Por que as câmeras com zoom mais alto normalmente têm menor densidade de pixels?

A densidade de pixels não está totalmente relacionada com o alcance da sua lente zoom. A densidade de pixels é apenas uma função do passo de pixel, mas também é facilmente calculada dada a resolução e o tamanho do sensor. Vamos dar uma olhada!

Aqui está o Fujifilm X100F, que tem um sensor APS-C de 24 megapixels, com um pitxh de pixel de 3,9 µm e uma densidade de pixels de 6.59 MP/cm².

Aqui está o Sony RX100 Mark VII, com uma relação de zoom 8:1 (9,0mm - 72mm), um espaçamento de pixels de 2,4 µm, e uma densidade de pixels de 17,31 MP/cm². Portanto, uma densidade de pixels muito maior e ainda uma maior amplitude de zoom... uma vez que na verdade tem uma lente zoom.

E ainda assim, o Sony RX10 Mark IV tem o mesmo sensor, mas com uma lente que tem uma proporção de zoom de 25:1.

A Nikon P1000 tem uma proporção de zoom de 125:1 totalmente louca. O sensor é um chip de 16 megapixel com 1,34 µm pixels e uma densidade de 56,06 MP/cm² pixels. O que você está vendo aqui é que, para as câmeras de consumo, você realmente verá um menor tamanho de pixel e, portanto, uma maior densidade de pixel para câmeras com amplo alcance de zoom. Por quê? Quanto menor o sensor, menor o círculo de imagem necessário da lente e, portanto, menor o tamanho, peso e preço da lente, relativamente falando de qualquer forma.

Como sobre um telefone com câmera? O iPhone 11 Pro Max tem três câmeras de distância focal fixa, sem zooms. A câmera principal tem uma lente de 4.25mm com 12.2 megapixel, 1/2.55″ chip sensor, 1.4µm pixel pitch, e uma densidade de 51.25 MP/cm² pixel. A câmara "retrato" (chamam-lhe telefoto, mas tecnicamente não é) tem uma lente de 6,0mm com um chip sensor de 12,2 megapixels, 1/3.4″. Isso é um passo de 1.0µm pixel e uma densidade de 88.75 MP/cm² pixel.

Então no telefone, sem zoom, e sensores com a mesma resolução. No entanto, neste caso, para usar o mesmo sensor em ambas as câmeras, a câmera de retrato precisaria de uma lente de 8,5mm, que não caberia em um telefone de 8,1mm de espessura. Por isso, é usado um sensor menor. E como a resolução é a mesma, o espaçamento de pixels e a densidade de pixels devem subir.

Em alguns telefones com câmera, a câmera retrato ou telefoto usa uma resolução menor, simplesmente porque tudo é igual, um espaçamento de pixels menor proporciona uma imagem de menor qualidade. Portanto, é feito um compromisso entre resolução e sensibilidade usando um chip pequeno de resolução um pouco menor. Por exemplo, alguns dos telefones Huawei têm uma câmera de telefoto 3x ou 5x em um sensor de 1/4″, 8 megapixels. Isso proporciona uma densidade de pixels de 82,32 MP/cm².

E, claro, as câmeras de lentes intercambiáveis têm a mesma densidade de pixels para qualquer lente, zoom ou outro tipo de lente.