主题:通过Imaging-Resource的量化评测结果简要说明X3和传统传感器的区别 [主题管理员:spot]
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一个人的华尔兹 发表于 2013-7-8 09:00
这么大的差别难道看不出 选择项无视吗 还是以己之长攻敌之短 SD1居然沦落到和650D同台了PK了


benbenmeng 发表于 2013-7-8 14:07
而且这还只是JPG直出的。
看看这个差距更大,简直就是甩出了3条街,接近爆表
http://www_dpreview_com/reviews/sigmasd1/11


我只能说,你们得出这个结论,证明你们根本不懂怎么读分辨率测试的照片。

SD1在空间分辨率上,理论上就没有什么优势,相对于带低通的650D之类马赛克相机,主要差异就是没有低通滤镜。

没有低通滤镜的相机,在进行分辨率测试时,在任何密度的线条上都可以显示一些纹理,然而这并不完全能说明其分辨率的高低。这种纹理,很可能是超过其细节识别能力后,过高的空间频率产生的“伪”细节,其显示的纹理并非有用的信息,仅仅是一种干扰条纹。

看看DPreview在评论SD1的分辨率测试结果时的分析,就清楚了。DPreview的原文连接是http://www_dpreview_com/reviews/sigmasd1/11

在结论中,DPreview并未给出一个SD1最终的数字,因为它也很清楚,如果按照严格的正式读分辨率图的方法,这个数字并不高。大致比有低通的类似或稍高像素的马赛克(如K5和7D)高一些,但与A77接近(虽然伪色会更严重)。

SD1看上去在分辨率测试中细节很多的原因,DPreview同样也承认是由于没有低通造成的很多“假”细节,也就是客观场景中并不存在,而是由相机“编造”出来的。当然,DP认为,这种“假”细节也可以让照片看起来细节更丰富。

这个是什么意思呢?如果去打开DP上SD1的分辨率测试照片,放大到300%就很清楚了。看起来到40都有清晰的线条,其实早在那个密度之前,在大约28左右,已经发生了很明显的“线条粘连”,也就是本来一条直线的图案,已经跑到另一个位置,跟另一条直线发生了混合交叉,这种现象,就说明这里已经超过了相机的空间细节识别能力,再往后的细节,都是相机“猜”出来的条纹,只不过刚好因为测试目标也是线条,人眼不放大仔细看,被蒙骗过去了。

下面就是300%放大的截图。可以看到,在28对应的区域,上面的※※头位置,右边第一条线和第二条线离得比较近,但是到下面的※※头之前,这两条线距离变远了。这就是相机空间分辨率出现极限的证明。(实际上如果仔细看,出现得还要更早些)
这种现实中不存在或错误的信息(包括线条、位置、距离等),在光学和图像领域被称为“伪分辨率”Spurious Resolution。

这个的原理简单说就是因为周期性信号叠加过程出现的一种现象,而这种现象是分辨率测试中必须予以避免的,否则就会严重干扰测试结果的正确解读。(摩尔纹就是一种典型的伪分辨率)

在网上有一篇非常好的文章,简要介绍了这个现象。原文连接http://toothwalker_org/optics/spurious.html

下面是该文中的一个例子。在这个例子中,作者在一个分辨率线条标板前面,放置了一个小玩具,然后让相机焦点对准玩具,逐渐增大光圈,理论上随着景深变浅,背景线条应该越来越模糊。从F22-F8都符合这个规律,但是,F5.6反而获得了比F8更“清晰”的背景线条(但是看图中右下的四条线就会发现,实际的四条线,这时变成了三条)。显然,这在物理上是不可能的。这就是典型“伪分辨率”。
这个道理就是,在周期性信号叠加的过程中,在特定条件下,叠加产生了新的周期性信号。

下图说明了这个过程。左上是原始信号,用四种颜色代表四个线条。左下说明了小光圈下,每个线条的模糊程度小,叠加后的波形,能够完全还原物体的信息。右上说明,加大光圈后,线条变得更模糊,产生了互相干扰,叠加后得到一个平线,也就是完全模糊了。

重要的是右下,当光圈进一步加大,线条变得更模糊,这种相互干扰,叠加后反而产生了一个新的波形。这个波形从周期到相位,都跟原有物体完全不同,但是,看上去它也像“线条”,具有“线条”的结构。这就是伪分辨率。
在分辨率测试过程,如果用人眼读图,基本上,一看到线条“粘连”或有任何结构上的偏移和错误,就可以判断达到了系统空间分辨率极限,后面的都是伪分辨率,没有用了。

本帖最后由 spot 于 2013-7-9 02:41 编辑

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泰勒德顿 发表于 2013-7-9 00:22
反正肯定是有人算法出了问题。
要不就是LZ,要不就是另一个人;当然也可能两个人都错了。
但是CNS各家一般不会错吧?


