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jpegは、コピーすると画質が劣化する?

jpegは、コピーするたびに画質が劣化する?
そう思っていらっしゃる方もいるようですが、
そんなことはありません。

jpegであろうと、別の画像ファイル形式であろうと、
いや文書ファイルでも、デジタルデータは何度コピーしても
マスターからのコピーでなくても、劣化しません。
それがデジタルデータの良さです。
CDなどの記憶媒体自体の劣化は別問題。

紙のコピーや、昔のビデオテープ、音楽テープなどは、
コピーするたびに品質が劣化しますので、
直接オリジナル(マスター)からコピーするのが普通でした。

A アナログコピーの場合、これはペケ。
オリジナル→コピー1→コピー2→コピー3

B アナログコピーの場合、こうしたほうがまだまし。
オリジナル→コピー1
オリジナル→コピー2
オリジナル→コピー3

デジタルの場合はAもBも同じです。

ただ、間違えやすいのですが、
jpegは、開く、保存、閉じるを繰り返すたびに劣化します。

デジタルデータはコピーしても劣化しません。
一方、圧縮(非可逆圧縮)やリサイズはデータを劣化させます。
jpegは、非可逆圧縮方式です。
ここがポイント。

jpegは、ご存知の通り、保存時に画質・ファイルサイズを選べます。
もちろん高画質の方がファイルサイズが大きくなります。
Photoshopの場合0から12までの13段階で選べます。
数字が大きい方が高画質・ファイルサイズ大です。

レタッチなどをなにもせず「別名で保存」しても、
保存時に元の画像を圧縮するわけですから、原理的には「劣化」します。
たとえ最高画質でも。

最高画質で保存しても、わずかに劣化しますが。。。。
その程度はかなりシビアに見比べないとわからない程度。
わずかな画質低下と引き換えに、ファイルサイズは数分の一になりますので
jpeg方式は優れものではあります(だから広く広まったのでしょう)。

1度か2度、開いて、最高画質で保存するなら
相当シビアな場合を除いて、充分実用範囲内でしょう。

問題なのは、
高画質であっても、何度も開く、保存、閉じるを繰り返した場合。
毎回、最高画質で保存しても、少しずつの劣化も度重なると大きな劣化になります。

もうひとつは、
たとえ1回でも、低画質で保存した場合。
この場合は大きく劣化します。
ちょっと試してみます。

jpeg保存圧縮テスト


元の画像を一度jpeg保存して閉じます。もちろんこの場合、なにも作業しないで「別名で保存」。
閉じたファイルを再び開きます。
この時の保存が低画質の場合、すでに保存時点で大きく劣化していますので、
再び開いて、今度は高画質で保存しても、元の画質より高画質にはなるわけではありません。
データサイズだけが大きくなります(笑)。

ちなみに、左が元画像、真ん中が元画像を開いて最高画質で保存、再び開いた場合。
右は、元画像を低画質で一度保存、閉じる。再び開いて最高画質で保存、さらにもう一度開いた場合。
いずれも200%拡大。なにも作業はせずただ開いて保存・閉じただけです。
左と真ん中の違いはごくわずかですが少し劣化しています。
右はかなり劣化しています。
ということで、一度圧縮した画像は、元には戻せません(非可逆圧縮)。

なにもしなくてもこうですから、レタツチ作業の途中で一度閉じる場合などは、
jpeg形式ではなく、PSD(Photoshop形式)やTIFF形式で保存しましょう。

「jpegは、コピーするたびに画質が劣化する」という都市伝説(笑)は、
jpegは、「保存」するたびに画質が劣化するという事実と、
アナログ時代のコピーは劣化するという事実がミックスして生まれた迷信 ? かも知れません(笑)。

老婆心ながらひとつ補足。
何でもかんでも「最高画質」で保存しなければならないわけではありません。
webで使用する場合など、中程度の画質でも、それほど見分けがつきません。
その分ファイルサイズが小さくなりますので、表示が早くなりますしサーバや回線にも負担をかけません。
圧縮率はケースバイケースで選びましょう。
もちろんこの場合はオリジナルデータに対して上書き保存ではなく別名で保存、です。


