Czym są megapiksele i do czego służą?

Piksel to światłoczuła komórka znajdująca się na matrycy obiektywu i tworząca obraz. Każda z nich składa się z pięciu elementów informacyjnych: trzy odpowiadają za określenie koloru (jasność czerwieni, błękitu i zieleni), dwa kolejne — za współrzędne (położenie pionowe i poziome). Razem pozwalają czytelnikowi określić właściwy kolor kropki i umieścić ją w odpowiednim miejscu na ekranie. Piksel to bardzo mały kwadrat widoczny na ekranie po powiększeniu obrazu. Razem piksele tworzą gotowy obraz.

W tym przypadku przedrostek „mega” oznacza milion, czyli megapiksel ma wartość 1 miliona pikseli. W megapikselach mierzy się rozdzielczość matrycy i rozmiar (jednak nie jakość) zdjęcia. Wystarczająca liczba megapikseli wpływa na szczegółowość i zwiększa rozdzielczość obrazu. Wysoka rozdzielczość jest istotna w przypadku druku wielkoformatowego, gdzie liczba megapikseli wpływa na jakość wydruku. Ale trzeba przyznać, mało kto będzie drukował billboardy ze smartfona, a do zwykłego przeglądania osobistego archiwum na ekranie telefonu, tabletu czy komputera wystarczy Ci kilka megapikseli. Jeśli chcesz uzyskać wysokiej jakości zdjęcie, a nie tylko obraz, który nie będzie „ziarnisty” po powiększeniu, należy wziąć pod uwagę inne czynniki.

Rozmiar ma znaczenie

Niestety liczba megapikseli jest obecna w każdej reklamie smartfona, jednak producenci często przemilczają ważniejszy wskaźnik – rozmiar piksela. Wskaźnik ten mierzy się w mikronach (lub μm po łacinie). Im większy rozmiar piksela, tym więcej fotonów pochłania podczas naświetlania klatki. Krótko mówiąc, większe piksele wychwytują więcej światła, redukują szumy obrazu i zapewniają większą szczegółowość. Przy dobrym oświetleniu różnica może być mniej zauważalna, jednak przy słabym oświetleniu aparat o „skromnych” 12 Mpx, jednak dużych pikselach, zrobi lepsze zdjęcia niż 20-megapikselowy aparat z mniejszymi pikselami. Dlatego pamiętaj o ważnej zasadzie: lepiej mieć kilka megapikseli z dużymi kropkami niż wiele z małymi kropkami.

Dlaczego zatem producenci smartfonów nie stosują się do tej zasady? To proste: rozmiary pikseli bezpośrednio wpływają na wielkość matrycy, duży czujnik wymaga wielkoformatowej optyki, a to przekłada się na grubość i szerokość samego smartfona. Rozpieszczeni użytkownicy są przyzwyczajeni do cienkich i lekkich gadżetów, a mało kto lubi aparat z wybrzuszeniem. Dlatego często poświęca się wielkość matrycy na rzecz wygodnej i atrakcyjnej obudowy.

Rozmiar czujnika wyraża się w ułamkach cala jako 1/x — na przykład 1/1,7. Im mniejsza liczba „x”, tym lepszy czujnik. Od 2022 roku rozpowszechnił się trend na calowe matryce światłoczułe, czyli ogromne (jak na standardy smartfona) matryce o przekątnej 1 cala. Są w stanie pomieścić większe piksele i przechwycić więcej światła, poprawiając w ten sposób jakość fotografowania w warunkach słabego oświetlenia. Ten wskaźnik jest już bliski temu, co oferują kompaktowe „mydelniczki”, a nawet lustrzanki. Calowym czujnikiem mogą się pochwalić takie smartfony, jak Sony Xperia Pro-I, Xiaomi 12S Ultra, Xiaomi 13 Pro, Vivo X90 Pro Plus itp.

Smartfon Xiaomi 13 Pro z 1-calowym czujnikiem aparatu.
Smartfony z dobrymi aparatami

Co to jest binning

Aby nie zwiększać rozmiaru matrycy, producenci wymyślili taki trik, jak technologia binningu. Jest to połączenie sąsiednich pikseli aparatu w celu zwiększenia czułości w zamian za zmniejszenie rozdzielczości. Można połączyć 4, 9, 16 lub więcej pikseli jednocześnie, łącząc je w jeden duży, światłoczuły piksel. Dzięki temu zdjęcia są bardziej szczegółowe w warunkach słabego oświetlenia. Ale ich rzeczywista rozdzielczość jest kilkakrotnie mniejsza niż te same marketingowe 108 czy 200 Mpx. Na przykład aparat 64 Mpx generuje obrazy o rozdzielczości 16 Mpx, ponieważ wykorzystuje połączenie czterech pikseli w jeden. W aparatach o małej (lub raczej wystarczającej) liczbie megapikseli ta technologia zwykle nie jest stosowana, ponieważ po prostu nie jest konieczna. W tym przypadku binning odbywa się nie przy użyciu sprzętu, jednak oprogramowania, czyli specjalnych algorytmów.