你举的例子不说明任何问题。

我前面的结论已经很清楚了,在空间分辨率方面SD1就大致相当于一个1500万无低通的马赛克,这个空间分辨率是只考虑亮度信息,不考虑彩色的,是用黑白标板测试的。

在彩色分辨率方面,我的结论也很明确,相同像素大小,X3具有明显优势。

你举的例子,最多只可能说明X3彩色分辨率方面的优势,这也与我的结论没有矛盾。

甚至由于测试条件(包括出图软件、设置等等)的差异,很可能什么问题也说明不了。

我建议你看看首贴中引用的各大网站空间分辨率测试结果的对比。
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发现很多人 要么没看楼主主帖的具体内容,要么就压根儿没看懂。
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反正肯定是有人算法出了问题。
要不就是LZ,要不就是另一个人;当然也可能两个人都错了。
但是CNS各家一般不会错吧?
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实践是检验真理的唯一标准,脱离实践的理论是假理论,同场景拍个PP比比就是,那怕是绿红蓝黄,楼主只会吹水又有何意义.
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一个人的华尔兹 发表于 2013-7-8 09:00
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本帖最后由 benbenmeng 于 2013-7-8 14:14 编辑

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一个人的华尔兹 发表于 2013-7-8 09:00
这么大的差别难道看不出 选择项无视吗 还是以己之长攻敌之短 SD1居然沦落到和650D同台了PK了

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spot 发表于 2013-6-27 08:25

色彩准确性,我认为恰恰是在用Color Checker试图精确校正时,这个误差会更明显。X3的色彩误差问题,正如我引用的IR测试结果,并非一个区域的问题,也不是白平衡设置可以完全校正的。

当然,由于X3无需插值处理相邻位置的色彩变化,因此可以获得更为连续自然的色彩过渡,这个也是X3彩色分辨率优势的一种体现。

关于暗光性能,并不是说只有高感才有暗光问题,ISO100下同样有暗部。


色卡照对比,上面5D2,下面DP1,手头有色卡的对比一下就知道那张更像真实的色卡

DP1的很多色块三通道值比起5D2和标称值更加接近。就我用X3CHANGE纠正的结果看,将红绿蓝三个色块对准的情况下,黄色和青色块饱和度略有不足,其他各色块三通道误差都非常小,在5到7之间,而人眼能分辨的偏色通常在15以上

MSK通常可以通过一个很复杂的LUT来达到所需的色彩精度,但仅用一个矩阵就能将色卡全部色块纠正到位的,X3基本可以,SONY的芯片也行,但M43我试过不行,NC以前没便携大底机,没测试过

色彩过渡和光谱感应曲线的流畅度有关,和具体是否插值生成图片无关,MSK的图也可以不插值直接按四拼一出图(DCRAW的-h命令),但因为是人造的滤色镜,光谱感应曲线总不如天然的光滑

上一代X3因为单个像素面积很大,所以暗部相当干净,新一代X3在这方面起码差了一到两个EV的表现

本帖最后由 johnyj 于 2013-7-8 12:39 编辑

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spot 发表于 2013-6-27 08:25
所有关于空间分辨率的概念和测试体系,都是以亮度信息的空间位置分布为基础的,比如最基本的MTF,测量的就是反差衰减的程度,而反差就是用亮度信号定义的(常用定义反差=亮度差/亮度和)。

这个体系已经存在了几十年,无论是彩色胶卷时代还是彩色数码时代,无论是照相机、扫描仪等等,都是按这个体系进行空间分辨率的测试。而且,估计今后仍然会保持这个体系,比如I3A提出的CPIQ体系,现在正被IEEE进行标准化审核,是下一代画质量化评价标准体系的基础,具体测试内容有了很大改进,但仍然沿用这个基础,还是采用中性色(俗称黑白)标板进行测试。

X3的彩色分辨率有优势,这个也是很明确的。

为了准确表述X3的特点,我的结论已经把这两个分辨率各自独立表达了。

色彩准确性,我认为恰恰是在用Color Checker试图精确校正时,这个误差会更明显。X3的色彩误差问题,正如我引用的IR测试结果,并非一个区域的问题,也不是白平衡设置可以完全校正的。

当然,由于X3无需插值处理相邻位置的色彩变化,因此可以获得更为连续自然的色彩过渡,这个也是X3彩色分辨率优势的一种体现。

关于暗光性能,并不是说只有高感才有暗光问题,ISO100下同样有暗部。一般来说,场景光比达到5档是相当常见的 ...


支持楼主这种良心贴,技术帖!!
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狠思进取 发表于 2013-7-2 08:13
既然X3的短板在红色感光,是否可以通过在X3的像素中间插MSK的红色像素来弥补一下呢?

比如以9宫格为单位,9宫格中心像素不采用X3结构,改为MSK红色像素结构,然后芯片处理上通过这个纯红色采样点来补偿周围像素的红色分量噪声干扰,从而改善X3偏色问题;周围像素来插值计算中心像素的蓝绿分量


曾经有过一个传感器专利设计,是马赛克+两层,原理是马赛克的每个像素都是一个两层结构,分别是蓝-绿,绿-红交错排列,前面的滤色片分别滤掉不需要的红色和蓝色。据理论计算能相当程度上改善传感器响应。

但未见到实际产品。
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johnyj 发表于 2013-6-27 07:59
第一点和第二点,空间分辨率不等于黑白分辨率。MSK的问题在于拍纯色的物体时,分辨率会下降一半,只有拍黑白物体,分辨率才能达到标称值,所以通常的对比中,在阴天或灰蒙蒙的场合,MSK分辨率就胜过X3,而在颜色艳丽的场合,MSK一幅图上有的地方清楚有的地方模糊

我MSK的图从来都是按横竖各缩50%用,从理论上来说也是,必须要四个感光单元才有一个全色信息,MSK默认出图是一个插值生成的图,除非所拍对象是纯黑白的测试标版,在实际拍摄中远达不到标定的分辨率
...


