2

Podstawy fotografii (smartfonem) – Rozdzielczość to nie tylko megapiksele. To znacznie więcej

Przyjęło się, że więcej = lepiej. Większy telewizor, większy smartfon, więcej megapikseli, ale czy to aby na pewno jest takie proste?

Rozdzielczość określa liczbę pikseli, z jakiej składa się pojedyncze zdjęcie

Jak już wspomnieliśmy sobie przy okazji omawiania zoomu, zdjęcie składa się z pikseli. Nie z dziesiątek, nie z setek, nie z tysięcy, a z milionów pikseli, z których każdy wyświetla tylko jeden kolor w danym momencie. Połączenie dużej ich ilości składa się w jedną, spójną całość, czyli zdjęcie, bądź materiał wideo.

Z kolei w aparatach piksel to najmniejszy element sensora światłoczułego, który „łapie” światło i zapisuje je w postaci informacji. Ilość pikseli jest wyrażona w MP/ Mpx (MegaPiksel), a sam przedrostek Mega oznacza ‘milion’. Zatem iPhone 11 ma 12 mln pikseli, a Samsung Galaxy S20 Ultra aż 108 mln!

I choć ilość pikseli jest istotna, w końcu określa rozdzielczość zdjęcia, to nie mówi wiele o faktycznej szczegółowości i jakości obrazu.

Rozdzielczość to nie tylko ilość pikseli. To także zdolność do wyraźnego przedstawiania drobnych szczegółów

Rozdzielczość nie jest terminem zarezerwowanym wyłącznie dla aparatów fotograficznych i określania ilości pikseli. O rozdzielczości mówi się także w kontekście słuchawek, których ilość pikseli nie dotyczy. Jest tak, ponieważ rozdzielczość ma kilka znaczeń. Pierwsze wyraża ilość pikseli. Drugie określa zdolność do wyraźnego ukazywania drobnych detali i subtelności (tzw. rozdzielczość kątowa).

Dlatego też, po wyrazie „rozdzielczość” często występuje drugi wyraz, precyzujący o jakiej rozdzielczości mowa, np. rozdzielczość dźwięku (w przypadku sprzętu audio), rozdzielczość optyczna (w obiektywach), rozdzielczość kątowa (w przypadku dowolnego urządzenia tworzącego obraz, np. aparat, obiektyw, mikroskop, teleskop, ludzkie oko).

Różnicę między tymi dwoma znaczeniami można zobaczyć na poniższych zdjęciach.

Źródło: Wikipedia

• zdjęcie z lewej strony ma wyższą ilość pikseli, ale słabą rozdzielczość kątową,
• drugie zdjęcie ma niższą ilość pikseli, ale znacznie wyższą rozdzielczość kątową.

Na rozdzielczość kątową składa się kilka elementów:

  • ilość pikseli
  • rozmiar matrycy (APS-C, pełna klatka, itp.)
  • ISO
  • rozdzielczość (ostrość) obiektywu
  • wady optyczne

Nie tylko ilość, czyli rozmiar ma znaczenie

Przyjęło się mówić, że większe piksele „łapią” więcej światła, jednak co to właściwie oznacza?

Piksele „łapią” światło i zapisują je w postaci informacji, które mogą być dobre lub złe. Te drugie nazywane są szumem.

Wpływa on na szczegółowość zdjęcia oraz wierność kolorów redukując ich jakość, a co za tym idzie, finalny wygląd obrazka.

Niezależnie od rozmiaru, piksele zbierają tyle samo szumu. Jednakże, im większy jest rozmiar piksela, tym więcej jest dobrych informacji względem tych złych, dzięki czemu są one dużo mniej widoczne na zdjęciu. Nazywa się to SNR (Signal-to-Noise Ratio, czyli po polsku: Stosunek Sygnału do Szumu).

Jest to bardzo istotne, ponieważ zdjęcia z matrycy o malutkich pikselach oraz z matrycy o dużych pikselach, przy tych samych ustawieniach ekspozycji, muszą być tak samo jasne. Mniejsze piksele zbierają mniej światła, dlatego wymagają silniejszego rozjaśniania, co uwydatnia szumy, tym samym pogarszając jakość zdjęcia.

