“采样频率”决定画质吗？关于“D7000画质比D700好”的解读

主题：“采样频率”决定画质吗？关于“D7000画质比D700好”的解读 [主题管理员:有闲人]

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有闲人

资深泡菜

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2011-01-07 13:48

关于刘云飞“D7000画质比D700好”说法，与我们正常的认知有很大出入。不用说全幅、非全幅的差别，至今还有很多同学觉得过去的20D、D70等低像素机器的低感画质，非当今高像素机器可比——当然，刘云飞同学也从来没认为他的这个理论可以指导实践

在那个主题里，刘云飞同学提出了“采样频率”的概念来解读“D7000画质比D700好”。对于这种专业理论本人向来头疼。但在他反复论证之下，终于决定百度一下，但综合资料我得出的结论是这样的：

首先，“采样频率”确实是由单位长度内的采样点数，也就是像素决定的。
但它又决定着什么呢？
采样频率不足造成的失真为锯齿（Aliasing）→【也就是说，它决定的只是图像大小而已】；而决定图像阶调层次的，是对采集到的数字信号进行数模转换时的量化位数→【这才是“画质”】。

那么对于数码相机来说，高像素和画质到底是个什么关系呢？
基于提高采样频率会减少传输失真，增加转换失真的道理，可以认为一般情况下，高像素带来了更大的图像，但是同时增加了转换失真——也就是降低了画质。

对此，刘云飞认为“锯齿（Aliasing)和采样深度(bit)都是评价画质的方面”。
但谁都知道图像什么时候会出现锯齿——那就是超过100%放大的时候
超过100%，不是画质的范畴

这种差别是“采样频率”，也就是像素决定的

这才是“画质”的差别，它是由数模转换的质量决定的

[有闲人编辑于 2011-01-07 13:53]

[2011-01-08 15:55 补充如下]

本来这个帖子只是就刘云飞的那个主题展开的讨论，但不可避免地又转到了高像素的问题上，下面就整理一下我的看法：

讨论像素问题的立足点应该是实际应用，权衡的重点应该是保证自己用途的前提下获得最好的质量。
《中国摄影》那个关于像素的专题中，那位为图库供片的摄影师没有感觉到像素的制约。图库够用，意味着主流的杂志够用。而且从趋势来说，杂志的幅面不会再做大，像床单一样。相反，许多有品位的杂志做成了瘦版，或者窄一些的幅面。挂家里？说实话挂太大了不那么好看。
还有一个根本的问题，是人的眼睛分辨率不会再升级了，即使用2亿像素印个杂志单幅，恐怕眼睛也多享受不到更多的快感。
很多人看重高感是有道理的，优秀的高感表现，大大拓展了我们应用的自由度。从我个人来看，ISO3200的片子恐怕会站到D700片子的一半甚至更多。

有同学认为D3x是一个反证。钱元凯在说D3x和D3的时候，说到了“算法不同”的问题，应该会有吧，但至于具体怎样不同，我肯定是不清楚的。
而且高感好说明什么，我想大概是低感的差别并不明显，甚至因为用途定位不同，算法的不同反倒出现看似与规律背离的表现。但越趋近极限，感光度越高画质的本质差别越明显，即使算法也无力回天了吧。

之后还有最重要的一点：升级是十分正常的选择。有人认为说像素不是瓶颈，就是反对后续升级产品再增加像素，这才是真正静止的观点。我们讨论的是同时代的机器——同时代同厂家的机器，注重画质，没有放得很大的需求，选像素相对低一些的那个，应该没错的。

[2011-01-09 20:52 补充如下]

尺有所短，寸有所长。但是我们总要有一个选择。
讨论一个问题，首先应该有一个立场，我们在这儿研究中南海该怎么装修肯定是没有意义的。
我是从绝大多数爱好者甚至很大一部分专业用户的角度来讨论这个问题的，这应该算不上一种技术的观点，更大程度上是一种消费观点。