所有关于空间分辨率的概念和测试体系,都是以亮度信息的空间位置分布为基础的,比如最基本的MTF,测量的就是反差衰减的程度,而反差就是用亮度信号定义的(常用定义反差=亮度差/亮度和)。

这个体系已经存在了几十年,无论是彩色胶卷时代还是彩色数码时代,无论是照相机、扫描仪等等,都是按这个体系进行空间分辨率的测试。而且,估计今后仍然会保持这个体系,比如I3A提出的CPIQ体系,现在正被IEEE进行标准化审核,是下一代画质量化评价标准体系的基础,具体测试内容有了很大改进,但仍然沿用这个基础,还是采用中性色(俗称黑白)标板进行测试。

X3的彩色分辨率有优势,这个也是很明确的。

为了准确表述X3的特点,我的结论已经把这两个分辨率各自独立表达了。

色彩准确性,我认为恰恰是在用Color Checker试图精确校正时,这个误差会更明显。X3的色彩误差问题,正如我引用的IR测试结果,并非一个区域的问题,也不是白平衡设置可以完全校正的。

当然,由于X3无需插值处理相邻位置的色彩变化,因此可以获得更为连续自然的色彩过渡,这个也是X3彩色分辨率优势的一种体现。

关于暗光性能,并不是说只有高感才有暗光问题,ISO100下同样有暗部。一般来说,场景光比达到5档是相当常见的,这时,比正常曝光欠3档的暗部区域,其曝光量就相当于ISO800时的正常区域。因此,并不是说只要在ISO100下用,就没有暗光性能问题了。

至于实拍照片中,这些指标(包括分辨率、色彩、暗光性能)在画质中能体现多少,各占多少比例,这个确实还没有一个公认的综合评价体系,我认为也很难用一个简单的数字去概括。

我也只是把X3的各项画质特点,根据客观情况放在这里,并不涉及其它问题。具体问题还要根据各自的需求和爱好自行判断。
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johnyj 发表于 2013-6-27 07:59
第一点和第二点,空间分辨率不等于黑白分辨率。MSK的问题在于拍纯色的物体时,分辨率会下降一半,只有拍黑白物体,分辨率才能达到标称值,所以通常的对比中,在阴天或灰蒙蒙的场合,MSK分辨率就胜过X3,而在颜色艳丽的场合,MSK一幅图上有的地方清楚有的地方模糊

我MSK的图从来都是按横竖各缩50%用,从理论上来说也是,必须要四个感光单元才有一个全色信息,MSK默认出图是一个插值生成的图,除非所拍对象是纯黑白的测试标版,在实际拍摄中远达不到标定的分辨率

第三点,X3的色彩误差主要来源于出厂时机器校正不准,如果你用自定义白平衡拍色卡再用X3CHANGE校正相机矩阵,就色卡成像的各色块通道误差分析,色彩精度是好过绝大多数MSK相机的,只是几乎没几个人会自己买色卡用X3CHANGE校正而已
https://forum.xitek.com/thread-1009591-1-1-1.html

我用MSK相机也是拍色卡做相机配置文件校正颜色,对比校正后的结果,精度基本相当,但X3的色彩过渡非常自然,MSK总是能看出一些人为的痕迹,后期不能大幅度拉对比和饱和

第四点,暗光是X3的天生弱点,所以一般用X3的都把它当作一卷日光型的ISO100胶片来用,ISO永远放在100。

虽然有局限,但照明充分颜色艳丽的风景是X3最适合的 ...


跟我的看法完全一致。
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spot 发表于 2013-6-26 06:28
总之,我认为主贴开始提出的这4个结论,已经比较全面概括了X3的特点:

1、空间分辨率基本相当于无低通的马赛克

2、彩色分辨率明显优势(尤其是缺乏绿色信息时),这包括彩色细节,过渡,伪色等表现

3、色彩误差比较大

4、暗光性能差距明显。


第一点和第二点,空间分辨率不等于黑白分辨率。MSK的问题在于拍纯色的物体时,分辨率会下降一半,只有拍黑白物体,分辨率才能达到标称值,所以通常的对比中,在阴天或灰蒙蒙的场合,MSK分辨率就胜过X3,而在颜色艳丽的场合,MSK一幅图上有的地方清楚有的地方模糊

我MSK的图从来都是按横竖各缩50%用,从理论上来说也是,必须要四个感光单元才有一个全色信息,MSK默认出图是一个插值生成的图,除非所拍对象是纯黑白的测试标版,在实际拍摄中远达不到标定的分辨率