Chociaż nie zawsze jest to takie oczywiste, ponieważ matryce stosowane w aparatach i smartfonach są stale rozwijane, a przetwarzanie obrazu i redukcja szumu stają się coraz lepsze, dzięki czemu więcej pikseli o niewielkim rozmiarze może zapewnić mniej szumu niż mniej pikseli o większym rozmiarze, jak miało to miejsce przy aparatach Nikon D7100 oraz D7000, gdzie nowszy model zapewniał mniej szumu, pomimo wyższej rozdzielczości zdjęcia.

Źródło: Wikipedia

Rozmiar matryc w smartfonach waha się od 1/4” do 1/ 1.2”, np.

  • iPhone 11 Pro – 1/ 2.55” (aparat standardowy)
  • Xperia 1 II – 1/ 1.7” (aparat standardowy)
  • Samsung Galaxy S20 Ultra – 1/ 1.3” (aparat 108 Mpx)

 Źródło: Sony

Obiektyw również ma swoją rozdzielczość

Podobnie jak matryca, tak i obiektyw ma swoją rozdzielczość, czyli zdolność do wyraźnego rozróżnienia blisko położonych obiektów/ punktów, np. określonej liczby linii na 1mm obrazu. Dobrym przykładem jest wzór, który sprawia problemy wielu urządzeniom – prążki moiré.

Źródło: Wikipedia

Na rozdzielczość optyki wpływają jej niedoskonałości, takie jak:

a) aberracja chromatyczna – widoczne obwódki wokół kontrastowych krawędzi. Zazwyczaj przyjmują jeden z następujących kolorów: purpurowy/ czerwony/ niebieski/ zielony/ cyjan.

Źródło: Wikipedia

b) winietowanie – wada optyki polegająca na niedoświetlaniu krawędzi kadru, przez co obszar ten jest ciemniejszy. Wynika to z niewystarczającego pola obrazowania obiektywu, co oznacza, iż przepuszczane przez obiektyw światło nie naświetla matrycy w sposób równomierny.

c) zniekształcenia geometryczne (dystorsja) – wada optyki powodująca zniekształcanie geometrii obrazu. Najczęściej spotykane zniekształcenia to dystorsja beczkowata i poduszkowa. Ta pierwsza jest często spotykana w obiektywach szerokokątnych.

Źródło: Wikipedia

– Dystorsja beczkowata

– Dystorsja poduszkowa

Źródło: Wikipedia

d) brak ostrości na brzegach kadru – wada obiektywu powodująca brak ostrości poza centrum kadru. Jest to problem widoczny w niektórych smartfonach o wysokiej rozdzielczości zdjęć (Mi Note 10 – 108 Mpx) oraz w niektórych z niską (np. w Xperii)

Wysoka rozdzielczość ułatwia pracę i zabezpiecza na przyszłość

Pstrykanie fotek w wysokiej rozdzielczości ma wiele zalet, a jedną z ważniejszych jest przycinanie zdjęć.

Zoomowanie i przycinanie to bardzo podobne zabiegi. Z tą różnicą, że pierwszy odbywa się bezpośrednio w aplikacji aparatu, a drugi w zewnętrznym programie. Przycinanie zdjęcia o wysokiej rozdzielczości daje duże możliwości podczas edycji, np. umożliwia zmianę kompozycji, zmianę głównego elementu na zdjęciu. Chętnie korzystają z tego zarówno fotografowie, którzy dzięki połączeniu zooomu optycznego oraz przycinania zdjęć są w stanie zapewnić niesamowite zdjęcia dzikich zwierząt, jak i filmowcy, którzy mogą przybliżać obraz i zmieniać rozmieszczenie elementów w kadrze bez strat na jakości finalnego obrazka.

Obecność zdjęć w świecie cyfrowym i analogowym

Wiele zdjęć ginie w odmętach albumów na smartfonach, czy PC. Czasami jednak ma się ochotę wydrukować zdjęcie lub podzielić się nim na jakimś serwisie internetowym.

