iPhone 6s Plus 他のカメラの画質の比較について

他のトピックでiPhone のカメラで猫(の毛)などの非常に細い物が連続した画像についての話が有りました。「なるほどな。」と思い、私も比較してみました。ただ、一眼デジタルカメラなども合わせて比較するために新たにトピックを立てさせて頂くことといたしました。今のところ比較してみたのは下記の機種です。

iPhone 6s Plus iOS 10.3.1

iPhone 7 Plus iOS 10.3.1(広角側)

とある1000 万画素程度のCanon EOS デジタル一眼レフカメラ(EF 16-35mmF2.8たぶん初代。22mm 付近で撮影)

とある400 万画素程度のSigma コンパクトカメラ(35mm 換算28mm 画角)


撮影環境は大凡ですが下記です。撮影環境について記載不足があればお聞き下さい。可能なら追記させて頂きます。

室内

撮影距離70cm(+-3cm)スケールで実測。

照明、普通の室内蛍光灯。(何年前に交換したか不明。発色は期待できないと思います。)

照明は35 分前に点灯。撮影は30 分程度はかかっています。一般的に新聞が読めるだろうという照度です。

各カメラは三脚(耐荷重2kg 程度の三脚です。)に固定。ただし建物が車や人の動きや風で僅かに揺れています。

(影響は不明です。しいて言えばシャッター速度の遅いiPhone に不利かと思います。35mm換算28mm 程度ですからそれほど気にしなくて良いかもです。)

被写体は「ウール100%」と表記されています。平面形状なのでそれを地上に対して45 度程度に静置。

iPhone に付いては中央付近をフォーカスロックして何枚か撮影し、一番シャープと思える物を選択しました。

デジタルカメラはAF と液晶画面でのMFを併用して何枚か撮影し、一番シャープと思える物を選択しました。

一眼デジタルカメラについては悩みましたが、ミラーアップで撮影しています。

各カメラのシャッターはセルフタイマーで行いました。手振れを防ぐためです。一眼カメラ以外は数秒です。一眼は使用した三脚の都合で振動吸収が遅い気配がありましたので10 秒で行いました。

iPhone は標準搭載の「カメラ」アプリで撮影しました。

一眼デジタルカメラとjpeg で撮影しました。

デジタルコンパクトカメラは解像度が明らかに劣るのでRAW で撮影し二倍解像度現像し、それを1000 万画素に縮小しました。画像形式で劣化がなるべく出ないようにRAW, PNG, jpeg と出力しました。


と、言う事でその画像を並べたのが下記です。ピクセル等倍で部分拡大し並べています。どの画像がどのカメラか分るでしょうか。

ユーザがアップロードしたファイル

投稿日 2017/05/07 06:40

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2017/05/14 03:54 ni_ki への返信

xy さんからの照明の指摘も考え太陽光を光源に撮影してみました。窓からの自然光が光源です。最初に試さなかったのは他の方のところで再現性が無いのと複数台撮影する際に安定性に問題があると考えたからです。再現性の方はどうにもならないですが、安定性の方は天候が安定した日(薄曇りなど。)に素早く行えばなんとか、ごまかせると判断いたしました。

ユーザがアップロードしたファイル

撮影環境は逆光である点とデジタル一眼レフカメラの絞り以外は同じです。今回の方が二段ほど絞っています。理由は被写界深度を比較したらその方が他のカメラと条件が近くなると判断しました。

それで画質ですが、前回とは大違いです。前回はなかなかどれか不明だったと思いますが今回はiPhone は明らかに区別が付くと思います。どうやら逆光で細い線の処理に問題があるようです。

2017/05/24 06:55 ni_ki への返信

暗所での特性を見ようと、暗い場所で撮影してみました。結果、意味の無い比較でした。

ユーザがアップロードしたファイル

一眼デジタルカメラとコンパクトデジタルカメラは三脚が無くては撮影出来ないシャッタースピードです。一方、画質はボロボロですがiPhone は何とか手持ち撮影可能な状態です。iPhone は暗所でも三脚固定されない事を前提に設計されていると言う事ですので、この比較は用途の違いが大きすぎて比較の意味がありませんでした。

ちなみにEOS は30 秒まで露光してみましたが、ブレは確認できなかったので、三脚の固定効果は結構高いようです。建物の揺れもそれほど気にしなくてよいようです。またiPhone のISO 感度は2000 暗いが最高値のようですね。焦点性能もフォーカスロックしたさいの枠内に焦点が合わせやすい部分が無い場合は枠外で合わせる事が再度確認できました。これは知らずに使うと痛い目を見る可能性のある機能です。

2017/05/07 20:42 ni_ki への返信

合焦判定が難しい被写体なので、合焦方式の違い(と性能)も関係しそう。

当初は、縦エッジが得意なカメラ、横エッジが得意なカメラなんてレベルで、結局、斜めエッジを入れて測距するのが無難だったりしました。ビデオとの併用だとコントラスト方式だろうから、撮像素子にある程度以上の分解能が無いと、毛の部分は厳しいのではないでしょうかね。


フォーカス制御と露出制御(絞り(被写界深度)、シャッタ速度)が相互に絡むので、より単純化した条件下で個別に比較したほうが、それぞれの特性が明確になるんじゃないかと思います(面倒だけど)。最低条件での比較ということでは意味あるかもしれません。


