Ile pikseli w aparacie?

 

Typowym parametrem podawanym przez producentów aparatów cyfrowych jest ilość pikseli matrycy CCD (lub rzadziej CMOS) w jaką wyposażony jest aparat. Parametr ten (niesłusznie!) handlowcy traktują jako swoistą wizytówkę jakości aparatu i podają jako podstawowy, charakteryzujący jakość sprzętu. Tymczasem na ostateczną jakość zdjęć zwykle większy wpływ ma jakość soczewek, elektronika aparatu, czy też parametry matrycy nie mające nic wspólnego  z samą rozdzielczością (chodzi o możliwość rejestrowania głębi kolorów, czy poziomów jasności).

Aktualnie (połowa 2008 r.) na rynku aparaty można z grubsza podzielić na:

2 - 3 MPix  - kategoria kategoria archaiczna lub zdecydowanie odchodząca w przeszłość, choć moim zdaniem wciąż godna zainteresowania, bo przy dobrej samej matrycy o niskich szumach jakość zdjęć w większości zastosowań jest bardzo dobra i zupełnie wystarcza w typowych sytuacjach. 
Elementy CCD mające 2-3 MPix są dziś stosowane raczej nie w aparatach cyfrowych, a w lepszych telefonach komórkowych z funkcją aparatu cyfrowego.
Niestety jakość zdjęć robionych telefonami często nie zadowala - i nie jest to wina ogólnej małej ilości pikseli, ale przede wszystkim słabymi soczewkami, i za dużą gęstością pikseli w przetworniku (liczoną w ilości pikseli skupionych na mm2).
Dlatego  aparaty cyfrowe w telefonach mają zwykle mniejsza możliwość zarejestrowania poprawnie palety kolorów. Wykorzystują też gorsze algorytmy obróbki cyfrowej ujęcia (w szczególności są to problemy z autofokusem, właściwym ustawieniem balansu bieli).
3 - 6 MPix (rozdzielczość zdjęć na poziomie od ok. 2000 x 1500 pikseli do 2300 x 1700 pikseli) - aktualna klasa niższa aparatów. Jednak myślę, że pod względem ilości pikseli zadowoli 95% typowych wymagań. Ostatnio aparaty 5 MPix i więcej są już powszechnie stosowane w cyfrówkach amatorskich. 
Choć z drugiej strony matryca 3 MPix pozwoli często na zapisanie lepszych zdjęć niż gorsza 5MPix. Wg mnie Mpix w aparacie amatorskim to już przesada, bo typowy "pstrykacz" wcale nie potrzebuje takiej szczegółowości ujęcia i zapewne, po jakimś czasie, będzie często robił zdjęcia w mniejszych rozdzielczościach (i słusznie!) nie wykorzystując w pełni możliwości aparatu (ale za to będzie mógł zapisać więcej zdjęć na tej samej karcie pamięci). 
6 - 10 MPix - klasa średnia aparatów. Zadowoli praktycznie ponad 95% amatorskich pstrykaczy.  Ja sam posiadam aktualnie aparat sześciomegapikselowy Sony DSC H2 i absolutnie nie odczuwam żadnego dyskomfortu z powodu braku większej rozdzielczości. Wręcz przeciwnie - często ustawiam aparat na robienie mniejszych zdjęć - np. 2 albo 3 megapiksele. Różnica w zrobionym obrazie jest praktycznie niedostrzegalna, a karta pomieści (później w archiwizacji dysk twardy, czy płyta DVD) 2-3 razy tyle zdjęć, niż przy maksymalnej 6 MPix rozdzielczości.
Palac_kultury1.JPG (13368 bytes)10 MPix i więcej - teoretycznie klasa profesjonalna. Amatorom takie rozdzielczości są naprawdę niepotrzebne (choć część producentów oferuje aparaty amatorskie w tej klasie). W rzeczywistości jednak również profesjonalista byłby chyba bardziej zadowolony z aparatu 6 MPix z dużą rozmiarami matrycą, niż 12 MPix z mniejszą (licząc w mm).

Gdy więcej (pikseli) znaczy gorzej...

Ogólnie logiczne (z pozoru) wydaje się, że im więcej tych pikseli tym lepiej. Jednak tak jest tylko "z grubsza", bo rzeczywistość okazuje się nieco bardziej skomplikowana. Wynika to z faktu, że

Zwiększanie przez producentów aparatów ilości pikseli zwykle odbywa się, niestety, KOSZTEM jakości zdjęć pod innymi względami!