我觉得，不盲目追求像素，对我所说的这部分用户是有益无害的。

相关标签： D3x D7000 感光度层次

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南方胖子

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2017-05-13 14:32

又挖开一尊老坟

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liblzq

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2012-01-06 10:54

进来学些下。

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ytyw

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2012-01-05 14:48

有闲人发表于 2011-1-7 13:48
我觉得，不盲目追求像素，对我所说的这部分用户是有益无害的

盲目二字太泛。其实我觉得就三句：
不为低像素的机身出更多的钱
不为高像素容出更多的钱
不为仅仅的高像素换门，但更廉价的除外

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zamgyj

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2011-12-19 20:45

D700 24-70 70mm ISO800 1/80 手动曝光 RAW LR后期

登录后可直接显示原图

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zamgyj

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2011-12-19 20:43

D700

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糊涂终结者

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2011-01-25 12:43

原文由 fastone 在2011-01-23 13:24发表

刘大湿的出处你会不知道？

偶没有看到人家这样说啊！

再加上你的胡说八道已经成为一种常态了，所以请你给出完整的出处！

夹着尾巴逃跑了？！

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糊涂终结者

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2011-01-23 16:28

原文由 fastone 在2011-01-23 13:24发表

刘大湿的出处你会不知道？

偶没有看到人家这样说啊！

再加上你的胡说八道已经成为一种常态了，所以请你给出完整的出处！

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fastone

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2011-01-23 13:24

原文由糊涂终结者在2011-01-23 12:39发表

如果这是人家说的，请给个全文的出处！

不要到处断章取义，把自己的愚昧强加给别人！

刘大湿的出处你会不知道？

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糊涂终结者

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2011-01-23 12:39

原文由 fastone 在2011-01-22 22:39发表
刘大湿的定理，
7D 5184/22.5/2=115.2
5D2 5616/36/2=78

115.2〉78，所以7D比5D2 画质好！！！

大湿的公式是这么计算的吧？太监是不会认的。

如果这是人家说的，请给个全文的出处！

不要到处断章取义，把自己的愚昧强加给别人！

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fastone

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2011-01-22 22:39

刘大湿的定理，
7D 5184/22.5/2=115.2
5D2 5616/36/2=78

115.2〉78，所以7D比5D2 画质好！！！

大湿的公式是这么计算的吧？太监是不会认的。

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糊涂终结者

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2011-01-22 22:31

原文由 tiffanny 在2011-01-16 09:22发表
有关CCD和CMOS的“可用像素”的提法,在其它地方早就出现,甚至还称其为“极限像素值”。下面的文字，是我在另一网站发的帖子转贴在此，以供讨论。引号部分是极限像素值”观点的引述；

“镜头的分辨率：相机镜头中定焦镜头质量比变焦镜头质量好。经查阅名牌厂家15种F50mm镜头分辨率最高的是莱卡镜头在最佳光圈处（5.6）的分辨率为133/mm。其它镜头都低于130/mm。因此可以认为133/mm是相机的极限分辨率！按此计算单反机全幅（36×24）的可用像素是：36×133×24×133≈1528万像素。”
这个计算结果1528万像素是单反机全幅（36×24）所要记录的客观影像的实际相素值。并不是单反机全幅（36×24）的“可用像素”。“可用像素”概念从何谈起呢？
众所周知；胶片是靠银盐化合物感光成像的，银盐颗粒小的10，20纳米，最大的40微米，这些微小的银盐颗粒就是构成胶片成像的基本像素点。以40微米的银盐颗粒计算在135胶片上就是1毫米长度上至少排列250粒银盐颗粒，按此计算36×250×24×250≈5400万像素。没有人说这5400万像素中只有1528万是胶片成像的“可用像素”吧！40微米的银盐颗粒用于制作高感光度胶片，而更细小的制作低感光度胶片，这也是ISO越低画质越细腻的根本所在。同时也意味着每毫米长度上排列的银盐颗粒数远远超过250。
数码相机是CCD或CMOS，将外界图像通过离散采样数字化记录影像，离散采样存在有香农采样定律；即；要真实描绘被测量，采样频率必须至少2倍于被测量。照此计算单反相机全幅的理想像素应当是；在必须记录的实际相素值，每边长上的像素至少乘以2倍；36×133×2×24×133×2≈6113万像素。
由此可见，数码相机像素值就现在的情况而言还有很大的技术发展空间。
当前，制约数码相机像素值的因素除了CCD或CMOS的制造技术和成本以外，主要还是在于镜头，测试反映镜头性能的MTF曲线只用到30，40lp/mm，为什么不使用50，80lp/mm或更高密度的？这也是众所周知的。
若以80lp/mm作为镜头理想分辨率计算，实际达到36×80×24×80≈550万像素。乘以4为2200万像素。佳能的5D2像素2100万。
若以60lp/mm作为镜头理想分辨率计算，则实际达到36×60×24×60≈311万像素。乘以4为1200万像素。尼康的D700像素1200万。
使用中两者差别并不大，但是个人感觉5D2的成像画质更细腻一些。

