Od kiedy narzędzia cyfrowe zdominowały fotografię, podstawowym parametrem aparatów fotograficznych stała się liczba megapikseli (w skrócie MP). Producenci przez pewien czas prześcigali się w zwiększaniu tego parametru, ale w ostatnim czasie na szczęście trochę przystopowali. Ale o czym decyduje ten parametr i czy naprawdę jest tak istotny? Czy więcej megapikseli znaczy lepiej?

Jak działa matryca i czym są piksele?

Matryca aparatu fotograficznego (w tym także tego w smartfonie) to prostokąt z bardzo gęsto upakowanymi elementami światłoczułymi, z których każdy rejestruje jedną z 3 składowych kolorystycznych – zieloną, czerwoną lub niebieską. Ten sposób ułożenia nazywa się filtrem Bayera. Tak naprawdę każdy z elementów światłoczułych jest taki sam, a o tym jaką barwę rejestruje, decyduje kolor filtra umiejscowionego nad konkretnym czujnikiem. Istotne jest to, że matryca wygląda w powiększeniu jak na schemacie poniżej.

Skoro każdy z czujników rejestruje tylko jedną składową, to trzeba to w jakiś sposób przekształcić te informacje na faktyczny kolor. Elektronika aparatu robi to na bieżąco przy zastosowaniu prostego algorytmu. Jeśli przyjrzycie się uważnie obrazkowi przedstawiającemu matrycę, dostrzeżecie charakterystyczny rozkład o wymiarze 2 x 2 powtarzający się na całej powierzchni (na obrazku pokazany w powiększeniu). Składa się z dwóch elementów zielonych, jednego czerwonego i jednego niebieskiego. Zielone są dwa, co ma odwzorować fakt większej czułości ludzkiego oka na barwę zieloną. Wszystko działa mniej więcej tak, że każdy z takich kwadratów 2 x 2 służy do wyznaczenia 3 składowych pojedynczego docelowego piksela – czerwonej, zielonej i niebieskiej. A że ilość takich danych liczymy w milionach, to możemy z nich zbudować obraz, gdzie każdy piksel to punkt o określonym kolorze, znajdujący się w swojego rodzaju ramce. Przyjąłem pewne założenia dla uproszenia zagadnienia, bo oczywiście filtry mogą być trochę inne, a i algorytmy tłumaczenia tego co rejestruje matryca na faktyczne piksele mogą się różnić pomiędzy producentami.

Dlaczego megapiksele?

Skoro wszędzie powyżej używałem określenia “piksel”, to skąd te megapiksele? Przedrostek mega, pochodzi z greki i oznacza milion. Czyli ilość megapikseli, można tłumaczyć jako liczba milionów pikseli – np. 24 megapiksele to 24 miliony pikseli. Dużo, ale i mało, ale o tym dalej.

Liczba a rozmiar pojedynczego piksela

Tu zaczynamy wchodzić na kolejny poziom skomplikowania. No bo ilość megapikseli to jedno, ale nie mniej istotnym jest rozmiar fizyczny całej matrycy światłoczułej. Te dwie informacje przekładają się wprost na fizyczną wielkość pojedynczych elementów światłoczułych. Matryce w aparatach fotograficznych czy smartfonach mogą mieć bardzo różne rozmiary.

Dlaczego rozmiar pojedynczego elementu światłoczułego ma takie znaczenie? Sprawa znów wydaje się prosta i logiczna. Otóż im większy czujnik, tym działa bardziej precyzyjnie oraz jest w stanie zarejestrować więcej światła. Ma to kolosalne znaczenie dla jakości obrazu w kontekście ilości szumu. Niewielkie czujniki oznaczają małą wrażliwość na światło w trudnych warunkach (gdy jest ciemniej), a to oznacza konieczność sztucznego wzmacniania sygnału i powoduje pojawienie się szumu. Dlatego jakość obrazu z 24-megapikselowej matrycy pełnoklatkowej (na diagramie “full frame”) będzie bez porównania lepsza niż takiej ze smartfona (np. 1/2.3″). To oczywiście skrajny przypadek i przykład, bo są smartfony z większymi matrycami, a i tylko niektóre aparaty są wyposażone w sensory pełnoklatkowe. Chodzi jednak o pokazanie zależności. Przypominam, że same fizyczne wymiary matrycy bez podania liczby megapikseli nie powiedzą nam czy jakość obrazu w zakresie szumu będzie lepsza czy gorsza. Tu istotne jest powiązanie tych dwóch danych.