Technologia binningu polega na łączeniu sąsiadujących pikseli.

Przysłona fotograficzna

Jednak nawet smartfony z calowym czujnikiem i technologią binningu nie zawsze będą najlepszymi telefonami z aparatem i zapewnią użytkownikowi profesjonalną jakość zdjęć. W końcu zależy to również od innych czynników. Jednym z ważnych wskaźników jest przysłona fotograficzna, zwana także aperturą. W najprostszym ujęciu jest to niewielki otwór w obiektywie, przez który światło wpada do urządzenia. Na szczęście, w przeciwieństwie do wielkości pikseli i matrycy, ta wartość firmy jest prawie zawsze wskazana w specyfikacji. Im większa przysłona, tym większa „otwartość” obiektywu, co oznacza, że będzie w stanie wpuścić więcej światła. Im więcej światła przepuści obiektyw, tym jaśniejsze i bardziej szczegółowe będą zdjęcia. Swoją drogą warto tutaj pamiętać o wielkości matrycy, bo im jest ona większa, tym większa powinna być liczba przysłony. Jeśli nie przepuszcza wystarczającej ilości światła, nawet gigantyczny czujnik będzie bezużyteczny. Dlatego przy wyborze smartfona zdecydowanie nie należy pomijać tego elementu.

Rozmiar przysłony jest oznaczany literą f, po której następuje ułamek. Im mniejsza liczba, tym większa przysłona. Na przykład wartości f/1.8, f/1.7, f/1.6 są optymalne dla jasnych, szczegółowych zdjęć, natomiast wartości takie jak f/2.2 i f/2.0 spowodują gorsze i rozmyte zdjęcia.

Im większa liczba przysłony, tym więcej światła pochłonie.
Smartfony z jasnym obiektywem

Oprogramowanie

Nawet jeśli weźmiesz dwa różne smartfony z identycznymi parametrami aparatu, najprawdopodobniej będą robić zdjęcia inaczej. W końcu ogromne znaczenie ma obróbka zdjęć, za którą odpowiada część oprogramowania. I nie chodzi tutaj o interfejs aplikacji aparatu czy filtry, które można „nałożyć” na piękne Instagramowe selfie, jednak o działające algorytmy, które odblokowują potencjał części technicznej. Nawet dobry sprzęt z obsługą słabego oprogramowania da mierne zdjęcia. I odwrotnie, czujnik z niższej półki może stać się godnym konkurentem w połączeniu z dobrym oprogramowaniem. Ważną rolę przy tym odgrywa procesor obrazu.

To właśnie z tego powodu iPhone’y uznawane są za jedne z najlepszych telefonów z aparatem, a smartfony innych producentów, nawet z dużymi czujnikami i imponującą liczbą megapikseli, często nie są w stanie osiągnąć ich poziomu. Google też nie uczestniczy w wyścigu megapikseli, jednak jego smartfony zazwyczaj radzą sobie znacznie lepiej niż konkurenci z tej samej półki cenowej, a nawet wyższej.

Na szczególną uwagę zasługuje sztuczna inteligencja, która jest obecnie stosowana w wielu smartfonach. Nauczywszy się na podstawie ogromnej liczby zdjęć, sztuczną inteligencję można śmiało nazwać profesjonalistą, który pomoże Ci wybrać optymalne ustawienia koloru, kontrastu, głębi itp. Ponieważ większość użytkowników nie chce mieć do czynienia z wieloma szczegółami i babrać się w ręcznych ustawieniach (wielu nawet tego nie próbuje lub nawet nie jest świadomych istnienia ustawień), sztuczna inteligencja staje się bardzo przydatnym dodatkiem. I tu też ważne jest, jak to było początkowo ustawione: czasem sztuczna inteligencja za bardzo się stara i podczas oglądania zdjęcia pojawia się chęć zrobienia nowej klatki lub „przywrócenia” zdjęcia do wersji oryginalnej. Niestety części oprogramowania nie można przełożyć na liczby i dokładne cechy, dlatego można ją ocenić tylko podczas bezpośredniego korzystania z aparatu.

Co jeszcze warte uwagi

Optyczna stabilizacja obrazu(inaczej OIS) to tak zwany amortyzator (właściwie specjalny ruchomy zestaw soczewek), który sprawia, że zdjęcia i filmy są wyraźniejsze, nawet pomimo ruchu i drgań aparatu. Przyda się, jeśli na przykład fotografujesz zabytki podczas przejeżdżania obok lub filmujesz przejażdżkę kolejką górską, a nawet jeśli trzęsą się ręce. Dzięki OIS nie będą to rozmyte plamy, lecz całkiem wyraźne zdjęcia. Z grubsza mówiąc, stabilizacja obrazu jest swego rodzaju alternatywą dla statywu i jest szczególnie istotna podczas kręcenia filmów w ruchu. Jest to charakterystyczne głównie dla droższych modeli. Tanim rozwiązaniem jest stabilizacja elektroniczna, która nie wymaga specjalnego sprzętu – jedynie algorytmów programowych. Stosowana jest w niedrogich urządzeniach, jednak oczywiście nie jest tak skuteczna jak stabilizacja obrazu. Stosunkowo niedawno producenci zaczęli stosować stabilizację przesunięcia matrycy. W tym przypadku mechanizm stabilizacji umieszczono nie w obiektywie, a bezpośrednio na matrycy. Jest w stanie wytłumić drgania aparatu w pięciu kierunkach: góra/dół i na boki, przesunięcia liniowe oraz obrót wokół osi optycznej.