第三点,X3的色彩误差主要来源于出厂时机器校正不准,如果你用自定义白平衡拍色卡再用X3CHANGE校正相机矩阵,就色卡成像的各色块通道误差分析,色彩精度是好过绝大多数MSK相机的,只是几乎没几个人会自己买色卡用X3CHANGE校正而已
https://forum.xitek.com/thread-1009591-1-1-1.html

我用MSK相机也是拍色卡做相机配置文件校正颜色,对比校正后的结果,精度基本相当,但X3的色彩过渡非常自然,MSK总是能看出一些人为的痕迹,后期不能大幅度拉对比和饱和

第四点,暗光是X3的天生弱点,所以一般用X3的都把它当作一卷日光型的ISO100胶片来用,ISO永远放在100。

虽然有局限,但照明充分颜色艳丽的风景是X3最适合的,因为这种场合也是绝大多数人想拍照的场合,所以X3的实际出片率还是很高的

本帖最后由 johnyj 于 2013-6-27 08:04 编辑

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下面是www_techradar_com对SD1、DP1M、Coolpix A分别进行的分辨率测试结果。其数字比Imaging-Resource的略高一点,但是相对关系完全一样,仍然是SD1和DP1M基本相同,Coolpix A稍高一些。在www_techradar_com的相关连接可以下载测试照片。

SD1的测试结果连接http://www_techradar_com/reviews/cameras-and-camcorders/cameras/digital-slrs-hybrids/sigma-sd1-merrill-1088902/review/4#articleContent

DP1M的测试结果连接http://www_techradar_com/reviews/cameras-and-camcorders/cameras/compact-cameras/sigma-dp1-merrill-1111027/review/4#articleContent

Coolpix A的测试结果连接http://www_techradar_com/reviews/cameras-and-camcorders/cameras/compact-cameras/nikon-coolpix-a-1135239/review/3#articleContent

SD1的分辨率测试结果:ISO100下大约2400LW/PH
DP1M的分辨率测试结果:ISO100下也是大约2400LW/PH
Coolpix A的分辨率测试结果:ISO100下大约是2600LW/PH
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yanhe 发表于 2013-6-26 22:42
你说的空间分辨率是不含彩色信息的,也就是说只有亮度信息?
这样的话,得修改原来的算法,R、G和B的位置要保留原始的数据,而不要把隔壁的R、G和B借过来插值,那样就跟X3是一致的了。
可惜那样是单色的,类似Leica那个巨贵的单色的旁轴。

但是如果你说的空间分辨率含有彩色信息,那么马赛克的1500万说破天也不可能跟X3的1500万相比。


一般来说,分析相机的空间分辨率本来就是指的亮度信息(亮度、反差等)在空间位置上的分布,所有的相关国际标准和测试体系都是以此为基础。

我这个帖子里对空间分辨率和彩色分辨率分别做了说明。X3的特点就是这两个分辨率的对比关系分离,因此有两个相应的结论。

彩色分辨率我另有一条结论,X3具有明显优势,你可以到首帖开始看一下。
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spot 发表于 2013-6-26 13:37
有些人仍然对于我前面的结论“SD1的空间分辨率大致就相当于一个1500万像素无低通马赛克传感器”有所怀疑。

下面这个引用自柯达公司的一篇早期论文,其研究内容是在理论上对比Bayer滤色片(目前马赛克机型的主流结构)、三传感器采集系统(理论上没有任何色彩和位置信息丢失,比X3还强得多,当然实际中另有其它问题导致逐渐退出民用相机)以及另一种条状滤色片(红、绿、蓝呈竖条形分布)的各种特性。

在空间分辨率方面,这篇文章研究的结果证明,Bayer结构的马赛克,在理论上的空间分辨率特性,基本与三传感器系统相当,尤其是采集分辨率提高到与原始信号相当时。(这个研究假设由一个4K投影系统提供输出作为原始信号)

下图就是对比结果。可以看到,对于4K的原始信号,在2K采集分辨率时,马赛克的空间分辨率略低于三传感器系统,但在4K采集分辨率时已经在理论上就基本完全相同。
这个结果也是很容易理解的。

可以想象,在采集分辨率很低时(比如300万像素的APS-C),镜头投射过来的像点,落在马赛克传感器的绿色网格中间“空白”位置的可能性,还是比较大的,那么马赛克 ...


你说的空间分辨率是不含彩色信息的,也就是说只有亮度信息?
这样的话,得修改原来的算法,R、G和B的位置要保留原始的数据,而不要把隔壁的R、G和B借过来插值,那样就跟X3是一致的了。
可惜那样是单色的,类似Leica那个巨贵的单色的旁轴。

但是如果你说的空间分辨率含有彩色信息,那么马赛克的1500万说破天也不可能跟X3的1500万相比。
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有些人仍然对于我前面的结论“SD1的空间分辨率大致就相当于一个1500万像素无低通马赛克传感器”有所怀疑。

