Co je dobré vědět o megapixelech

Rozlišení snímačů rok od roku roste. Pokaždé, když některý z výrobců přijde s dalším skokovým zvýšením rozlišení ve svých přístrojích, začnou se ozývat kritické hlasy: Kam až to zajde? Kdo to potřebuje? A je to vůbec k něčemu?

Megapixely a obrazová kvalita

Každý, kdo se o digitální fotografii jen trochu zajímá, ví, že obrazová kvalita není jen o megapixelech. Ne snad, že by na rozlišení vůbec nezáleželo. Už řadu let ale v naprosté většině situací není tím hlavním.

Za prvé megapixely souvisí jen s jedním aspektem obrazové kvality a tím je ostrost / kresba jemných detailů. Neříkají nic o dynamickém rozsahu, schopnosti rozlišovat jemné barevné rozdíly, aj.

Za druhé, i co se kresby týče, představuje rozlišení snímače jen jeden článek řetězu, a typicky ne ten nejslabší. Zpravidla mívá mnohem větší vliv přesnost zaostření, absence nechtěné pohybové neostrosti, kvalita optiky a velikost senzoru.

Obrazová kvalita není dána jen rozlišením
Tyto dva obrázky mají stejné rozlišení, přesto pravý je technicky mnohem kvalitnější. Nejvíce je to patrné na kresbě jemných struktur (viz zvětšená část).
Tip: Pokud se vám rozdíl zdá málo zřetelný, zvětšete si stránku pomocí Ctrl + (kolečko myši).

Je tedy "honba za megapixely" zcela zbytečná a nemístná? Ne tak docela. Řetěz je tak silný jako jeho nejslabší článek a přestože ve většině případů je megapixelů dost, rozhodně existují situace, kdy se megapixely tím nejslabším článkem řetězu stávají - a pak se hodí, když jich je více.

Pokud je snímač dost velký, fotíme z dobrého stativu, kvalitní optikou a velmi precizně zaostříme, pak se při nejmenším ve středu obrazového pole skutečně megapixely stávají oním kritickým článkem soustavy a např. určují, jak malý výřez je ještě použitelný.

Na druhou stranu u kompaktu, který má miniaturní snímač, nejde u něho vypnout agresivní softwarové doostřování a redukce šumu a na stativ ani nemá závit, u toho je opravdu úplně jedno, jestli ho zdobí štítek "6 Mpx" nebo "20 Mpx".

Jinými slovy, vysoké rozlišení má smysl jen tehdy, když jsme schopni a ochotni i ostatní články onoho řetězu posílit a pozvednout na srovnatelnou kvalitativní úroveň.

Při úvahách o (ne)potřebnosti vyššího rozlišení je zároveň dobré zohlednit některé další okolnosti, např. že:

Megapixely jsou plošná míra

Obrázek, který má 3000 bodů na šířku a 2000 na výšku má celkem 3000 x 2000 = 6 000 000 pixelů, tzn. 6 Mpx. Pokud bychom chtěli zachytit dvakrát jemnější detaily, potřebovali bychom 6000 x 4000 bodů a tedy celých 24 Mpx.

Jinými slovy 24 Mpx fotoaparát ani omylem nedělá 4x detailnější obrázky nežli přístroj s "jen" 6 Mpx. Ve skutečnosti bychom rozdíly v obrazové kvalitě mezi dvěma fotografiemi lišícími se pouze rozlišením (6 Mpx vs 24 Mpx) a vytištěnými na stejný výsledný formát vnímali jako "rozpoznatelné, ale ne až tak zásadní". Tedy určitě bychom neřekli, že jedna je "čtyřikrát lepší" než ta druhá.

Toto zároveň znamená, že např. rozdíl 16 vs 24 Mpx je ve skutečnosti celkem dost nevýznamný a neměl by při rozhodování o koupi toho či onoho přístroje hrát zásadní roli. Ostatně posuďte sami:

Zvětšenina detailu 24 Mpx fotografie
Malý výřez z 24 Mpx fotografie, bez doostření, pro názornost zvětšený.

Zvětšenina detailu 16 Mpx fotografie
Stejná oblast, stejné zvětšení, tentokrát však byla originální fotografie nejprve převedena na nižší rozlišení 16 Mpx. Rozdíl je patrný jen při opravdu důkladném zkoumání. Z praktického hlediska je zanedbatelný.

Navíc se jedná o opravdu malý výřez z původního obrázku...

Celý snímek

... tzn. při prohlížení fotografie jako celku je rozdíl prakticky nulový.

Skutečné rozlišení snímače je asi poloviční než udávané

Slovo "pixel" pochází z anglického "picture element", tedy prvek/jednotka obrazu. Protože naprostá většina soudobých digitálních fotoaparátů fotí barevně, dalo by se očekávat, že údaj o megapixelech se vztahuje k počtu bodů barevného obrazu. Chyba lávky.

Zatímco např. LCD displej má pro každý pixel tři tzv. subpixely, tj. samostatná "světýlka" pro červenou, modrou a zelenou, a tedy je schopen každý jednotlivý pixel skutečně obarvit tak, jak je třeba, snímač digitálního fotoaparátu nic takového nemá - jeho jeden "pixel" měří prostě a jednoduše jas a nic víc.

Aby fotoaparát uměl zachytit obraz barevně, je nad maticí fotocitlivých buněk umístěna barevná mozaika, tzv. Bayerova maska. Díky této mozaice pak na některé buňky snímače dopadá jen zelená složka světla, na jiné červená a na další zase jen ta modrá.