[2011-01-16 10:13 补充如下]

80lp/mm,每毫米80线对的意思,其它相同.

“F50mm镜头分辨率最高的是莱卡镜头在最佳光圈处（5.6）的分辨率为133/mm。其它镜头都低于130/mm。因此可以认为133/mm是相机的极限分辨率！”----请问，您在这里所说的“133/mm”极限分辨率是每毫米133线对吗？

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GFX100S

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2011-01-18 08:40

原文由刘云飞在2011-01-16 10:33发表
那我就说了哈, 那么细的树枝都拍出来了,而那么大的树叶却会让算法丢掉? 这是活猪的解释.

原文由 220FANS 在2011-01-15 09:32发表
是不是这俩张图又把刘大湿给阉割了，赶快骂吧。
原文由刘云飞在2011-01-15 12:48发表
想骂.

这两张片子拍摄

时间不同,645的树叶明显有好多, ......

还真不怪大家骂你，不懂就敢拍脑门胡说，大虱太奸了！

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220FANS

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2011-01-16 18:58

原文由刘云飞在2011-01-16 10:33发表
那我就说了哈, 那么细的树枝都拍出来了,而那么大的树叶却会让算法丢掉? 这是活猪的解释.

原文由 220FANS 在2011-01-15 09:32发表
是不是这俩张图又把刘大湿给阉割了，赶快骂吧。
原文由刘云飞在2011-01-15 12:48发表
想骂.

这两张片子拍摄

时间不同,645的树叶明显有好多, ......

太监肯定对被切掉的玩意耿耿于怀，还拼命的叫嚣：太监有jj,没丢啊！！！

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tiffanny

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2011-01-16 17:19

以下是我在其它专业网站发帖,转发这里,供讨论.

镜头对景物的成像质量，受到两个主要因素像差和衍射的制约。光圈越大，像差影响增大，衍射影响减小。光圈越小，像差影响减小，衍射影响增大。像差的影响有可能随着镜头制造技术的不断提高而改善，可是，衍射的影响确是光的特性所决定，只要镜头有光圈存在衍射的影响就是不可改变的。因此镜头存在最佳光圈，而且愈来愈趋向大光圈甚至是全开最大为最佳光圈。成像的分辨率在133lp/mm时已经没有多少实际意义。可以说是镜头已经限制住了极限成像的像素值。但是，这并不意味这个像素值就是CCD和CMOS的感光单元的极限值，不是说CCD和CMOS的像素值多于此值就是无效的，或者说，CCD和CMOS的像素值不受镜头极限成像的像素值的限制，可以一对一，也可以四对一，或更多对一，CCD和CMOS可以用四个或更多的感光像素单元记录一个外界的像素点，记录的细节信息更丰富，图象会更加细腻。

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刘云飞

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2011-01-16 10:48

同意!