下面这个引用自柯达公司的一篇早期论文,其研究内容是在理论上对比Bayer滤色片(目前马赛克机型的主流结构)、三传感器采集系统(理论上没有任何色彩和位置信息丢失,比X3还强得多,当然实际中另有其它问题导致逐渐退出民用相机)以及另一种条状滤色片(红、绿、蓝呈竖条形分布)的各种特性。

在空间分辨率方面,这篇文章研究的结果证明,Bayer结构的马赛克,在理论上的空间分辨率特性,基本与三传感器系统相当,尤其是采集分辨率提高到与原始信号相当时。(这个研究假设由一个4K投影系统提供输出作为原始信号)

下图就是对比结果。可以看到,对于4K的原始信号,在2K采集分辨率时,马赛克的空间分辨率略低于三传感器系统,但在4K采集分辨率时已经在理论上就基本完全相同。
这个结果也是很容易理解的。

可以想象,在采集分辨率很低时(比如300万像素的APS-C),镜头投射过来的像点,落在马赛克传感器的绿色网格中间“空白”位置的可能性,还是比较大的,那么马赛克传感器就会有比较大的可能性损失这个信息。

因此,在分辨率很低时,类似于3CCD或X3这类系统,在空间分辨率上相对于马赛克会有一些优势。

但是,当相机分辨率提高以后,这种情况的概率就会越来越小,直到采集分辨率与原始信号像点大小相同,这个概率降低为接近于0(这时,只要原始信号位置稍微偏一点,这个信息就会被传感器的绿色网格捕获,刚好落在空白中心的概率变得极小)。

下图可以作为一个直观对比,当像点相对像素很小时(传感器分辨率非常低),落在空※※的概率较大,当像点相对像素较大时(传感器分辨率较高,与镜头系统匹配),这个概率就非常小了,向任何一个方向移动一点都会被绿色像素采集到。
(实际上这就是空间信号理论中点扩散函数相位分布的一种形象化的描述,这里也只考虑了一个点目标,没有考虑实际物体细节存在的空间相关性,细节不再展开说明)

我以前在其它帖子里提到过,综合现有135镜头体系和传感器技术,目前APS-C系统的最佳分辨率大约是1400万像素。也就是说,基本上APS-C传感器达到这个分辨率以后,就符合前述条件了。

因此,1500万像素的SD1,空间分辨率率相当于1500万的无低通马赛克,这个结论不但有着充分的测试结果依据,而且在理论上也是完全合理的。
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你举的这个例子,我前面提到过,用来对比X3和马赛克的信噪比不太合适,因为这时X3的单个像素面积是马赛克的4倍。在同样的传感器位置上,X3只能最大识别出一个点,而马赛克有2个绿色像素,也就能在横竖两个方向都识别出两个点,在线条存在连续性的前提下,马赛克就能在横竖方向上都识别出2条线,空间分辨率差距明显。

换另一个角度,马赛克也可以牺牲分辨率,增大单个像素面积,提高信噪比。

所以,我在这个帖子里一直的做法是在单个像素面积相同的情况下对比X3和马赛克的信噪比。很显然,这就意味着在你的例子中,X3也要在同样位置放下4个像素(12个光电管)。如此信噪比的差异就非常明显了,这就跟SD1与一个1500万的马赛克是类似的对比结果。

当然,在这种情况下,X3具有4倍于马赛克的红色像素和蓝色像素,这是插值算法无法克服的差距,因此X3表现出明显的彩色分辨率优势,也是很容易理解的。

你说的色彩过渡的连续性,也属于彩色分辨率的实际表现,马赛克只能从隔开一行(一列)位置,插值计算中间位置的红、蓝信息,很显然,在色彩过渡比较复杂的情况下,这肯定会造成图像观感的损失。

总之,我认为主贴开始提出的这4个结论,已经比较全面概括了X3的特点:

1、空间分辨率基本 ...


第一点要加个前提吧,就是画面的细节必须是随机分布的,用来抑制摩尔纹的发生。
马赛克遇到摩尔纹的时候,比分辨率根本上不了台面。X3也有摩尔纹,但是轻微的多,而且X3的摩尔纹没有杂色。

同时马赛克的传感器细节多的话,猜色的问题就又一次暴露出来了,相邻像素间的相关性又显示出来了。这又要拉细节的后腿,而且不是靠去掉低通就能解决的。
这其实也就成就了你提到的第二点的同时,同时否认了第一点,结论就是:马赛克必须更高像素缩图才行。

第三点没错,颜色误差。这个靠提高ADC精度和优化算法,应该可以越来越好。

第四点,高感差,就靠摩尔定律吧,三层器件的发热产生的噪声是单层不能比的。制造工艺的提高对降低噪声肯定有帮助,只是那时候马赛克的高感可能已经又上了数个台阶,这辈子也许都很难追上吧。

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spot 发表于 2013-6-26 06:28

总之,我认为主贴开始提出的这4个结论,已经比较全面概括了X3的特点:

1、空间分辨率基本相当于无低通的马赛克

2、彩色分辨率明显优势(尤其是缺乏绿色信息时),这包括彩色细节,过渡,伪色等表现

3、色彩误差比较大

4、暗光性能差距明显。
总体分析得有道理,结论也很客观。
我认为,
1,X3的最大优势就是分辨率,尤其是彩色分辨率。再就是表现大块面色彩的色彩纯度,这是由于MSK的每个像素的色彩数据都必须依赖周边像素数据来推测,随着芯片技术升级,误差也越来越少,但是其采样机制决定了在100%原图检视的效果改善不大。所表现的色彩总是有蒙蒙的感觉。另外,实际使用时MSK对绿色的分辨率一直是其软肋,主要表现在拍摄植物,尤其是中远景比较细小的绿叶,MSK的采样计算对于这类场合,出错的概率大增。常常表现为涂抹状。
2,至于色彩还原误差,我认为目前所有成像系统,误差是绝对的而准确是相对的。影响色彩还原的因素太多,是否准确也只有拍摄者最有发言权,可能有专业实验室可以作权威比较,但那种东西在实战中的参考价值又有多少?既然不准确就玩偏色吧。
3,暗光性能差体现在两方面:X3的高感差,资深已分析得很透;再就是暗部色彩衰减问题,直接影响色彩过渡,这一点在X3美林比较明显,但老X3的表现要出色许多,甚至优于MSK。
由于MSK的猜色机制,如果要与X3比色彩分辨率只有一条路:大幅度增加像素加大采样频率的同时采用机内缩图输出。我尝试过NIKON A的样张缩图,缩到50%后的感觉与X3的100%相当。
个人初浅看法,欢迎指正。

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johnyj 发表于 2013-6-26 03:59
因为蓝色光的绝大部分都是在半导体中很浅的位置被吸收,所以蓝层就可以做的很薄,这是X3这个发明的巧妙之处

可以简化想象一下:

一个5X5微米的面积上记录全色信息,X3只需要一个像素,三层,MSK必须要四个像素,一层。假设这个面积单位时间内接收到2000个各种频率光子的混合(白光),对X3来说,所有的光子都被接收了。而对MSK来说,每个像素分到500个光子,但每个像素只接收其中的1/3,其余2/3都被反射掉了,总共只接收到666个光子

当然,X3虽然全部吸收了2000个光子,但因为其特殊的色彩空间,后期在向XYZ色彩空间转换的时候,矩阵需要对信号进行大幅度的放大(比MSK的矩阵乘数大4倍左右),从而噪音也就被放大了四倍,虽然源信号比MSK强3倍,但从信噪比来说,反而比MSK要差一些,需要多大概30%的光子才能达到与MSK相同的信噪比,而这一点似乎是通过机内虚标ISO来实现的,同样的场景同样的ISO,X3的曝光时间一般都比MSK要高一些

照明充分的情况下,X3在曝光量上的需求就不是问题,而光量不足的时候这个缺陷就急剧上升,所以一旦到了暗光或高ISO等本身进光量就严重不足的场合,像质就急剧下降

其实X3有一个很大的优势是色彩的连续过渡性,因为是利用半导体的天然性能分离色彩,所以 ...


你举的这个例子,我前面提到过,用来对比X3和马赛克的信噪比不太合适,因为这时X3的单个像素面积是马赛克的4倍。在同样的传感器位置上,X3只能最大识别出一个点,而马赛克有2个绿色像素,也就能在横竖两个方向都识别出两个点,在线条存在连续性的前提下,马赛克就能在横竖方向上都识别出2条线,空间分辨率差距明显。

换另一个角度,马赛克也可以牺牲分辨率,增大单个像素面积,提高信噪比。

所以,我在这个帖子里一直的做法是在单个像素面积相同的情况下对比X3和马赛克的信噪比。很显然,这就意味着在你的例子中,X3也要在同样位置放下4个像素(12个光电管)。如此信噪比的差异就非常明显了,这就跟SD1与一个1500万的马赛克是类似的对比结果。

当然,在这种情况下,X3具有4倍于马赛克的红色像素和蓝色像素,这是插值算法无法克服的差距,因此X3表现出明显的彩色分辨率优势,也是很容易理解的。

你说的色彩过渡的连续性,也属于彩色分辨率的实际表现,马赛克只能从隔开一行(一列)位置,插值计算中间位置的红、蓝信息,很显然,在色彩过渡比较复杂的情况下,这肯定会造成图像观感的损失。

总之,我认为主贴开始提出的这4个结论,已经比较全面概括了X3的特点:

1、空间分辨率基本相当于无低通的马赛克

2、彩色分辨率明显优势(尤其是缺乏绿色信息时),这包括彩色细节,过渡,伪色等表现

3、色彩误差比较大

4、暗光性能差距明显。
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spot 发表于 2013-6-25 16:04
假设你给的这个连接,数据是正确的,那么跟我的结论也是一致的。

首先一点,人眼看到的红光峰值波长,以及sRGB空间的三原色之一的红色对应的波长,都大约是600nm。

按照你给的数据,600nm红光的吸收比例是,第一层(蓝色层)吸收10%,第二层(绿色层)吸收35%,第三层(红色层)吸收35%。

即使如此,考虑到传感器其它引起光电转换损耗的因素(比如前置的红外/紫外滤色片、半导体的光电转换效率等等),对于600nm入射光线,每层的光电转换总效率(量子效率)最高也就是能达到20%左右,距离马赛克的红色像素目前已经达到50%以上的量子效率,仍然相差甚远。