Z takto získaných dat pak fotoaparát interpolací odhadne pro každý jednotilvý bod zbylé dva barevné kanály. Klíčové je přitom slovo "odhadne". Výsledkem je obraz, který je sice barevný, ale je na úrovni jednotlivých "pixelů" tak trochu neostrý.

Bayerova maska
Fotodiody snímače digitálního fotoaparátu jsou ve skutečnosti "barvoslepé". Bayerova maska zajistí barevné fotografie, avšak za cenu určité ztráty detailů.

To proto je RAW výstup z digitálního fotoaparátu vždycky měkký - i když fotograf všechno udělá správně. To proto se RAW musí doostřovat. Doostření výstup zatraktivní, jedná se ale jen o optickou iluzi. Detaily, které tam NEJSOU se samozřejmě nijak zázračně neobjeví.

Velmi zhruba se dá říct, že skutečné rozlišení snímače digitálního fotoaparátu - ve smyslu množství zachycených jemných detailů - je asi poloviční nežli výrobcem udávané.

Pozn.: Existují i jiné technologie snímačů, pro které výše uvedené neplatí (např. Foveon X3), ty však trpí zase jinými nedostatky. Naprostá většina dnes prodávaných digitálních fotoaparátů používá snímač s Bayerovou maskou nebo její obdobou (stejný princip, jiné uspořádání mozaiky).

Kolik megapixelů je doopravdy potřeba

V diskusi by určitě mělo zaznít také téma reálných potřeb uživatelů. Naprostá většina lidí dnes fotky použivá převážně v digitální podobě a zobrazuje je na zařízeních, jejichž rozlišení bývá někde kolem Full HD, tj. 1920 x 1080 px = cca 2 Mpx.

Už víme, že pro perfektně ostrý obraz potřebujeme asi dvakrát tolik výrobcem udávaných megapixelů, navíc je třeba zohlednit, že snímače fotoaparátů nemívají poměr stran 16:9 a tedy obraz bude nutné trochu oříznout. Tím se dostáváme k rozlišení fotoaparátu cca 6 Mpx.

To představuje minimum, se kterým jsme schopni vytvořit perfektně ostrý obraz na celé ploše Full HD monitoru. Zhruba stejné rozlišení zároveň stačí na velice solidní výtisk na formát A4. To pokrývá běžné potřeby naprosté většiny lidí. V reálu se však hodí rozlišení o něco vyšší, zejm. kvůli možnosti ořezu.

Diskuse ale samozřejmě vypadá jinak, když si usmyslíme např. naplno využít schopností nových UHD monitorů (3840 x 2160 px) nebo rozhodneme-li se tisknout na velké formáty. Tady už pak 24 Mpx není žádný zbytečný luxus, často můžeme potřebovat i více.

Na druhou stranu je ale dobré pamatovat, že lidské oko má omezenou rozlišovací schopnost a že když něco vytiskneme na třímetrovou plachtu, nejspíš se na to také budeme dívat z větší vzdálenosti a perfektní ostrost při zkoumání z bezprostřední blízkosti proto není potřeba.

Snímače s ultravysokým rozlišením vs. skládání snímků

Super vysoká rozlišení snímače nejsou jedinou cestou, jak dosáhnout mimořádně detailních fotografií. Často je lepší použít metodu skládání snímků. Tímto způsobem lze dosáhnout řádově větších rozlišení, než jaká lze získat jedinou expozicí - stovky Mpx jsou zcela běžné a v principu jde dělat třeba i gigapixelové obrázky, pokud to někdo potřebuje.

Večerní barvy
Snímek složený z 6 různých záběrů, každý navíc ve třech různých expozicích pro HDR. Výsledný obraz má v plné velikosti rozlišení asi 80 Mpx, tj. mnohem víc, nežli snímač použitého fotoaparátu, a obsahuje mnohem více detailů, než by měl srovnatelný snímek pořízený jedinou expozicí.

Metoda skládání je ale omezena na nehybné, resp. skoro nehybné scény. Běžícího sportovce takto samozřejmě vyfotit nejde.

Potíže s datově objemnými obrázky

Stojí za zmínku, že zatímco subjektivně vnímaná kvalita roste s narůstajícími megapixely jen relativně pomalu, datový objem obrázků stoupá přímou úměrou. Zvlášť pracujeme-li s RAWy, stávají se fotografie s vysokým rozlišením docela přítěží.

Problém přitom není ani tak úložný prostor (kapacity disků jsou dostatečné) jako spíš to, že práce s velkými soubory (např. v různých fotografických editorech) je pomalá. A to i na výkonném počítači. Je otázka, zda nám ono ne až tak dramatické zlepšení nejjemnějších detailů stojí za spoustu času navíc stráveného u nápisu "Loading..." a u šnečím tempem se posouvajících progressbarů.

Resumé

Jsou megapixely "k ničemu"? To určitě ne, ale nejsou ani žádným svatým grálem a rozhodně samy o sobě nezaručují skvělý obraz. Vysoká rozlišení mají smysl jen na fotoaparátech s velkými snímači a abychom jejich výhod plně využili, je potřeba také kvalitní optika a velmi precizní práce s přístrojem. Bez toho jsou megapixely navíc spíše jen na obtíž, protože zvětšují datové soubory, aniž by přinášely reálné zlepšení kvality snímků.

Užitečný článek? Chcete vždy vědět o nových článcích? Přidejte si nás zde!

Začínáte s fotografováním? Hledáte ucelený kurz, který Vás rychle a názorně naučí to nejdůležitější, co je třeba pro tvorbu technicky, obsahově i esteticky zdařilých fotografií? Přesně tohle nabízí Kurz základů fotografování.

Kam dál?