При условии сохранения физического размера матрицы. Грубая качественная прикидка: увеличили количество пикселов при сохранении размера матрицы - площадь пикселей уменьшилась, света стало попадать меньше, уровень полезного сигнала снизился при том же уровне шумового сигнала - отношение сигнал/шум уменьшилось. Вот и вся арифметика. При хорошем освещении - да, можно и не ощутить этого, но ощутить увеличение разрешения, но попробуйте сравнить снимки при плохой освещенности.

Ну это всего лишь теория
А практически все обстоит совсем по другому. 12 Мп матрица не только дает солидное преимущество при хорошем свете, но и имеет более высокую чувствительность - исо 6400 против 3200 у 6 мп матрицы. При этом попиксельный шум на исо 3200 у 12 мп матрицы по крайней мере не сильнее.
Также как информация для размышления - можно сравнить работу матриц D3 и D3s

PS: Кроме АА-фильтра на картинку заметное влияние окажет ее метод визуализации. Это может быть камерный jpeg с различными настройками шумодава и "программной резкости", либо преобразование проводилось в каком-нибудь конвертере. Различные конверторы различаются вариантом дебайеризации и различными настройками, соответственно и получаемой детализацией на выходе
Так что до "физического уровня" не так то просто добраться, а тем более составить его математическую модель

как это до физического уровня не добраться? берёте оригинальный RAW и колупаетесь. dcraw вам в помощь.

Воот! Это уже правильный подход!
Но ни один из участников обсуждения его не озвучил.

А на практике повышение чувчтвительности метриц - это исключительно следствие прогресса в технологии производства метриц. Если сравнивать матрицы одного технологического уровня у "мыльниц" с их 1/2" матрицей и full frame зеркалок, то получится, что у Canon 5D с 13 МП более чем рабочая чуствительность 800, а у "мыльниц" того же периода выпуска с 8 МП - на 200 уже заметное зерно. У 5D MarkII резкое повышение чувствительностти произошо из-за перехода на новые метрицы, а не потому, что матрица стала 22 МП. То есть более правильным было бы для производителей "мыльниц" не гнаться за абсолютно никому не нужными (кроме гадов-маркетологов) мегапикселями, а идти по пути увеличения чувствительности.

Определяется: точностью изготовления линз, аберрациями (которые полностью скомпенсированы быть не могут),
качеством стекла, дифракцией, пост-обработкой изображения.
В зависимости от условий съемки те или иные параметры могут становиться определяющими.

и уровня технологии (кремний, микролинзы, ... вплоть до АЦП и трассировки плат).


А Вы уверены, что это матрицы одного уровня технолгии? Скажем, для кенона сравнивать можно A610 и A620 между собой, но не с A630 и A640, которые можно сравнивать между собой, а между этими двумя парами произошло изменение технологии. Насколько я знаю, уменьшена площадь нефоточувствительной части пиксела и микролинзы хитрее стали.
А вот если сравнивать А610 и А620 при одинаковых настройках камер, то заметно, что на малых ISO и ярком освещении, контрастных объектах 620-ый по разрешению выигрывает, а вот на высоких ISO и малоконтрастных объектах разница уже малозаметна.

А Вы что, про dcraw document mode не слышали? (типа очень удивлённый смайлик).
На такую глубину обсуждение ещё не забиралось.

"до физического уровня" я "добирался" на парах соневских матриц ICX405/ICX409, ICX255/ICX259, подключенных к одним и тем же усилителям/АЦП и с теми же объективами (в том числе физически одним и тем же, а не просто по одной схеме собранным). ICX055/ICX059 сравнивались в незначительных количествах (059-ых было только несколько штук для поиграться и этот параметр мы тогда, кажется, не смотрели вообще).
Никакой "неизвестной внутрикамерной обработки" и быть не могло, всё собственное.
На малоконтрастных (ну, 2-5%) объектах при большом усилении перед АЦП (~"большом ИСО") разрешение в горизонтальном направлении (где у xx9-ых матриц в полтора раза больше пикселов, чем у xx5-ых) практически не отличается. Вот такая "всего лишь теория". А физика у этих сенсоров и многомегапиксельных фотографических достаточно одинаковая. Некоторые вещи только усугубляются из-за ещё меньшего размера пиксела.

Уверен, что технологии абсолютно разные
Просто EUrry писал только про площадь матрицы, вот я и добавил этот контрпример.


Поэтому я и пишу про выбор разрешения матрицы в контексте задачи. Например, если снимать в студии, то минимальные ИСО дадут возможность хорошо проявить себя многопиксельной матрице. А для вечернего репортажа нужна, несомненно, абсолютно другая матрица.



Нет там никакого резкого повышения чувствительности
Если привести его к 12 мп и сравнить с D5000 на средних и высоких ИСО, то шумы будут точно такие же.
У 7D на 12 мп шумы будут больше, чем у D5000.
Миф про чувствительность возник во время шумной компании по анонсу 5D2, когда бессовестные личности цинично по всем форумам разбрасывали зашумодавленные до пластика примеры, утверждая, что шумодав отсутствует.

Кстати, я не вижу ничего плохого в увеличении количества мегапикселей. Что мешает при 20МП и плохом освещении взять шумодав и усреднить, например 4ре соседних пикселя. Получится разрешение 5МП - вполне нормально, по моему.
А во вторых, ребята на фотофорумах обсуждали - шум при печати на бумаге совсем не так заметен, как на мониторе. Точнее почти не заметен при заметно более высоких ИСО.