实际上,如果仔细看一下你给出的这个分布,那么它是存在严重的问题的,等于是用牺牲了蓝色和绿色的吸收效率,来提高红色。

这个也很容易理解,把前两层做薄些,的确是可以增加第三层对红色的吸收效率,但是,前两层对蓝、绿的吸收效率也相应降低了。尤其是蓝色,现在这个分配方式,蓝色(大约450nm)的吸收效率也只有35%。

无论怎么分配这三层的厚度,由于吸收效率是互相关联的,很难达到一个理想的平衡。

总之,X3吸收光线的原理与胶片的染料有本质不同,从技术上讲,不能用胶片来类比X3,使用半导体材料的X3,目前看无法 ...


因为蓝色光的绝大部分都是在半导体中很浅的位置被吸收,所以蓝层就可以做的很薄,这是X3这个发明的巧妙之处

可以简化想象一下:

一个5X5微米的面积上记录全色信息,X3只需要一个像素,三层,MSK必须要四个像素,一层。假设这个面积单位时间内接收到2000个各种频率光子的混合(白光),对X3来说,所有的光子都被接收了。而对MSK来说,每个像素分到500个光子,但每个像素只接收其中的1/3,其余2/3都被反射掉了,总共只接收到666个光子

当然,X3虽然全部吸收了2000个光子,但因为其特殊的色彩空间,后期在向XYZ色彩空间转换的时候,矩阵需要对信号进行大幅度的放大(比MSK的矩阵乘数大4倍左右),从而噪音也就被放大了四倍,虽然源信号比MSK强3倍,但从信噪比来说,反而比MSK要差一些,需要多大概30%的光子才能达到与MSK相同的信噪比,而这一点似乎是通过机内虚标ISO来实现的,同样的场景同样的ISO,X3的曝光时间一般都比MSK要高一些

照明充分的情况下,X3在曝光量上的需求就不是问题,而光量不足的时候这个缺陷就急剧上升,所以一旦到了暗光或高ISO等本身进光量就严重不足的场合,像质就急剧下降

其实X3有一个很大的优势是色彩的连续过渡性,因为是利用半导体的天然性能分离色彩,所以对光谱上任何微小的连续变化的颜色都可以精确记录,而MSK人造的滤色镜无法完全达到类似的效果,光谱上总是会存在一些一刀切的地方,拍大片连续过渡的颜色就会出现断层
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Imaging-Resource上已经发布了尼康Coolpix A、适马DP1M的分辨率测试结果。这两个相机的镜头都是固定的等效28mm f/2.8。同时也附了SD1的结果,作为对比。

IR上Coolpix A的测试结果原文连接http://www_imaging-resource_com/PRODS/nikon-a/nikon-aA5.HTM
DP1M的测试结果连接http://www_imaging-resource_com/PRODS/sigma-dp1m/sigma-dp1mA5.HTM

这个测试结果再次证明,我提出的这个结论:

1、SD1的空间分辨率大致就相当于一个1500万像素无低通马赛克传感器
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罗亚 发表于 2013-6-25 09:13
不错的贴子,开始都想进个DP2M来玩,是因为X3的细节比较多

显示器、印刷品,都是三色或四色合成,马塞克肯定没有任何问题,人的眼睛分辨率低,马塞克方式完全可以。
只要能把CMOS的分辨率做高了,没必要X3
没买X3是因为它的色彩还原性能现在是有问题的,估计三五年解决不了。或者它是永远的硬伤
但对X3的开发者充满敬意


是的,也就玩玩黑白了。色彩还原一时半会儿无解。
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johnyj 发表于 2013-6-25 08:20
LZ有一点没注意,在标准的X3中,三层的厚度是有很大差异的,就是为了使三个层在白光下的输出基本一致。因为厚度不同,虽然红光在表层也有被吸收,而且吸收率还最高,但因为表层很薄,所以绝大多数红光仍然是在第三层被吸收,大概有20%的红光到达了第二层,40%的红光到达第三层

各种波长的光在每个层被吸收多少,这里有个统计

http://www_stv_ee/~donq/sigma/layered%20sensor%20response%20public.xls

其实X3的原理是没问题的,说利用率高也是正确的,因为毕竟MSK的色彩滤镜把很多光都反射掉了而X3则全部吸收了。只是因为不流行的原因,真正懂的人不多,而且矩阵放大倍率高,稍有误差色彩就偏,需要用户自己拍色卡用软件校正

原来一代X3的表现,不差于同时代顶级的全幅效果。现在这代X3的问题在于试图在半幅芯片里塞进4500个感光单元,像素密度已经接近卡片机了,信噪比急剧下降,这是物理定律,没人能改变


