3 x 14,9) = ~ 54Kpix / mm ^ 2. L'EOS 5D Mk2 possède un capteur 35 mm avec 21 MP. Sa densité est de 21e6 / (36 x 24) = ~ 24Kpix / mm ^ 2. Ainsi, les sensels 5D2 sont environ deux fois plus gros que les sensels du 7D et sont donc plus immunisés au bruit.

Une discussion plus approfondie sur l'effet de la densité sur la qualité peut être trouvée ici .

(*) les capteurs linéaires, comme dans les scanners linéaires, peuvent avoir des capteurs disposés sur une seule ligne et donc la densité est le nombre de pixels par unité de longueur.

(**) D'autres arrangements de sensels existent, notamment les capteurs SuperCCD de Fugi où les sensels ne sont pas placés dans une matrice régulière, mais comme une pile diagonale. Néanmoins, l'arithmétique de la densité de pixels s'applique toujours ici.

— ysap
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