[結論]
jpegは、何度「コピー」しても画質は劣化しません。
コピーと勘違いしやすいのは、
「何度も開いて保存して閉じるをくりかえした場合は劣化する」ということ。



[関連記事]
センサーサイズが違うと何が違う1
センサーサイズが違うと何が違う2


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tag : jpeg コピー 画質 劣化 ファイル形式

センサーサイズが違うと何が違う2 ボケ・ノイズ・諧調

イメージセンサー(撮像素子)サイズが変わると何が変わるのか。
前回は、センサーサイズの違いによる画質・解像感の違いについてテストしてみた。
今回は、諧調、ノイズ、ボケなどについて検証してみようと思う。



2 ダイナミックレンジ、諧調の豊かさ、ノイズ(特に高感度ノイズ)

前回の写真をもう一度貼っておく。写真の見方は前回記事参照。
画像をクリックすると大きな画像が開きます。

テスト画像 まとめ


さて、見ていただいてどうだろう。
これを見た範囲では、ダイナミックレンジもノイズも、センサーサイズの差はあまり感じない。
日中野外、要するに低感度で、かつ小サイズプリントあれば、
ダイナミックレンジもノイズも、センサーサイズの差はほとんどない。
センサーサイズが小さい方が白とび・黒つぶれが起きやすいというわけではなさそうである。
また、ノイズも低感度の場合それほどの差はない。

画素ピッチの狭い小サイズセンサーほど、ノイズやダイナミックレンジの面で不利、と言われているが、
今回のような条件ではそれほどの差はない。
センサーや画像処理エンジンの技術進歩がスゴイというべきか。

センサーサイズ(画素ピッチ)の違いによるダイナミックレンジやノイズの違いは、
もっとコントラストが強い被写体の場合や高感度の場合もテストしてみないとわからない。
このテストの時は薄曇りでそれほどコントラストが強いわけではなく、感度も低めに設定している。

高感度ノイズとなると話は別である。
今回はテストしていないが、1600とか6400とかの高感度になると、
明らかに、センサーサイズが大きい(画素ピッチが広い)方がノイズが少ない。
これはおそらく多くの人が実感しているだろうし、ネット上にテストサンプルがいろいろある。

ただし、世代の古い大サイズセンサー機より最新の小サイズ機の方が、
同じISO感度でもノイズが少ないということはあり得る。
こちらも、センサーや画像処理エンジンの技術進歩がスゴイというべきか。

高感度ノイズについては、開発・発売時期(技術水準)がほぼ同じなら、
同じISO感度で、センサーサイズが大きい方がノイズが少ないと言えそうだ。
個々の機種による多少の違いはあるかもしれないが。


3 ボケ

ボケについても、テストするまでもなく明白であるが、一応テストしてみた(笑)。

ボケテスト


画像は、4枚の画像を見やすいように並べたものである。
いずれも例によって、アスペクト比を揃えるため5:7にトリミングしてある。

左上 フルサイズ機 50mm F5
右上 フルサイズ機 50mm F10
左下 フルサイズ機 25mm F5で撮影したものをトリミングしたもの
右上 マイクロフォーサーズ機 25mm F5

左上だけが大きくボケていて、他の3枚のボケかたはほぼ同じ。
同じ画角、同じ絞り値、その他の条件が同じなら、
センサーサイズが大きいほど大きくボケる(左上と右下の比較)。

では、同じ画角の場合、センサーサイズが違うと絞り値で何段くらいの違いがあるのか。
そのテストが右上と右下の比較。
フルサイズ機とm4/3機は、対角線長が約2倍。
同じ画角にするためのレンズの焦点距離も約2倍。
レンズの焦点距離が2倍違うと、同じボケにするためには、絞り値は2段違う。

50mm F10の有効径は、50mm÷10=5mm
25mm F5の有効径は、25mm÷5=5mm
つまり有効径が同じならボケかたも同じ、と言える。

昔フィルム時代にも体験的に感じていることをテストしたことがある。
35mmフルサイズとブロニーサイズ(6×7サイズ)の対角線長は約2倍強違う。
同じ画角で同じボケ量にするには、絞り値は約2段半違った。
それと同じだね。