Dużo megapikseli a jakość obiektywu

Kolejnym aspektem, jaki w tym zagadnieniu należy brać pod uwagę jest rozdzielczość optyczna obiektywu. Każdy jest zoptymalizowany pod kątem jakości rozdzielczej dla pewnego zakresu liczby megapikseli. Te tańsze będą dawały w miarę ostry obraz na aparatach z matrycami ok. 20 megapikseli. Jeśli jednak taki sam obiektyw podepniemy do aparatu z matrycą 45 czy 50 megapikseli, okaże się, że obraz nie jest tak ostry jak na matrycy o mniejszej liczbie megapikseli. Aparaty z gęstszymi matrycami (bo chodzi tu tak naprawdę nie o rozmiar matrycy a o gęstość upakowania elementów światłoczułych) wymagają obiektywów zbudowanych ze szkła o lepszej zdolności rozdzielczej, czyli po prostu droższych. W przeciwnym razie obraz będzie jakby delikatnie zamglony.

Dużo megapikseli to duże pliki

Tutaj nie można mieć żadnych złudzeń. Więcej megapikseli na matrycy to więcej danych, a więcej danych to większe pliki. I to zarówno JPG jak i RAW, choć w przypadku RAWów będzie to bardziej odczuwalne. Kupując aparat z dużą liczbą megapikseli musicie mieć świadomość, że nie dość, że karty i dyski będą się znacznie szybciej zapełniać, to jeszcze obróbka zdjęć będzie wymagała znacznie mocniejszego komputera.

Podsumujmy zatem:

• Dużo megapikseli to duże pliki – potrzebne są większe dyski oraz mocniejszy komputer do obróbki zdjęć;
• Dużo megapikseli to konieczność posiadania droższych obiektywów o lepszej zdolności rozdzielczej;
• Dużo megapikseli to również zwiększone ryzyko większego szumu.

Kiedy dużo megapikseli ma sens?

Kiedy tak naprawdę może się nam przydać dużo pikseli? Są przynajmniej dwie sytuacje, kiedy nadmiar megapikseli, nawet pewnym kosztem jakości, bardzo pomaga.

Jak dużych wydruków potrzebujesz?

Pierwszą sytuacją, w której dużo pikseli jest niezbędne, są wydruki dużych rozmiarów. Ale jaki to jest duży rozmiar? Tu przychodzi z pomocą prosta matematyka. Potrzebujemy przyjąć pewne założenie, a mianowicie jakość wydruku na poziomie 300 dpi, czyli punktów na cal. Zwykle przyjmuje się ją jako standard, choć czasami zdarzają się odstępstwa zależnie od użytej technologii. Bezpiecznie jest jednak przyjąć, że te 300 dpi to obowiązujący standard dla wydruków jakości fotograficznej. Oznacza to, że na długości 1 cala (2,54 cm) znajduje się 300 punktów. Mamy zatem formułę, która podpowie nam ile pikseli musi mieć nasze zdjęcie, żeby dało się je wydrukować w określonym rozmiarze. I tak dla przykładu:

• Chcemy wydrukować zdjęcie do albumu rodzinnego w rozmiarze 10 x 15 cm. A zatem na krótszym boku dla zapewnienia jakości fotograficznej musimy mieć 10 x 300 / 2,54 = 1181 pikseli. Dla dłuższego boku to z kolei: 15 x 300 / 2,54 = 1772 piksele. Zatem, żeby wydrukować zdjęcie w rozmiarze 10 x 15 cm potrzebujemy pliku o wymiarach 1181 x 1772 piksele. A ile to megapikseli wychodzi? Jak przemnożymy wartości przez siebie otrzymamy, że 1181 x 1772 = 2 092 732 pikseli, czyli niewiele ponad 2 megapiksele. Tylko!
• Robiąc podobne wyliczenia dla wydruku w rozmiarze ok. A4 (20 x 30 cm) wyjdzie nam, że plik musi mieć wymiary 2362 x 3543 pikseli, czyli 8,4 megapiksela. Czyli znów znacznie mniej niż współczesne matryce aparatów.
• Dopiero przy rozmiarze ok. A3, czyli 30 x 45 cm potrzebujemy plik 18,8 megapiksela. Zatem nadal jest to mniej niż współczesne matryce.