假设你给的这个连接,数据是正确的,那么跟我的结论也是一致的。

首先一点,人眼看到的红光峰值波长,以及sRGB空间的三原色之一的红色对应的波长,都大约是600nm。

按照你给的数据,600nm红光的吸收比例是,第一层(蓝色层)吸收10%,第二层(绿色层)吸收35%,第三层(红色层)吸收35%。

即使如此,考虑到传感器其它引起光电转换损耗的因素(比如前置的红外/紫外滤色片、半导体的光电转换效率等等),对于600nm入射光线,每层的光电转换总效率(量子效率)最高也就是能达到20%左右,距离马赛克的红色像素目前已经达到50%以上的量子效率,仍然相差甚远。

实际上,如果仔细看一下你给出的这个分布,那么它是存在严重的问题的,等于是用牺牲了蓝色和绿色的吸收效率,来提高红色。

这个也很容易理解,把前两层做薄些,的确是可以增加第三层对红色的吸收效率,但是,前两层对蓝、绿的吸收效率也相应降低了。尤其是蓝色,现在这个分配方式,蓝色(大约450nm)的吸收效率也只有35%。

无论怎么分配这三层的厚度,由于吸收效率是互相关联的,很难达到一个理想的平衡。

总之,X3吸收光线的原理与胶片的染料有本质不同,从技术上讲,不能用胶片来类比X3,使用半导体材料的X3,目前看无法克服单个像素原始信号信噪比低的问题。
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听之任之 发表于 2013-6-25 10:41
"1、SD1的空间分辨率大致就相当于一个1500万像素无低通马赛克传感器。

2、对于只有红蓝两色的物体,SD1的彩色分辨率有明显优势。

3、SD1的色调准确性明显落后于650D(并且落后于现有马赛克传感器的平均水平)。

4、SD1的高感性能极为落后。"

后3个结论我是认同的,但第1个结论与实际情况不符.


不知道你说的实际情况是指的什么。

从目前的测试指标来看,空间分辨率的测试结果就是这样的,SD1相比1800万有低通的马赛克略好一些,相比2400万有低通的马赛克要差一些。跟无低通的1600万马赛克(比如尼康Coolpix A、理光GR等)差不多,当然,镜头质量上存在较大差异,因此后面这两个的对比不能给出完全确定的结论,但从测试数据上看,基本如此。

如果你是指实拍照片的对比,我前面简单分析过,由于X3的※※蓝彩色分辨率具有明显优势,在实际照片上表现为,很少伪色、过渡自然等等,因此,对于某些彩色细节多的场景,实际观感上肯定明显好于马赛克。

但是,我的第1条专门指的是空间分辨率,这个是只关心亮度信息的采集,用中性色标板(也就是通常说的黑白标板)测试的,在这方面,SD1除了没有低通,相对马赛克在理论上并没有任何优势。

实际上,目前带低通的1600万以上马赛克,绝大部分都能达到最高1400万以上实际分辨率,而SD1的测试结果理论上就不可能超过1500万(不可能1个空间位置上记录两个点的信息)。这些都有大量测试结果可以证明。

因此,我认为我的第1条结论,是符合实际情况的。

当然,这4条结论,并不能分开独立判断,在任何一张照片中,这些部分各自都发挥了不同的作用,需要根据实际需求综合判断,到底X3对特定场景,是否能有更好的表现。
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相机能拍照2 发表于 2013-6-25 11:20
我试着翻译一下:

SD1在ISO 100拍摄能出色打印24X36英寸照片,就算扩大到36X48英寸也可以。

650D在ISO 100拍摄打印24X36英寸照片还可以,但是图片相当软,所以我建议照片只打印20X30英寸。


你想说什么呢?想证明我提出的,X3低感下的彩色分辨率具有明显优势这个结论是正确的?

好好看看我写的4条结论都是什么意思,是不是已经覆盖了IR所有的测试结果,自己想明白了再说话

1、SD1的空间分辨率大致就相当于一个1500万像素无低通马赛克传感器。

2、对于只有红蓝两色的物体,SD1的彩色分辨率有明显优势

3、SD1的色调准确性明显落后于650D(并且落后于现有马赛克传感器的平均水平)。

4、SD1的高感性能极为落后。
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听之任之 发表于 2013-6-25 10:41
"1、SD1的空间分辨率大致就相当于一个1500万像素无低通马赛克传感器。

2、对于只有红蓝两色的物体,SD1的彩色分辨率有明显优势。

3、SD1的色调准确性明显落后于650D(并且落后于现有马赛克传感器的平均水平)。

4、SD1的高感性能极为落后。"

后3个结论我是认同的,但第1个结论与实际情况不符.
我试着翻译一下:

SD1在ISO 100拍摄能出色打印24X36英寸照片,就算扩大到36X48英寸也可以。

650D在ISO 100拍摄打印24X36英寸照片还可以,但是图片相当软,所以我建议照片只打印20X30英寸。




本帖最后由 相机能拍照2 于 2013-6-25 11:25 编辑

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"1、SD1的空间分辨率大致就相当于一个1500万像素无低通马赛克传感器。

2、对于只有红蓝两色的物体,SD1的彩色分辨率有明显优势。

3、SD1的色调准确性明显落后于650D(并且落后于现有马赛克传感器的平均水平)。

4、SD1的高感性能极为落后。"

后3个结论我是认同的,但第1个结论与实际情况不符.

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