5DII作为同尺寸感应器, 有更高的Nyquist频率。也就是说达到和刚好超过D700的Nyquist频率的信息将发生比较大的采样失真或者不能正确还原，而这些信息在5DII的感应器上却没有达到5DII的Nyquist频率，可以被正确还原。

5DII由于那部分细节（D700发生采样）失真的避免，而使其细节被正确还原，所以更细腻的细节就出来了。

高像素对画质的提升，表现为更细腻的细节，较低像素的机子即便能勉强还原那些细节，但是不会细腻，只能是破损和发干的。

原文由 tiffanny 在2011-01-16 09:22发表

......

若以80lp/mm作为镜头理想分辨率计算，实际达到36×80×24×80≈550万像素。乘以4为2200万像素。佳能的5D2像素2100万。
若以60lp/mm作为镜头理想分辨率计算，则实际达到36×60×24×60≈311万像素。乘以4为1200万像素。尼康的D700像素1200万。
使用中两者差别并不大，但是个人感觉5D2的成像画质更细腻一些。

......

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有闲人

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2011-01-16 10:37

原文由 tiffanny 在2011-01-16 09:22发表

tiffanny兄讲得条理十分清晰

我在像素上主要的问题是，胶片与数码的区别。
如果说像素大小相当于胶片颗粒的细腻度的话
胶片最原始本真的还原，相当于把底片直接叠在相纸上曝光，这时候底片的幅面决定了照片的大小，底片的颗粒决定了细腻程度。也就是说幅面和颗粒，分别决定了片子的大小和细腻程度。
而数码的像素一“释放”出来，各自都要占据一个固定大小的位置。如果忽略所谓的“画质”，那么可以认为像素决定了幅面，而细腻程度相同。比如像素相同的DC和全幅，在光线极其理想的时候可以认为成像没有差别。

所以我的问题是像素与底片的颗粒相似与不同之处在哪里，如果使用中将像素减少，剩余的像素是不是会得到优化，使之发挥如胶片颗粒度的作用

外行总是会多绕点儿弯儿才能弄明白，我觉得你讲的话，可能会更易懂

btw：我根本的目的是弄明白，不是非要充当甲方乙方

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刘云飞

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2011-01-16 10:33

那我就说了哈, 那么细的树枝都拍出来了,而那么大的树叶却会让算法丢掉? 这是活猪的解释.

原文由 220FANS 在2011-01-15 09:32发表
刚才又看了一下原贴，D3 5D的也都是树叶细节丢失了很多，还不是像素高低的原因，因为也有D40的，照样有树叶，还真是算法的问题。否则真的没法解释了。

[220FANS 编辑于 2011-01-15 09:35]

原文由 220FANS 在2011-01-15 09:32发表
是不是这俩张图又把刘大湿给阉割了，赶快骂吧。
原文由刘云飞在2011-01-15 12:48发表
想骂.

这两张片子拍摄

时间不同,645的树叶明显有好多,而5DII的树叶都几乎没了.
光线和机位也不一样.

看看就算了,别比像素了.

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tiffanny

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2011-01-16 10:04

原文由 tiffanny 在2011-01-16 09:06发表

楼主与其他网友,在有关画质与像素的关系讨论中,引出了“采样频率”的概念。在测量学及A/D转换系统中，产生并使用“采样频率”的概念，名为；香农采样定理，大意为；要准确测量被测量，对于被测量的采样频率至少是其频率的两倍。
外界景物的画面是连续模拟量，数码相机将景物的画面拍摄成照片文件的过程中需要经过两个模 ......