もうひとつテスト。
マイクロフォーサーズ機 25mm F5で撮影したものは、
フルサイズ機 25mm F5で撮影したものを面積比1/4にトリミングしたものと同じ。
もちろん画素数や、解像感やノイズは別にして。
画角とボケかたは同じ。(左下と右下の比較)


4 おまけ

一時期、「APS-Cサイズの方が、解像力の高いレンズの中心部だけを使うのでフルサイズ機よりシャープ」
という説が、まことしやかに流布された(フルサイズ用レンズを使った場合の話)。
確かに一般的にほとんどのレンズは画面中心部の方が周辺部に比べて解像力は高いが、この説はウソである(笑)。

今回厳密なテストをしていないが、経験的に言うと、古いレンズを使っている場合はこれは当てはまらない。
フィルム時代に設計されたレンズの場合、画素ピッチの狭い小サイズセンサーにレンズ性能が追いつけない。
例えば1本の細い線を撮影した場合、高解像力のレンズだと1ピクセルにきちんと収まるが、
それほど解像力の高くないレンズの場合は数ピクセルにまたがって結像する。
結果、シャープさが失われる。
大サイズセンサーの1ピクセル分のフォトセルが小サイズセンサーの数ピクセル分の面積を持っている場合は、
このようなレンズを使っても、細い線は1ピクセルに収まる。

というわけで、画素ピッチの狭い小サイズセンサーほど高いレンズ性能が必要。
「APS-Cサイズの方が、解像力の高いレンズの中心部だけを使うのでフルサイズ機よりシャープ」
かどうかは、レンズ性能による。


まとめ

シャープさ・解像感は、小サイズプリントという前提なら、
センサーサイズによる差はあまりない。
シャープネスのかけ方などによって、見かけ上のシャープさを逆転できる程度の差。
大きなプリントを作る場合や、等倍観賞の場合はこの限りではない。

諧調・ダイナミックレンジやノイズも、光量がたっぷりあり低感度の場合はあまり差はない。
そうでない場合はどうなのかは、もう少しテストが必要。
高感度ノイズは、開発・発売時期(技術水準)がほぼ同じなら、センサーサイズが大きい(画素ピッチが広い)方がノイズは少ない。
画素ピッチの違いによる画質(ダイナミックレンジやノイズ)の差は、もっといろいろな条件下でテストしてみる必要がある。

ボケは、明らかに、センサーサイズが大きい方が大きくボケる。
解像感やノイズは、技術の進歩によるところが大きいが、ボケだけはいくら技術が進歩しても逆転できない。
もちろんソフトウエアでぽかしをかける場合を除く(笑)←最近はこういうカメラがあるからすごいねえ(^_^;)。

以上、センサーサイズの違いによる画質やボケの差をテストを交えて考えてみた。

センサーサイズが違うと何が違う1
センサーサイズが違うと何が違う2(この記事)


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tag : レビュー カメラ センサーサイズ 画質 ボケ ノイズ ダイナミックレンジ テスト 一眼レフ ミラーレス

センサーサイズが違うと何が違う? テストしてみた 1画質・解像感

イメージセンサー(撮像素子)サイズが変わると何が変わるのか

最近のデジカメの場合、経験的に言うと、センサーサイズによる画質の差をそれほど感じない。
はたして、デジカメのイメージセンサーサイズが違うと何が違うのか。
フルサイズの方が、APS-Cやマイクロフォーサーズやコンデジに比べて本当に「きれい」なのか ?
画質、その他をちょっと実験も交えて考えてみた。


フィルムカメラでは、フィルムフォーマットの大きなカメラで撮った写真の方が、
小さなカメラで撮った写真より、同じ大きさにプリントした場合、はるかにきれいである。
Lサイズならともかく、六切や四切プリントでさえ、
同じ被写体を同じようにフォーマットの異なるカメラで撮って比べた場合、明らかな差がある。
デジカメの場合はどうなのか。経験的にはそれほどの差を感じないのだ。