Poprzez „drukowanie” nie mam na myśli drukowania na zwykłych, białych kartkach na domowej drukarce, a skorzystanie z dedykowanego papieru fotograficznego oraz drukarek. Tego typu zdjęcia składają się z małych, kolorowych kropek (odpowiedników piksela), których gęstość wyrażona jest w DPI (Dots per Inch, czyli kropki na cal). Im więcej kropek przypada na jeden cal materiału, tym wyraźniejszy i bogatszy w szczegóły może być obrazek.

Do wydruku szczegółowych odbitek przydatne są DPI 300 i większe, a samo przeliczenie wymaganej rozdzielczości jest proste, jednak trzeba wziąć pod uwagę fakt, iż w Polsce posługujemy się nie calami, a centymetrami, gdzie 1 cal to 2.54 cm.

Zatem wymagana rozdzielczość dla uzyskania DPI 300 w przypadku popularnych formatów wynosi:

  • 10×13 cm = 1182×1536 px
  • 20×30 cm = 2364×3543 px
  • 30×40 cm = 3543×4725 px
  • 30×45 cm = 3543×5316 px

Inaczej wygląda to w przypadku różnych zastosowań cyfrowych, np. wykorzystanie zdjęcia jako tapety, czy obrazka na blogu.

Jeśli zdjęcie ma posłużyć jako tapeta, warto wziąć pod uwagę popularne rozdzielczości ekranów. Zarówno na rynku PC, jak i w świecie mobilnym, prym wiedzie 1080p, lecz 1440p oraz 2160p wciąż zyskują na popularności, a promowanie telewizorów i ekranów 4K w sklepach dodatkowo zachęca do sięgnięcia po wyższą rozdzielczość. Wciąż nie są to jednak rozdzielczości wymagające dużych zdjęć.

Rozdzielczości popularnych ekranów 16:9 prezentują się następująco:

  • 720p – 1280×720 px, co przekłada się na około 1 Mpx
  • 1080p – 1920×1080 px, co daje około 2 Mpx
  • 1440p – 2560×1440 px, co daje około 3,7 Mpx
  • 2160p (4K) – 3840×2160 px, co przekłada się na 8,3 Mpx

Nieco inaczej wygląda to w przypadku publikowania zdjęć w sieci, bowiem każdy serwis i branża kieruje się własnymi kryteriami.

Serwisy pozwalające fotografom dzielić się efektami swojej pracy i zarabiać na nich pieniądze celują w wysoką rozdzielczość zdjęć oraz wysokiej jakości kompresję. Dla przykładu, serwis EyeEm automatycznie odrzuca zdjęcia o rozdzielczości poniżej 4 Mpx.

W przypadku blogów priorytet ma nie jakość, a waga, bowiem wpływa ona na długość wczytywania się danej strony/ tekstu. Dlatego też wiele serwisów wykorzystuje zdjęcia o rozdzielczości wahającej się między 700-2000 px oraz zapisie, który pozwoli zaoszczędzić dodatkowe KB miejsca.

Podsumowując

Patrząc na specyfikację aparatu, czy też smartfona warto mieć świadomość, że więcej nie zawsze znaczy lepiej. Fotografia może być czarno-biała, lecz odpowiedzi na wiele pytań takie nie są.

 

Materiały z tej serii:

1. Podstawy ekspozycji

2. Podstawy kompozycji

3. Jak utrzymać ład i porządek na zdjęciu

4. Pierwszy, drugi i trzeci plan

5. Balans bieli. Co to jest i dlaczego jest takie ważne

6. Najlepsza pora na robienie zdjęć

7. Dane EXIF, co to jest i kiedy się przydaje?

8. Technika Low-key

9. Cała prawda o zoomie

10. Rozdzielczość to nie tylko megapiksele. To znacznie więcej

11. Quad-Bayer i Nonacell to nadzieja na lepszą jakość zdjęć

12. Czy zapis RAW ma sens w erze fotografii obliczeniowej?