Duża ilość pikseli matrycy CCD, oprócz dostępu do większej szczegółowości rejestrowanych detali obrazu, niesie ze sobą istotne elementy negatywne:

znaczący wzrost szumów na zdjęciach - im więcej elementów światłoczułych ma matryca, tym mniej miejsca zajmuje jeden element i, automatycznie tym mniej światła go oświetla. W efekcie mniej dokładna staje się zebrana informacja o szczegółach obrazu, bo piskel o wielkości 10 mikronów kwadratowych gorzej rejestruje słabe światło, niż czujnik o wielkości 20 mikronów kwadratowych (m.in. dlatego, że zbiera je z mniejszego obszaru). Można sprawę nieco poprawić zwiększaniem czułości pojedynczego elementu światłoczułego, jednak ograniczenia materiałowo - technologiczne ograniczają konstruktorów w tym względzie - efektem ubocznym zwiększania czułości jest wzrostu szumów.
gorsze możliwości rejestrowania obszarów o słabiej oświetlonych.
ogólna gorsza charakterystyka tonalna - gorsze oddanie przejść i mniejsze nasycenie kolorów obrazu.
wzrost objętości zdjęć. Dużo pikseli oznacza, że jedno zdjęcie ma znacznie więcej kilobajtów objętości. W efekcie na karcie pamięci zmieści się mniej zarejestrowanych fotografii. I jeśli taka szczegółowość naprawdę nie jest nam szczególnie potrzebna, to oznacza tylko stratę.
większa podatność na poruszenia i wady optyki aparatu
dłuższy czas zapisu zdjęcia, bo procesor aparatu musi przetwarzać większe pliki.
wyższa cena (w szczególności jeśli chcemy mieć nie tylko wyższą rozdzielczość, ale także ogólnie lepszą jakość zdjęć)
Tak więc ze wzrostem ilości pikseli mamy jedną korzyść - większą szczegółowość (która i tak już w aparacie 2-3 MPix zwykle przekracza nasza potrzeby), a przy tym wiele wad. Dlatego z zadowoleniem powitałem inicjatywę serwisu o aparatach cyfrowych dpreview, polegającą na podawaniu w opisie aparatów nie tylko ilości megapikseli ale także gęstości pikseli. Bo gęstość upakowania pikseli w elemencie CCD ma zdecydowanie większy wpływ na jakość zdjęć, niż sama ilość pikseli.

A ponieważ w typowych przypadkach, robienie superszczegółowych i dokładnych odwzorowań obrazu nie jest nam potrzebne (przecież już szczegółowość 2MPix to naprawdę dużo - to tyle, ile mieści telewizor full HD), lepiej jest posługiwać się mniejszą rozdzielczością. W szczególności jeżeli zdjęcie ma być wydrukowane w całości, to przy nadmiarowej ilości pikseli matrycy, niepotrzebne dane (dane z nadmiarowych pikseli) i tak zostaną pominięte.
Więcej informacji o rozdzielczościach zdjęć można znaleźć w rozdziale Przeliczenie pikseli na rozmiar odbitki po wywołaniu.

Oczywiście dobra matryca o dużej rozdzielczości to też i plusy:

daje możliwość lepszego powiększania (kadrowania) fragmentów zdjęcia.
zwiększa zakres zoomu cyfrowego

ale plusy te uwidaczniają się dopiero w odpowiednich warunkach i zwykle "przegrywają" z minusami - tzn. lepiej jest jeśli tę samą powierzchnię czujnika CCD producent przeznaczy nie na wzrost liczby pikseli, ale na polepszenie parametrów działania (zwiększenie rozmiaru) samych pojedynczych pikseli..

Podsumowując - uważam, że matryca 2 - 3 MPix (uznawana ostatnio jako zbyt słaba i właściwie odchodząca już do lamusa) w większości przypadków zaspokoiłaby wymagania przeciętnego (a nawet średnio zaawansowanego) fotografa. Wynika to dodatkowo z faktu, że standard drukarski 300 dpi - przy wielkości odbitki 10 cm x 15 cm -  odpowiada w przybliżeniu zdjęciu 2 MPix. Jeśli więc ktoś i tak nie ma zamiaru robić większych odbitek (bo drogie, i trudniej je przechowywać), ani "zabawiać się" częstym kadrowaniem ujęć, to i tak nie wykorzysta większej rozdzielczości swojego aparatu. 
A nawet jeżeli kupi on aparat o większych możliwościach pod tym względem, to zapisywanie obrazów (tych tylko do wywołania, a nie obróbki) w zmniejszonej rozdzielczości (np. 1600 x 1200) będzie jak najbardziej celowe.

Jednak jakość aparatu mierzy się nie tylko ilością elementów matrycy. Bardzo często ważniejsze stają się pozostałe cechy aparatu (patrz: Od czego jeszcze zależy jakość aparatu cyfrowego?).
Podświetlana fontanna w Dusznikach Zdroju.