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画素数と画質

CCD画素イメージ画質=画素数と一般的には考えられてますが、それは正解でもあり不正解でもあります。
デジタルカメラのCCDのサイズが同じ場合、CCDの受光部が画素数を増やすと小さくなり、
そのため同一設計で比較すると電気的なノイズやひずみが出やすくなります。

右上図をご覧下さい。これはCCDをイメージしたものです。青い部分が画素です。
54個あるのでこれを仮に500万画素とします。
右下図はCCD自体の大きさは変わってませんが、
より分割して画素が96個になりました。
これを仮に1000万画素とします。
画素ひとつひとつの面積が1/2になります。
現在のデジタルカメラの画素数の仕組みはこんな感じです。
確かに画素数が増えることによって解像度は上がったように思います。
ただし、1画素1画素が物理的に小さくなることによって、
1画素の階調つまりは1画素1画素の表現力は衰えていくわけです。
光を感じる力が少なくなる為に、電圧を上げ、無理やり階調を得ています。
そうするとどうしてもノイズが増えてしまいます。
極小CCDでわかりやすい例としてカメラ付携帯があります。
最近のものは携帯でも数100万画素を売りにしているものもありますが、
同画素のコンパクトデジカメに比べても発色、解像度が明らかに落ちてます。
おそらくCCDの実力が落ちる上に、レンズの解像度がその高画素に追いついていないのでしょう。

ならば昔の画素が少ないデジカメのほうがキレイか?というわけでもありません。
極小CCDからでもデジタルデータに変換する際の画像処理エンジンの発達によってそこそこの画像になります。
さらにフラットで十分な光量がある場合ですと、画素数が多いほうが解像度が高くなります。
十分な光量があっても、コントラストの強い被写体は苦手といえます。
例えると、高速道路で同じ100kmで走行するのに、660ccの軽自動車で走るのか、1500ccの普通車で走るのか、3000ccの高級車で走るのか?
どれでも同じ速度(画素)で走行は可能ですが、
走行時の騒音や快適度(ノイズの少なさや発色や表現力)は高級車とでは違いが出てくるということです。
それなら何故年々デジカメの画素数は増えていっているのか? 簡単にいうと売るためのセールスポイントの点だけです。
新機種になって画素数がそのままだと性能据え置きのような感があり、売れないからです。
他のメーカーが1000万画素、我がメーカーは800万画素・・・
これでは実用的な画質の差は上でもスペック上で負けたようなイメージでとらえられてしまいます。
  ※この問題はメーカーも当然認識しています。
  キヤノンはコンパクトデジカメの2009年モデルで画素数を一旦1200万画素から1000万画素に落としました。
  ただ売上が落ちたのか、2010年モデルでは1400万画素機を投入しだしました・・・



CCD サイズ
画像素子(CCD,CMOS)のおおよそのサイズ比較表です。
一番右の35mmフルサイズはニコンキヤノンの高級機で使われる画像素子サイズです。(NikonD3、D700、CanonEOS-1Ds、5DMarkII等)
従来の35mmフィルムとほぼ同じですので、レンズの画角もそのままで、フィルムを使っていた人にはわかりやすいです。
APC-Cが一般的なデジタル一眼レフで採用されてるサイズです。(派生してAPS-Hやちょっと大きめや小さめなものもあります。)
通常の35mm交換レンズをつけると画角が1.5倍程度になります。
フォーサーズはオリンパスとコダックが提案したデジタルカメラ規格です。
現時点ではオリンパスとPanasonicの一眼レフが採用しています。
それ以下のサイズは主にコンパクトタイプのデジカメに使われてます。毎年このCCDは小さくなる傾向にあります。
現在のコンパクトデジカメは主に1/2.3インチのものが多いようです。
このサイズのCCDを1000万画素超で受光させています。
物理的に画像素子の1ドットの大きさが何倍も違いますので、1ドットが表示出来る表現の幅が限られてきます。
自動車のエンジンで例えると小さなエンジンでで無理やり馬力(パワー)を絞り出しているようなもので
かんじんなトルク(前へ進む力)が出ていないようなものです。


2000万画素は1000万画素と比べて2倍キレイか?

PCのモニターの画像、あるいはA4サイズ以下にプリントしたものを見比べて、美しさに差があるとしたならその美しさは解像度の差ではありません。
いずれも出力の際には解像度を落として出力(PCモニターは等倍だと全画面表示出来ません)されていますから、
2000万画素と1000万画素を解像度で比べることは出来ません。
美しさに差があるとするなら、それはそのデジカメの画像処理エンジンの能力や撮影レンズの実力等をふまえた総合的な差によるものです。
少なくとも解像度に関して通常使用ならば1000万画素でもオーバースペックです。
 ※50インチのフルHDのTV表示でさえ1920×1080pixelで200万画素程度です。


デジタル一眼レフとコンパクトカメラ

「デジタル一眼レフよりコンパクトカメラで撮った画像のほうが色鮮やかでシャープでキレイ」
こんなことはないですか?
特にプロ用高級一眼レフで起こる現象です。
これは何故かと言いますと・・・
プロ用機種は「後処理することを前提とした素材としての画像データ」を記録します。
コンパクトデジカメは「撮影が終わった時に完成している画像」なのです。一般的に撮影後にPC等で画像処理することはあまり考えられてません。
コンパクトデジタルカメラの画作りは、撮ったまま使えて、ぱっと見てキレイな画像になるようメリハリのある階調と鮮やかな色合いの画像、
つまりコントラストとシャープネスは強めで色の濃さは濃いめになるように設定されています。

プロ向けの一眼レフは様々な印刷・鑑賞形態に対応できるように、
後処理するにあたり最適な素材になるよう豊かな階調と自然な色合いが重視されます。
つまりコン トラストやシャープネスは弱め、色の濃さは浅め、色合いもナチュラルになるよう設定されてます。
後で印刷用の画像処理をする時にも階調に段差がなく,色飽和に対しても余裕があるので楽に処理が出来ます。
高級機になればなるほどこの傾向が強く、入門機種に関してはコンパクトデジカメに近い設定にしてあります。

ですので、最高級一眼レフで撮影したからといってそのままプリントしても、お好みの画像にならない可能性が高いです。
一眼レフの場合はコントラストやシャープネス、彩度等の設定が出来ますので、用途と好みにあわせて設定して撮影することをオススメします。

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