まずは論より証拠。実験してみた。
フルサイズ機、APS-C機、m4/3機、コンデジ(1/1.7型)で撮り比べてみた。
いずれも標準ズームを28mmで使用。ISO感度や絞り値は必ずしも同じではない。
RAWで撮影したものを同じソフト(Photoshop)、同じパラメータで現像してみた。
シャープネスをかけるなどの操作はしていない。
現像したものを5:7(1:1.4)にトリミングして、長辺3000ピクセルにリサイズ。
ほぼA4サイズに300dpi、白ふち付きでプリントするための画像という想定である。
画像をクリックすると大きい画像が開きます。

フルサイズ機 キヤノン EOS 5D Mark3
フルサイズ機 キヤノン EOS 5D Mark3 EF24-70mm F2.8L II USM


APS-C機 キヤノン EOS M
APS-C機 キヤノン EOS M EF-M18-55mm F3.5-5.6 IS STM


m4/3機 オリンパス PEN Lite E-PL5
m4/3機 オリンパス PEN Lite E-PL5 M.ZUIKO DIGITAL14-42mm F3.5-5.6Ⅱ R


コンデジ キヤノン PowerShot G15
コンデジ キヤノン PowerShot G15 6.1-30.5mm F1.8-2.8


テスト画像 まとめ

この画像の上段はRAW現像した4枚の画像の一部(左半分)を横に並べて、さらに50%リサイズしたものである。
下段は、参考までにjpeg撮って出し(元画像の左上部分)。各カメラの違いがあって面白い。
小サイズカメラ、特にPENは、jpeg生成時に、ソフトウェア的なシャープネスをかなりかけている。

さて、本題。これを見比べて、ちょっと考えてみたいのだが、
まずは狭義の画質、解像感というか、シャープさについて。

1 画質、解像感

ご覧の皆さんはどうお感じになっただろうか。
私的にはそれほど大きな差はない、と思う。
もちろん違いはある。100%で見るとやはりセンサーサイズの大きい方がより細かな部分まで解像している。
ただ、一目見て明らかに違うほどの差ではない。
ブラインドテストをしたらどのプリントがどのカメラで撮られたものか、わかるだろうか。
jpeg記録画像となると、むしろPENが一見一番シャープに見える。
経験的に感じていたことは間違いではなかった。

・ブログ側の「1ファイル2Mまで」という制約のためかなり圧縮している。
 サイズの大きいカメラほどより圧縮しているため、差はさらにわかりにくいかもしれない。
 余談だが、同じピクセル数、同じ圧縮率だと大きいカメラの方がファイルサイズも大きい。
 やはり、同じピクセル数にリサイズしても大きいカメラの方が細かな部分まで解像しているということか。
 注) jpeg圧縮は、同じ圧縮率でも細かな絵柄の方がファイルサイズは大きい。

フォーサーズセンサー(m4/3も同じ)は、面積比でフルサイズの1/4。
1/1.7型は、さらにフォーサーズの1/4以下。
面積比を考えるとG15(フルサイズの1/16以下)は相当がんばっているように思える。

結果的にどのカメラの場合もA4サイズ程度のプリントなら、縮小してのプリントとなる。
縮小してのプリントなら、その差はセンサーサイズの差というよりは、
個々のカメラのセンサー性能や画像処理エンジン、レンズの性能差ということになるかもしれない。

ここがフィルムカメラとの大きな違いだろう。
フィルムカメラの場合、フォーマットが変わっても使うフィルムの性能はほぼ同じ。
そうなると同じ大きさのプリントにした場合、
拡大率が小さくてすむラージフォーマットのカメラの方が有利である。
小さいカメラの画質は、大きいカメラにより広角レンズを付けて撮ったものを
トリミングしてプリントするのとほぼ同じである。

デジカメの場合はそうではない。
画素ピッチの狭い小サイズセンサーはフィルムに例えるなら
「超超微粒子フィルム」ということになるのかもしれない。
というか、ここがデジタルとアナログの違いなのであろう。
デジタルの場合は、元の画像からの縮小率がどうであろうと1ピクセルは1ピクセル。