每个像素点的测量电压值,代表了外界在该点位置的亮度，颜色等，假如测量的电压值是0-5V，对0-5V进行A/D转换有位数的差别，8位，12，14位。位数大小决定转换精度。8位的分辨率是256分之一，而14位的是16000分之一。JPEG文件用8位记录，而RAW采用14位记录。差别明显。当然，这首先得相机里采用的是14位的A/D转换。
很显然，对于颜色亮度等14位要比8位的分辨力高的多，表现为细腻的多。A/D转换对画质的影响在于此。

[tiffanny 编辑于 2011-01-16 10:09]

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tiffanny

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帖子: 21

2011-01-16 09:22

原文由 tiffanny 在2011-01-16 09:06发表

楼主与其他网友,在有关画质与像素的关系讨论中,引出了“采样频率”的概念。在测量学及A/D转换系统中，产生并使用“采样频率”的概念，名为；香农采样定理，大意为；要准确测量被测量，对于被测量的采样频率至少是其频率的两倍。
外界景物的画面是连续模拟量，数码相机将景物的画面拍摄成照片文件的过程中需要经过两个模 ......

有关CCD和CMOS的“可用像素”的提法,在其它地方早就出现,甚至还称其为“极限像素值”。下面的文字，是我在另一网站发的帖子转贴在此，以供讨论。引号部分是极限像素值”观点的引述；

“镜头的分辨率：相机镜头中定焦镜头质量比变焦镜头质量好。经查阅名牌厂家15种F50mm镜头分辨率最高的是莱卡镜头在最佳光圈处（5.6）的分辨率为133/mm。其它镜头都低于130/mm。因此可以认为133/mm是相机的极限分辨率！按此计算单反机全幅（36×24）的可用像素是：36×133×24×133≈1528万像素。”
       这个计算结果1528万像素是单反机全幅（36×24）所要记录的客观影像的实际相素值。并不是单反机全幅（36×24）的“可用像素”。“可用像素”概念从何谈起呢？
       众所周知；胶片是靠银盐化合物感光成像的，银盐颗粒小的10，20纳米，最大的40微米，这些微小的银盐颗粒就是构成胶片成像的基本像素点。以40微米的银盐颗粒计算在135胶片上就是1毫米长度上至少排列250粒银盐颗粒，按此计算36×250×24×250≈5400万像素。没有人说这5400万像素中只有1528万是胶片成像的“可用像素”吧！40微米的银盐颗粒用于制作高感光度胶片，而更细小的制作低感光度胶片，这也是ISO越低画质越细腻的根本所在。同时也意味着每毫米长度上排列的银盐颗粒数远远超过250。
      数码相机是CCD或CMOS，将外界图像通过离散采样数字化记录影像，离散采样存在有香农采样定律；即；要真实描绘被测量，采样频率必须至少2倍于被测量。照此计算单反相机全幅的理想像素应当是；在必须记录的实际相素值，每边长上的像素至少乘以2倍；36×133×2×24×133×2≈6113万像素。
      由此可见，数码相机像素值就现在的情况而言还有很大的技术发展空间。
      当前，制约数码相机像素值的因素除了CCD或CMOS的制造技术和成本以外，主要还是在于镜头，测试反映镜头性能的MTF曲线只用到30，40lp/mm，为什么不使用50，80lp/mm或更高密度的？这也是众所周知的。
      若以80lp/mm作为镜头理想分辨率计算，实际达到36×80×24×80≈550万像素。乘以4为2200万像素。佳能的5D2像素2100万。
      若以60lp/mm作为镜头理想分辨率计算，则实际达到36×60×24×60≈311万像素。乘以4为1200万像素。尼康的D700像素1200万。
      使用中两者差别并不大，但是个人感觉5D2的成像画质更细腻一些。

[2011-01-16 10:13 补充如下]

80lp/mm,每毫米80线对的意思,其它相同.

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2011-01-16 09:06

原文由有闲人在2011-01-07 13:48发表
关于刘云飞“D7000画质比D700好”说法，与我们正常的认知有很大出入。不用说全幅、非全幅的差别，至今还有很多同学觉得过去的20D、D70等低像素机器的低感画质，非当今高像素机器可比——当然，刘云飞同学也从来没认为他的这个理论可以指导实践

在那个主题里，刘云飞同学提出了“采样频率”的概念来解读“D7000画质比D7 ......

