Pourquoi n'y a-t-il pas de capteur plein format mais basse résolution?

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Je viens donc de regarder une critique sur le Sony NEX-7, qui est de 24MP en taille APS-C .... Je suis un utilisateur Canon et je pense immédiatement au Canon Powershot G1X annoncé avec presque un capteur APS-C mais à un niveau inférieur résolution.

Une question me vient soudain à l’esprit:

Je n'ai aucune connaissance de la fabrication de capteurs d'imagerie, mais je me suis demandé: "Serait-il judicieux de créer un capteur plein format bon marché à très basse résolution?"

J'ai pensé que cela aurait un peu de sens. Pour le démarreur, d'excellentes performances ISO, d'autre part, un meilleur contrôle de la DOF.

Ceux-ci ne sont pas disponibles pour les consommateurs sans dépenser une quantité importante dans des équipements photographiques de haut niveau.

Par exemple, si je crée un capteur plein format d'une résolution de 10 MP, serait-il bon marché à fabriquer? Sinon, quelles sont les raisons qui rendent les capteurs plein format si chers? Serait-il toujours coûteux de fabriquer un tel capteur si je rend sa résolution très basse, comme 10MP ou même 8MP, etc.?

Je sais que c'est une question théorique, mais si Canon peut offrir un appareil photo compact Powershot avec capteur plein format à 8 MP pour moins de 1000 $ (USD), je l'achèterais certainement!

sensor pricing camera-design

— Gapton
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Une de mes questions précédentes (sur l'ISO par rapport au post-traitement) a provoqué une description de la conception de la puce du capteur. Les nouveaux Sony ont des amplificateurs internes qui éliminent une source de bruit, et le même raisonnement suggère qu'il n'y a désormais aucun inconvénient à regrouper les pixels pour obtenir le même résultat. Votre image haute iso en basse lumière peut combiner (ajouter, pas faire la moyenne) des pixels ajustables et ne pas avoir un plancher de bruit supplémentaire par cellule qui serait différent d'avoir des cellules plus grandes.

— JDługosz

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Comme mentionné par les réponses de @matt et @rowland, le prix est directement lié à la surface de silicium utilisée pour créer le capteur. Idéalement, un capteur ayant une surface deux fois plus élevée devrait coûter environ deux fois plus cher. Étant donné que toute production d'électronique sur silicium (et autres substrats) aura des défauts, toutes les puces / capteurs produits ne fonctionneront pas. Le taux de rendement (comme on l'appelle) est plus faible lorsque le capteur est plus grand, en utilisant le même processus de production.

Imaginez un capteur A deux fois plus grand dans les deux sens par rapport à un autre capteur B. Cela signifie que vous pouvez créer 4 fois plus de capteurs B dans la même zone du capteur A. Mais si vous avez un défaut dans cette zone, vous ' re toujours avec 3 capteurs Bs utilisables. Si vous produisiez le capteur A, vous devriez supprimer ce capteur. Cela signifie que le taux de rendement est beaucoup plus élevé pour les petits capteurs, ce qui ajoute aux différences de prix.

Plus la puce / le capteur est petit, moins la surface et le rendement sont élevés, ce qui signifie un prix beaucoup plus bas.

— Håkon K. Olafsen
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Le prix du capteur est plus proportionnel à la taille physique du capteur qu'au nombre de pixels qu'il contient. Il existe un capteur plein format avec un nombre de pixels inférieur sur certains des anciens modèles (par exemple, les premiers Canon 1D). Il convient de noter que la sensibilité est inférieure à celle des capteurs modernes - non pas parce que les pixels sont plus grands, mais en raison d'autres avancées.

Il peut être possible de faire des pixels plus grands, mais ce ne serait pas nécessairement moins cher.

— Rowland Shaw
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Regardez Nikon D3X vs D3S . Ils ont tous deux la même taille de capteur, mais le D3X a une résolution deux fois supérieure (25 MP vs 12 MP). Les caméras sont par ailleurs presque identiques, mais la résolution la plus basse est de 5200 USD contre 8000 USD pour la plus haute résolution.

Le capteur de 25 MP nécessite des circuits plus fins et aura donc des rendements inférieurs. En même temps, il existe un marché pour les deux parce que le D3S peut produire des images beaucoup plus propres, mais il ne les imprimera pas aussi grandes. Sa plage ISO standard atteint 12800 (avec boost à 102400) tandis que le D3X a une gamme standard qui atteint un maximum de 1600 (avec boost à 6400).

— Itai
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Ouais, les D3 sont incroyables. Il voit pratiquement dans l'obscurité, mais la résolution et le bruit sont toujours nettement meilleurs que ceux sur lesquels vous pouvez numériser un film. Pour la plupart des films "normaux", si vous les numérisez pour obtenir les 12 MPix des D3, vous verrez beaucoup de bruit de grain.

— Olin Lathrop

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Juste pour ajouter un petit plus intéressant: il était une fois un capteur plein format à relativement basse résolution. Le Contax N était un design plein format de six mégapixels.

Malheureusement, malgré la faible résolution, ses performances en basse lumière étaient plutôt nulles (même par rapport aux autres caméras de l'époque). Ils semblent avoir plus ou moins abandonné la bonne mise au point automatique, et construit à la place dans un mode de mise au point. Étant un Contax, c'était aussi assez cher.