光源が蛍光灯だと露出制御の方式(絞りによる被写界深度の相違)も関係しますし、シャッタタイミングの決定がどうなっているのかも気になりますね。最近だと蛍光灯はインバータ駆動だったりするので、尚更です。LEDだともっと駆動周波数が高いだろうから、ほぼ定常光とみなせるかもしれない。

2017/05/08 08:43 xy への返信

Reply ありがとうございます。実はxy さんからは厳しい意見が来るのではと不安を抱いていたのですが、暖かいご意見ありがとうございます。

実は今回の実験にあたり一番難題だったのが、フォーカスが合っているのかということでした。iPhone は被写界深度などが不明で、さらにコンパクトカメラなどに搭載される焦点調整用のライブビュー的な機能がなくどこに焦点が来ているのか判別するのが厄介でした。デジタルズームでズームしてから焦点を合わせ、元の画角に戻す戦法も考えたのですが、デジタルズーム時と、通常時の焦点位置が確実に固定されている確証が得られず断念いたしました。そこで考えたのが今回の光軸と被写体の角度45 度方式です。毛並みのどこかに焦点が合うはずという方式です。確認のため毛並みの隣にはコントラストのはっきりした被写体を置きました。その確認用の被写体の所定範囲に焦点が合っていれば毛並みのどこかに焦点が合っていると判断できると考えました。ところが、この方式はiPhone では使えたのですがデジタルカメラでは、ダメでした。画面の中央から被写体が離れると像面湾曲などの収差が大きくなり焦点位置がどこかコントラストのはっきりした被写体でも判断できなくなりました。ということで結果的に試したのが「数打ちゃ当たる」でした。焦点位置を変えて何枚か撮り一番はっきりした画像を選びました。

それでご指摘の照明についてですが今回は色再現性を調べるわけではないので、蛍光灯で良いかと思ったのですが影響が出る可能性は確かに残りますね。ただ通常の撮影比較なら、雑誌とかネットに情報がありそうなので今回は実際の室内で撮影するとどうなるかという点では、情報収集にはなるかと考えております。

ちなみにまともに写したければ、それなりにカメラの特性は把握してから使った方が、良い気がしております。一般の方には勧めませんが、私は写るように使えば良いと思っているので。

2017/05/24 18:03 ni_ki への返信

ni_ki による書き込み:


焦点性能もフォーカスロックしたさいの枠内に焦点が合わせやすい部分が無い場合は枠外で合わせる事が再度確認できました。これは知らずに使うと痛い目を見る可能性のある機能です。

これは、マニュアルフォーカスを想定していないカメラでは、止むを得ないと思います。

技術的にはビデオカメラの流れを汲んでるというか採用しているので。

オートフォーカス性能が低かった初期のスチルカメラだと、「枠外で合わせる」なんて芸当も無理でしたし。


ユーザの誤操作、被写体の移動も勘案すると、兎に角どこかにピントを合わせないと、ユーザが承知しないでしょうし。確保できるストレージ容量と書き込み速度にもよりますが、撮影後フォーカスに徐々に移行すると思います。

2017/05/25 04:09 xy への返信

ご指摘の通りですね。しばらく試してなるほどと思ったのですが、スマートフォンの役目として、とにかく何か写るというのが重要な思想で作られているのですね。かなりの暗所でもノイズだらけにしてでも、手持ちに耐えるシャッター速度を選択しているところなど関心してしまいました。当たり前といえば当たり前ですが、古い一眼デジタルカメラを使っている私としては新鮮な思想です。ただ、インターフェースとしては、フォーカスロックをかけた以外の場所に合掌した場合は、そちらにもフレームを表示してくれるとありがたい気がします。 ちなみにポートレートモードも、何枚か試し撮りしているのですが、距離情報を別で保存できるようになれば撮影後、ポートレートモードにしたりボケ味を変更できるようになるかもしれないことに気付きました。xy さんもお書きの通り撮影後の焦点移動になりそうですね。ちなみに距離情報は広角側で取得しているようですね。標準側にはフォーカスピクセルとやらが少ないのでしょうか。それとももしかして標準側のしょいてん調整は広角側の情報で行なっているとか。(そりゃ無いか)

2017/06/06 06:33 ni_ki への返信

暗所で「何とか写る」という点について挑んでみましたが、シャッタースピードはF 値とASA で何とかなりました。が、AF の方が補助光なしでは如何ともしがたい結果となりました。もっとも本気で撮らねばならないなら、距離目盛が印刷されている場所でレンズの焦点を固定して、その距離までカメラを移動させれば良いのですが今回の撮影距離70cm が印刷されていないにですよね。スマートフォンのカメラはよくできていますね。

ちなみにもしかすると10代後半で通常視力の人が挑めば今回の明るさなら焦点調整ができるのかもです。または1m 専用メガネを作るとよいかも。

2017/05/09 04:25 xy への返信

光源について考えてみたのですが、確実な照明を持ち合わせていないので、もしかすると電池による白熱電球の点灯がもっとも私のところで定常と言う意味では、一番確実なのではないかと思いつきました。いわゆる懐中電灯達です。演色性はクセがありますが、定常性には信用が有る気がするのですが。

2017/06/02 16:48 ni_ki への返信

ni_ki による書き込み:


iPhone は色に不自然間があるような気がします。

「不自然間」思いっきり誤字ってました。「不自然感」が正式です。なお右下がiPhone 7 Plus です。iPhone の画面で見ても似た傾向の色でした。他と比べてフラッシュ光の色の違いなのか、色温度の違いなのかは不明です。

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