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379：御茶目菜子：2010/09/22(水) 14:15:52: APS-Cで4600万画素をついに実現！？
フォトキナが開催・・・ということで連日書きたいネタがたくさんありうれしい悲鳴を
挙げているにょ。
それらを全部書き連ねてもいいけど別に新製品を紹介するサイトにするつもりは全くなく
私が感じたことをそのまま書くというのが本来の目的であるため本当に書きたいもの
だけを厳選することにするにょ。

シグマが防塵防滴ボディの「SD1」を発表したにょ。
http://dc.watch.impress.co.jp/docs/news/20100921_394996.html
あくまで開発中ということであり、発売は恐らく来年以降になるのだけどぶっ飛んだのは
そのスペックにょ。
何とAPS-Cサイズのセンサーを搭載しながら「4600万画素」だからね。
とはいえ、これはRGB三層構造になっているFoveonセンサーを搭載しているということで
三層を別々の画素として計算しているため4600万画素といっても4800×3200ピクセルに
過ぎないにょ。
したがって、一般的な画素数（ピクセル数）でいえば1536万画素となるにょ。

1536万画素といえば「普通」と感じてしまうの最近発表されたデジタル一眼が軒並み
1400～1600万画素であることが大きいと思われこれはは昨今の高画素化がもたらしたもの
だといえるにょ。
ただし、画素数で解像感を比較できるのはセンサーサイズとセンサー構造が同じ場合に
限られるにょ。（無論レンズ性能も重要だけどそれは別に考える）
1/2.33インチセンサー搭載のコンデジとAPS-Cセンサー搭載のデジタル一眼とで同じ
1400万画素であれば同じような解像感になるというものではないからね。

あと解像感に大きく異なる原因となっているのはセンサー構造の違いにょ。
一般的なデジカメはRGGBのベイヤー配列のセンサーが採用されているにょ。
各画素は輝度情報しか持っておらずそれをフィルターを通すことでR、G、Bいずれかの
色情報へと変換され、周囲の色情報を元にRGBフルカラーの画像を生成しているにょ。
このためできあがった写真（JPEG画像）はベイヤー配列を意識する必要はないのだけど
ベイヤー配列であるが故に偽色や偽解像が発生しやすくそれを軽減するためにローパス
フィルターを装着して意図的に解像感を落としているにょ。
詳しくは3月17日に書いたのだけどこのために1200万画素のセンサーで1200万画素を
ピクセル単位で解像するのは不可能であり、それが数分の1まで落ちてしまうにょ。
ローパスフィルターの強さも異なるため一概には言えないけど実効解像力はセンサーの
画素数の2分の1～4分の1程度になってしまうにょ。
つまり、1ピクセルでRGBすべての色情報を持つセンサーでローパスフィルターを使用して
いなければベイヤー換算だと実質解像力は2～4倍になるということにょ。
これは実際の撮影サンプルを元に私が感じた結果だけどベイヤーの場合はR、Bの画素数が
全体の画素数の4分の1、Gは2分の1しかないことからも裏付けられているにょ。

さて、1画素でRGBの色情報を持つセンサーといえばやはり有名なのはFoveonセンサー
だと思うにょ。
このセンサーを搭載のデジカメはコンデジタイプのDP1、DP2、一眼レフタイプのSD14、
SD15がシグマから発売されているけど現行の機種は460万画素しかないにょ。（460万画素
であっても三層であるためスペック上は1400万画素となる）
それを考えると460万画素のセンサーというとしょぼい気がするけど1画素でRGBすべての
色情報を持つためベイヤー換算だとその2～4倍の画素数を搭載した機種と同レベルに
なるにょ。

900万～1800万画素となるけど比較をすればさすがに1800万画素搭載のEOS 7Dとかと比べて
負けることが大半であるため「4倍」はベイヤーにとってはワーストケースといえるにょ。
460万画素のFoveonセンサー搭載機は4倍の1800万画素ベイヤー機には（解像感で）勝て
ない場合が多いとはいえ2倍の900万画素のベイヤー機には多くの場合において勝っている
と感じているのでスペック上の1400万画素は決して伊達ではないといえるにょ。
もっとも「ベイヤーの○倍の性能」というのは被写体によって大きく変わってくるため
どんな場合でも成り立つものではない（片方に都合の良い条件で撮影すれば簡単に覆る）
のであくまで参考程度にとどめておく方がいいにょ。

それを元にこのSD1の1536万画素（三層構造で4600万画素）を考えてみるとベイヤーで
このセンサーと同レベルの解像感を得るためには最低でも2倍の3000画素以上はないと
話にならないだろうし、3倍の4600万画素程度は必要になるにょ。
APS-Cで現在最高画素数なのは1800万画素のEOS 7D/60D/Kiss X4だけど3000万画素や
4600万画素というのがいかに途方もないものかが分かるにょ。
それでも「将来的には達成できるのでは？」と考えている人がいるかもしれないにょ。
確かにセンサー性能はどんどん上がっているため高画素化はまだまだ可能なのだけど
問題はそのセンサー性能にレンズ性能が付いてこないということにょ。
デジタルの性能アップに比べてアナログ（光学系）の性能アップは微々たるものである
ため無意味な高画素化はコンデジのような「（解像しないため）画素数アップは
ファイルサイズアップになっているだけ」というような状況になってしまうにょ。

