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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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