画素ピッチが狭いことによる弊害はもちろんあるのだが、、、それはまた後で。

[結論] デジタルカメラは、画素数がプリントサイズに対して充分な場合(縮小してプリントする場合)、狭義の画質=解像感だけで言うと、フォーマット(センサーサイズ)の差はあまりない(ただし低感度の場合)。
現在のデジカメはA4サイズ程度のプリントに必要な画素数を充分超えている。

小サイズプリントの場合は、より大きなカメラで撮った場合と明確な差はない。
最近では補完技術も進歩して来たので多少の拡大でも差は少ないかもしれない。
webで使用する場合はさらに縮小されるので、センサーサイズの違いによる差はほとんどない。

そうなると疑問がひとつ浮かぶ。
普及型のコンパクトデジカメ(低価格コンデジ)やスマホで撮った写真は
一眼レフやミラーレス機で撮った写真と比べて、パッと見ただけでわかるほどの差がある場合も多い。
・・・という日常の経験はどう理解したらいいのだろうか。

ここから先は想像なのだが、画素ピッチに関係があるのかもしれない。
同じコンデジでも高級コンデジと呼ばれるタイプと比べ普及型コンデジでは、
センサーサイズが小さいのに画素数は多いという機種もあり、
かなり画素ピッチが狭い(1ピクセル当たりのセンサーサイズが小さい)。
一眼レフやミラーレス機と比べればなおさらそうである。

画素ピッチの違いが画質にどう影響するかは次の項目で書こうと思うが、
おおよそ次のことが言えると思う。(あくまで想像です)

1.画素ピッチが狭いほどレンズは高性能を要求されるが、
 製品としての普及型コンデジやスマホのレンズはそれを満たすほどの高性能レンズではない。

2.画素ピッチが狭いほどノイズが多く、ダイナミックレンジも狭い。
 詳しくは次の項目で書こうと思う。

3.センサーサイズとは直接の関係はないが、
 一般的に小さいカメラほど、よりアマチュアが使うカメラ。
 アマチュアが使うと想定されるカメラほど、いわいる「コンデジ画質」。
 彩度が高く、コントラストもシャープネスも強め。
 こうした画質はパッと見きれいに見えるが、
 見慣れて来ると高級感はない。
 1の理由でもともと解像していないものをソフトウエアでシャープをかけた場合、
 もともと解像している画像とは差が出る。
 何をもって「きれい」と感じるかという主観的要素が大きいが、
 少なくともこの点でも、普及コンデジと一眼レフには大きな差がある。

もともとこの疑問を感じたのは、お散歩カメラには何がベストチョイスか、というところから始まった。
当初は散歩にも大きな一眼レフを持って行った。当然重い !! (笑)。
重ければ当然持って行く機会も少ない(携帯性も性能のうちと考えるようになった)。
で、ミラーレス機を買ってみた。さらに追加でコンデジ、、、(笑)。
使ってみて経験的に言うと、うーん、それほどの差は感じないなあ。

大プリントは作らない、という前提の場合、実際の差はどの程度だろうか。
それが疑問の始まりだった。
実験の結果、明日からは小さくて軽いコンデジG15の方がいいや(笑)。

ただし、この結果を見て、
「もう、大きくて重くて高い一眼レフの時代は終わった」なんて早とちりしないで欲しい。
プリントサイズが大きければ、差はもう少し開くかもしれない。
それにシャープさ以外にもいろいろ違いはある。ノイズやボケの話は次回する。
さらに、ファインダー形式や、AF性能など考えなければいけないことはたくさんある。

とりあえず、「同じサイズにプリントした場合(小サイズプリント)」という前提をはずしてみる。
リサイズ前の画像を並べてみた(中心部の1000×1500ピクセル)。
画像をクリックして開く大きい画像が等倍(100%)である。
大きいセンサーの方が画素数も多いので大きく写っている。
フィルムの場合ほどの明確な差ではないが、やはり差はある。

テスト画像 リサイズ前


それに、「きれい」かどうかは、解像感だけでは決まらない。
というわけで、続く。続きはこちら

センサーサイズが違うと何が違う1(この記事)
センサーサイズが違うと何が違う2

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