それに回折限界という物理的な限界はどうしようもないからね。
APS-Cセンサーで4600万画素であれば単純計算ではF5.6で回折限界になるにょ。（1/2.33
インチ1400万画素の極小ピッチのコンデジであればF2.8で回折限界となるけど望遠側で
F2.8より明るい機種なんて皆無であるためどれだけ高性能なレンズを搭載してももはや
解像するのは不可能になる）
一般的なズームレンズであれば絞り解放で収差の全くないパーフェクトなレンズである
必要があるにょ。

しかし、そんなものは存在しないし、今後も登場することはないにょ。
F2.8クラスのレンズであれば多くがF5.6付近でピークを迎えるものがあるけどF2.8
ズームが標準化することはありえないにょ。
現状の1800万画素でさえすでにレンズを選んでしまうものになっているのに4600万画素
まで画素数が増えてしまうと「縮小前提」と考えないと使えないものになるにょ。
しかし、1536万画素のSD1であればベイヤーで3000～4600万画素クラスの解像感を持つと
考えられるけどレンズに求められるのは1536万画素となるにょ。
これは1800万画素のEOSよりは要求スペックは低いので何とか実用の範疇に収まるにょ。

ただしFoveonセンサーには4月9日に書いたような4つの問題点があるにょ。
　(1)色分離が不完全
　(2)高感度に弱い
　(3)小型化しにくい
　(4)シグマの開発力の問題

恐らくこれらの問題はこのSD1においても当てはまると思われるにょ。
(1)の色分離は長年同じセンサーを使い続けることで徐々に改善されてきたため最新機種
ではそれほど気になるレベルにはなってないけどこのSD1には再び新規設計のセンサーが
採用されているためこの問題が再び浮上しそうにょ。
(2)の高感度性能に関してもベイヤーに対して解像感で優れる反面、3層構造であることが
感度に対してネックになっているし、ベイヤーセンサーの場合はソニーは毎年のように
前年比で性能がアップしたセンサーを発表しているけどシグマはそんなことはできない
ため徐々に高感度特性を上げたものを作るというのは難しいからね。

確かに460万画素（三層で1400万画素）のFoveonセンサーを搭載したSD14は2006年に登場
したときはすごかったにょ。
2006年当時はEOS 30D（820万画素）、Nikon D80（1020万画素）が最新機種だったからね。
460万画素のFoveonセンサーでもその2～3倍の画素数のベイヤーセンサー並の解像感が
得られるため当時の最新のベイヤーセンサー搭載機よりも解像感では優れていたにょ。
しかし、4年間Foveonセンサーのの進化が止まっているのに対してベイヤーの進化はずっと
続いていたのでその状況は変わったにょ。
1600万～1800万画素のベイヤーセンサー搭載機と比較して460万画素のFoveon搭載機を使う
メリットはなくなってしまったにょ。

確かに等倍鑑賞では依然として優位性は変わらないけどベイヤーセンサーの場合は画素数が
多い分だけそれをリサイズすればいいし、最初から少ない画素数で撮影することで良好な
結果が得られることもあるにょ。
ペンタックスのK20Dから搭載された「ファインシャープネス」は解像感アップに貢献
しているけど「ファインシャープネス」を設定して1400万画素のK20Dを600万画素で撮影
するとFoveonに負けないくらいのピクセル単位で解像可能になるにょ。（通称名
「なんちゃってFoveon」）
私が使っているK200Dは元が1000万画素であるため「ファインシャープネス・600万画素」
であってもK20Dほどではないにしろ等倍鑑賞をしてもFoveonと比べてそれほど劣って
いるようには感じないにょ。

とはいえ、この1536万画素の新型Foveonセンサーによって再び大きくFoveonの評価は変わる
のではないかと思うにょ。
しかも、今回はベイヤーの画素数の進化が一時期ほど大きくないし上記のように将来的に
考えても難しいと思われるため解像感でこれを超えるようなAPS-Cセンサーは当分の間
（少なくとも4、5年の間）登場しないのではないかと思われるにょ。
そうなるとこのSD1に解像感で勝てそうなのは中判デジタル一眼くらいにょ。
来年にはフルサイズセンサー搭載の機種が一新されるだろうからその際には3000万画素
オーバーの可能性もあるにょ。
APS-Cの2倍以上のセンサーサイズを持つフルサイズセンサーであれば3000万画素でも十分
実用になるだろうけど（ただし、要求されるレンズ性能は極めて高い）それでも1536万
画素のFoveonセンサーに勝つのは難しそうにょ。

ベイヤーセンサーでは現在は中判デジタル並、近い将来に進化した35mmフルサイズ
センサーでようやく互角以上になれるという感じだろうからAPS-Cサイズで1536万画素を
実現した恩恵は非常に大きいにょ。
ただし、問題は一気に3倍以上の画素数増でダイナミックレンジが確保できているのか
とか、まともな発色が期待できるのかというのが懸念材料ではあるにょ。
現在のFoveonセンサーは当初はRAWで細かい調整をしてようやくまともに使えるレベルに
なっていたのが最近になってようやくカメラ内JPEG生成されたものもまともに使える
レベルになっていたからね。
恐らく新開発のセンサーであればまた実用レベルになるまで数年かかりそうにょ。
登場当初はまた同じく「解像感番長」になるのではと予想されるにょ。
しかし、どんな写真が撮れるのか早く見てみたいにょ。