Z powyższych przykładów wynika, że dopiero naprawdę duże wydruki (np. na wystawę fotograficzną w dużym formacie) wymagają zdjęć o dużej ilości pikseli. Zważywszy, że i tak ogromna większość obecnych kreacji fotograficznych znajduje ujście wyłącznie na mediach społecznościowych, to ilość megapikseli w aparacie nie ma żadnego znaczenia. Dlaczego? Wymiary ekranów, na których wyświetlane są zdjęcia to Full HD, czyli 1920 x 1080 pikseli, odpowiadający niewiele ponad 2 megapikselom. Czasem ekrany mają trochę wyższą rozdzielczość, ale to nadal bardzo niewiele w porównaniu z wielkościami matryc aparatów.

Możliwość ostrego przycinania zdjęć

Tu dochodzimy do głównej i najbardziej uzasadnionej przyczyny posiadania aparatu z dużą (w sensie liczby pikseli) matrycą. Dla mnie osobiście jest to nieodłączny element fotografowania, a chodzi o możliwość przycinania zdjęć (tzw. cropowania). Wiem, że wiele osób trzyma się sztywno zasady, że kadry komponuje tylko w trakcie robienia zdjęcia w terenie. W trakcie obróbki pozwalają sobie ewentualnie na drobne korekty. Inni ustalili sobie granicę przycinania do jakiejś arbitralnej wartości, np. o 30%, nie więcej. To wynika z pojawiania się często w regulaminach konkursów tego typu ograniczenia. Zdecydowanie sztucznego i w mojej opinii kompletnie bez sensu. Dlaczego? Bo wycinając nawet 70% kadru (zostawiając jedynie 30%) ze zdjęcia zrobionego na matrycy w wysokiej rozdzielczości i z odpowiednim jakościowo obiektywem, będziemy mieć lepsze jakościowo zdjęcie niż po wycięciu 30% (zostawiając 70%) kadru ze zdjęcia zrobionego aparatem z małą matrycą i słabym jakościowo obiektywem. Po co sztucznie ustalane wartości, skoro nie odpowiadają one realnie zachowaniu jakości? Moim zdaniem w przycinaniu zdjęć każdy powinien ustalić swoje własne kryteria zależnie od tego jaki jest przeznaczenie zdjęć i na jakiej jakości mu zależy.

Czasami potrzeba ostrego przycinania zdjęć wynika z faktu, że nie mogliśmy się znaleźć odpowiednio blisko danego obiektu, albo nie mieliśmy ze sobą odpowiedniego sprzętu. A czasami nas po prostu nie stać na niego. Ptaki w locie są dynamiczne, niektóre często zmieniają kierunek, trudno je złapać w kadrze i podążać za nimi. W takich sytuacjach lepiej jest ustawić krótszą ogniskową z założeniem, że będziemy zdjęcie przycinać. Łatwiej złapiemy ptaka w kadrze, gdy zmieni kierunek to “nie ucieknie nam z wizjera” i zdjęcie będziemy mieć. Mieć, a nie mieć, o to tutaj idzie gra. Niektóre ptaki są bardziej płochliwe i nawet mając ogniskową 600mm nie jesteśmy w stanie być odpowiednio blisko. Wówczas także będziemy skazani na cropowanie lub w ogóle odpuszczenie sobie fotografowania. W przypadku mojej drugiej fotograficznej pasji – samolotów – sytuacja jest jeszcze trudniejsza. Tam obiekty, które fotografuję, są często na tyle daleko, że nawet przy 600mm stanowią tylko mały wycinek kadru. Bez przycinania nie byłoby wielu dobrych zdjęć.

Podsumowanie

Zatem czy więcej megapikseli znaczy lepiej? Jak widać to zależy. Przede wszystkim od przeznaczenia zdjęć, które robimy. Jeśli zamierzamy nasze fotografie wydrukować w naprawdę dużym formacie (większym niż A3 / 30x45cm), wówczas gęsta matryca mająca ponad 24 megapiksele jest bardzo wskazana. Drugim powodem dla posiadania aparatu z wielopikselową matrycą, może być charakter fotografii wymagający ciasnego przycinania zdjęć przy zachowaniu dobrej ich jakości. Można powiedzieć, że jeśli nie drukujesz zdjęć i jesteś w stanie być odpowiednio blisko fotografowanych obiektów, wówczas nadmiernie gęsta w piksele matryca będzie wręcz problemem.