Smartfony z optyczną stabilizacją obrazu

Zoom. Mówiąc prościej, jest to powiększenie lub przybliżenie obiektu - na przykład dom położony na sąsiedniej ulicy, spadająca gwiazda na niebie lub balkon na 6 piętrze wieżowca. Najprostszym rodzajem jest zoom cyfrowy, który po prostu przycina niezbędny fragment, rozciąga go na całą klatkę i tym samym pogarsza jakość obrazu. Zoom optyczny ma inne podejście, zmieniając ogniskową aparatu. W rezultacie zdjęcia są wyraźniejsze i bardziej szczegółowe. Najczęściej zoom optyczny zapewnia specjalny moduł aparatu – teleobiektyw. Dostępny jest także zoom hybrydowy, który łączy zoom optyczny, zoom cyfrowy i oprogramowanie w celu poprawy wyników. Na przykład Samsung Galaxy S23 Ultra ma możliwość 100-krotnego zoomu hybrydowego i dedykowany tryb Space Zoom, który pozwala uzyskać szczegółowe zdjęcia Księżyca i nie tylko.

Samsung Galaxy S23 Ultra ma 100-krotny zoom hybrydowy.

Dlaczego smartfon potrzebuje wielu aparatów?

Obecnie smartfony z tylko jednym modułem głównego aparatu są zagrożonymi dinozaurami, ponieważ nawet modele z niższej półki cenowej posiadają co najmniej dwa czujniki. Oczywiście zdarzają się sytuacje, gdy ich liczba jest po prostu kolejnym chwytem marketingowym, jednak często dodatkowe moduły odgrywają ważną rolę i znacząco poprawiają jakość fotografowania. Wszystkie aparaty mają główny czujnik, który zwykle ma najwięcej megapikseli i jest wszechstronny. Mówiąc prościej, potrafi robić zdjęcia samodzielnie, jednak dodatkowe obiektywy radzą sobie z konkretnymi zadaniami znacznie lepiej. Zatem teleobiektyw ma dużą ogniskową i lepiej rejestruje odległe obiekty, czyli odpowiada za zoom. Ultraszerokokątny obiektyw pomoże uchwycić gmachy, panoramy i duże grupy ludzi – czyli coś, co trudno uchwycić podczas normalnego fotografowania. Obiektyw makro wchodzi w grę, gdy trzeba sfotografować bardzo mały obiekt z odległości kilku centymetrów lub nawet mniejszej – na przykład owada, kroplę wody itp. Dodatkowo mogą pojawić się obiektywy pomocnicze, które samodzielnie nie działają, jednak pomagają głównemu aparatowi. Na przykład kilka lat temu dużą popularnością cieszyły się czujniki TOF (Time of Flight). Potrafią określić czas, po jakim światło odbite od obiektu wraca do niego. Dzięki temu czujniki TOF dokładnie obliczają odległość do obiektów i określają ich kształt. Dlatego dodatkowe moduły aparatu są ważne, jednak tylko wtedy, gdy naprawdę działają dobrze i są dodawane w celu uzyskania wysokiej jakości wyniku, a nie tylko dla listy funkcji.

Smartfony z dodatkowym obiektywem

Podsumowując, aparat w smartfonie (podobnie jak w innych gadżetach) to złożony mechanizm, a nie tylko liczba megapikseli. Bez dobrej optyki, odpowiedniej wielkości matrycy, przemyślanych algorytmów i dopracowania oprogramowania te liczby nic nie znaczą. Dlatego według wyników testów ekspertów DxOMark Huawei P60 Pro z obiektywem 48 Mpx otrzymał maksymalne (w chwili pisania tego tekstu) 156 punktów, a Samsung Galaxy S23 Ultra z 200 Mpx plasuje się niżej od Google Pixel 7 Pro z głównym czujnikiem 50 Mpx, a nawet Apple iPhone 13 Pro z trzema obiektywami 12 Mpx. Wybierając więc telefon z aparatem, zwróć uwagę nie na liczbę megapikseli, a na realne możliwości aparatu. Aby to zrobić, przeczytaj recenzje i opinie, a jeśli to możliwe, przetestuj gadżet osobiście. Na naszej stronie znajdują się filtry ułatwiające wyszukiwanie: telefony z aparatem, smartfony z dobrym aparatem, TOP DxOMark itp.