Принцип работы режима Pixel Shift Multi Shoot

В беззеркальной камере Sony A7R III есть возможность попробовать новый режим съёмки неподвижных объектов с пиксельным сдвигом – Pixel Shift Multi Shoot. Хотя сама технология множественных кадров не нова и восходит корнями к фотоаппарату Hasselblad H3DII-39MS, выпущенному в 2007 году.

За счёт объединения четырёх снимков RAW, каждый со сдвигом на один пиксель, можно получить фото с более высоким разрешением. Такая возможность появилась благодаря применению в камере расширенной системы стабилизации изображения в самом корпусе, позволяющей точно сдвигать сенсор на один пиксель за шаг. Попробуем разобраться, в чём суть используемого метода съёмки.

Pixel Shift — принцип работы режима

Фотоэлементы, как известно, не способны различать цвет, поэтому в современных матрицах для получения цветного изображения используют светофильтр перед каждой фотоячейкой. Наиболее распространён цветовой фильтр Байера и сенсор выглядит как мозаика с преобладанием зелёного цвета. После того как изображение считано с матрицы, производится дебайеризация, т.е. формирование итогового цветного изображения.

Соседние пиксели дают необходимую информацию, нужную для интерполяции оставшихся двух основных цветов:

Первый снимок производится как обычно. Затем датчик изображения перемещается с шагом в 1 пиксель в разных направлениях и снимаются четыре последовательных кадра.

За счёт смещения сенсора, каждый пиксель оказывается последовательно под красным, синим и двумя зелёными светофильтрами. Кадр захватывается с полной цифровой информацией. Выходные цвета получаются объединением четырёх кадров без дополнительной процедуры дебайеризации (демозаизации). Что теоретически повышает точность передачи цвета. Каждый пиксель несёт в себе полную информацию о R, G или B цвете.

Преимущества режима работы соответствуют ожидаемым: значительное улучшение резкости, поскольку камера не снижает разрешение, получая информацию о цвете из соседних пикселей. Существует также небольшое увеличение отношения сигнал / шум, которое обусловлено отсутствием неточностей в расчётах, связанные с демозаизацией.

Кроме того, есть значительная выгода по шумам, которая возникает вследствие объединения четырёх экспозиций одной и той же сцены (и это шумовое улучшение эффективно увеличивает динамический диапазон).

На рисунке видно улучшение, достигаемое в мультиснимке. Например, отсутствие муара на сложных текстурах.

Однако с точки зрения удобства использования реализация Sony имеет несколько недостатков по сравнению с системами, реализуемыми её конкурентами. В отличие от систем, предлагаемых Olympus, Ricoh и Panasonic, Sony A7R III не может комбинировать (собирать) изображения в камере, вместо этого требуя использование программного обеспечения на базе ПК.

Это, конечно, не является серьёзной проблемой, потому что всё равно понадобится и обработка RAW файлов на том уровне контроля, который может дать компьютер. Во-вторых, Sony не предпринимает попыток исправления возможного движения в кадре, поэтому даже слегка подвижные облака могут заиметь артефакты в виде, например, перекрёстной штриховки.

В-третьих, это единственная система, которая требует паузы между каждым сделанным изображением. Эта задержка (с выбором интервалов между 1 и 30 секундами) означает, что в изображениях есть по крайней мере три секунды дополнительного движения относительно того, что реализовано в камере Pentax K-1 от Ricoh. Это недостаток посущественнее, хотя качество может быть и на уровне. Поэтому лучше выбирать самый короткий интервал.

В заключение отметим следующее. Sony утверждает, что режим с пиксельным сдвигом может работать со вспышкой, но скорость синхронизации составляет 1/13 секунды. Это является самой быстрой возможной скоростью синхронизации с электронным затвором. Поэтому на таких снимках может присутствовать зелёная и фиолетовая окантовка высококонтрастных контуров.