Sur le plan positif, à 100 ISO ou moins, il avait probablement le meilleur capteur de 6 mégapixels jamais construit, et les objectifs Zeiss sont vraiment très bons.

Conclusion: Contax a baissé le N après moins d'un an sur le marché. Peu de temps après, Contax a complètement abandonné le marché.

— Jerry Coffin
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Il s'agit essentiellement de la loi de Moore au travail. La technologie de fabrication des capteurs suit la même règle de base que pour toute autre puce: au fil du temps, le nombre d'éléments pouvant être placés sur une puce double pour un coût à peu près similaire. Il peut être légèrement moins cher de continuer à utiliser un niveau de technologie établi car il y a des coûts irrécupérables, mais en général, les installations de fabrication sont mises à niveau à mesure que de nouvelles technologies arrivent. Il n'y a pas de grandes économies à faire "à l'ancienne". Le principal facteur de distinction est la taille, et qui évolue avec la zone , et pire, évolue de manière non linéaire, car rendre une zone plus grande sans défaut est plus difficile que de créer de nombreuses puces plus petites dans le même espace. Ainsi, des capteurs plus gros seront toujours plus chers.

— Veuillez lire mon profil
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Il s'agit d'une application wrng de la loi moores. Dans le cas du capteur, les principaux plongeurs de prix sont la surface (comme dans: plus de silicone coûte plus cher) et la surface (plus grande surface = plus grand risque de défaut). Contrairement aux puces (comme Intel multi-core), vous n'avez aucun moyen de "brûler" une partie d'une puce (disons que 1 ou 12 cœurs est mauvais, bloquer 2 et la vendre comme un processeur à 10 cœurs) - car toute la surface doit fonctionner. Pas de longue queue, ce qui réduit considérablement le rendement.

— TomTom

De plus, des éléments comme la sensibilité du capteur dépendent dans une large mesure de la surface du piège photo (taille des pixels). Tandis que des structures plus fines facilitent certaines choses - à la fin, la taille de la surface EST importante. Ce n'est pas le cas pour un processeur.

— TomTom

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@TomTom Néanmoins, ce que j'ai écrit il y a près de cinq ans reste fondamentalement vrai - la densité des capteurs a augmenté et continue d'augmenter. Je ne pense pas non plus que vous ayez raison d'exiger la perfection - les pixels morts sont masqués et plus ils sont petits, plus vous pouvez masquer sans avoir d'effet visible.

— Veuillez lire mon profil

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Certains appareils photo numériques plein format étaient et sont relativement basse résolution: le Canon 5D était de 12,8 MP et a été publié après le 17MP 1Ds Mk II. Les Nikon D3 et D3 étaient de 12,1 MP. Le D3 a été introduit un an plus tard que le D3X 24,5 MP avec une résolution deux fois supérieure.

À la fin de 2015, les modèles plein cadre la plus haute résolution étaient les Canon 5D 50MP (et la variante 5DS R) et le Nikon D810 36,3MP, mais les deux fabricants proposent toujours des modèles plein cadre tels que le 20MP 6D et le 24MP D600. Le Canon 6D n'a que quarante pour cent autant de pixels que les 5D, et le D610 n'a que deux tiers de pixels que le D810.

Sony propose actuellement le α7 sans miroir en trois variantes: les α7 12,2 MP, le 24,3 MP α7 II et le 47,4 MP α7R II. Le α7s a environ un quart du nombre de pixels du α7R II.

— Michael C
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Il semble y avoir un malentendu selon lequel une résolution plus basse signifie de meilleures performances en basse lumière. Cependant, tant que les écarts entre les photosites individuels sont suffisamment petits, l'augmentation de la résolution diminue à peine ses performances en faible luminosité (il recueille une quantité similaire de lumière).

— Michael
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Bien que potentiellement vrai, ce n'est pas une réponse à la question posée.

— Philip Kendall

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Ceci est une erreur. Une résolution inférieure avec la même taille de capteur signifie plus de surface pour chaque photosite. Cela conduit à un rapport signal / bruit plus faible pour chaque photosite, étant donné la même lumière totale frappant le capteur global. Vous ne pouvez pas obtenir la même chose en faisant la moyenne des valeurs de plusieurs photosites d'un capteur de résolution supérieure en raison du bruit de quantification introduit par l'A / D. Dans le cas réel, considérons le Nikon D3x avec une résolution deux fois supérieure aux D3. Le D3 offre de meilleures performances en faible luminosité, * même après avoir filtré une image D3x à la même résolution ".

— Olin Lathrop

Non, vous ne pouvez pas obtenir plus d'informations avec la même quantité de lumière. Si les écarts entre les photosites individuels sont suffisamment petits, la lumière recueillie serait similaire. Bien que le SNR soit plus élevé pour des photosites individuels dans des capteurs de résolution inférieure, le plus grand nombre de photosites d'un capteur de résolution supérieure peut être «groupé» ensemble pour générer un SNR similaire à la résolution inférieure (ou vous pouvez le faire numériquement en réduisant la taille de l'image) ). C'est un mythe depuis des lustres et tout récemment, DPReview l'a finalement reconnu.

— Michael

Pour comparer le bruit du capteur avec différentes résolutions, vous devez les redimensionner à la même résolution et comparer leur bruit apparent. Vous vous rendrez compte que la différence entre la quantité de bruit des deux capteurs est négligeable étant donné la conception similaire des capteurs.

— Michael