楼主与其他网友,在有关画质与像素的关系讨论中,引出了“采样频率”的概念。在测量学及A/D转换系统中，产生并使用“采样频率”的概念，名为；香农采样定理，大意为；要准确测量被测量，对于被测量的采样频率至少是其频率的两倍。
外界景物的画面是连续模拟量，数码相机将景物的画面拍摄成照片文件的过程中需要经过两个模拟量数字化转换，即A/D转换。一个是像素点数，如600万，或1200万。另一个是每个像素点的测量电压值的读出。这两次的模数化转换的精度，都对照片的画质产生直接影响，这是毫无疑问的。

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2011-01-16 08:36

原文由 7-11 在2011-01-15 08:06发表
5D2那张，我估计加点反差，锐化，大概能再变出几张树叶来。

原文由 220FANS 在2011-01-15 07:59发表

差距明显，是否是像素不够多的原因造成的？

算法，低通滤镜可能是主因，某些细节被抹掉了，和像素量多少关系不大。

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第 1048 帖

220FANS

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2011-01-15 20:21

原文由刘云飞在2011-01-15 12:48发表
想骂.

这两张片子拍摄

时间不同,645的树叶明显有好多,而5DII的树叶都几乎没了.
光线和机位也不一样.

看看就算了,别比像素了.

是不是这俩张图又把刘大湿给阉割了，赶快骂吧。

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第 1047 帖

刘云飞

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2011-01-15 12:48

想骂.

这两张片子拍摄

时间不同,645的树叶明显有好多,而5DII的树叶都几乎没了.
光线和机位也不一样.

看看就算了,别比像素了.

原文由 220FANS 在2011-01-15 07:59发表

差距明显，是否是像素不够多的原因造成的？

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第 1046 帖

wtfe0303

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2011-01-15 12:39

图

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第 1045 帖

wtfe0303

禁言中

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2011-01-15 12:33

我锐了下看看好点吧

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220FANS

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2011-01-15 09:32

原文由 7-11 在2011-01-15 09:21发表
我认为，5D2 那张明显反差低于645 那张，饱和度也低。645 那张的树叶张张醒目：）

所以我认为树叶不是丢失而是后期处理不当，未能完全反映感光器件的能力。

但是，我也不觉得加反差后仔细数，能数出更645 一样多。

刚才又看了一下原贴，D3 5D的也都是树叶细节丢失了很多，还不是像素高低的原因，因为也有D40的，照样有树叶，还真是算法的问题。否则真的没法解释了。

[220FANS 编辑于 2011-01-15 09:35]

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第 1043 帖

7-11

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2011-01-15 09:21

我认为，5D2 那张明显反差低于645 那张，饱和度也低。645 那张的树叶张张醒目：）

所以我认为树叶不是丢失而是后期处理不当，未能完全反映感光器件的能力。

但是，我也不觉得加反差后仔细数，能数出更645 一样多。

原文由 220FANS 在2011-01-15 21:05发表

那少的树叶不是丢失，哪去了？我倒是怀疑是像素不够的原因，但又感觉赏花兄说的有道理，请您解惑。

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dianzhewudi

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2011-01-15 09:19

原文由 220FANS 在2011-01-15 09:17发表
无第二这种高像素的机器发生记录了信息，但处理时损失了的情况，低像素的机器D700也可能发生类似的情况，难道真是算法的问题? 还是有疑问。

不清楚，但是曝光、反差这些实际拍摄的因素影响很大。

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第 1041 帖

220FANS

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2011-01-15 09:17

原文由 dianzhewudi 在2011-01-15 09:07发表

我懂的不多，专心听别人的吧。

像别人所说，既然能还原出来，肯定是已经记录下相关信息了。只是在处理时损失了。
而低像素没有记录到那些细节。

无第二这种高像素的机器发生记录了信息，但处理时损失了的情况，低像素的机器D700也可能发生类似的情况，难道真是算法的问题? 还是有疑问。

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