www.digimanie.cz
>
>

Fotoškola - 2.díl: Megapixely a DPI

Fotoškola - 2.díl: Megapixely a DPI
, , článek
Před časem se řada uživatelů digitálních fotoaparátů domnívala, že čím více megapixelů fotoaparát má, tím je lepší. Připomínalo to tak trochu „hon na megapixely“. Nyní se situace již uklidnila a standardem se stalo cca 4-6 MPix. Jak je to ale s megapixely doopravdy?
reklama
Každý v celku chápe, že počet megapixelů je počet bodů tvořících obraz. 6 megapixelový fotoaparát tak bude mít obraz složen z cca 3000x2000 bodů. Každý jednotlivý bod musí nést informaci o jasu i barvě a to v digitální representaci představuje nést celkem 3 informace – jas červené barvy (Red), jas zelené barvy (Green) a jas modré barvy (Blue). To je tzv. RGB reprezentace, která se de facto stala standardem pro Windows. Každý pixel fotky se tak rozpadá do 3 složek RGB, tzn. že 6 megapixelový fotoaparát bude mít celkem 6x3=18 milionů jednotlivých „pixelíků“ citlivých buď na R či G či B. Jenže ono to tak ve skutečnosti není…



Ukázat na názorném obrázku skutečný 6 MPixelový senzor nelze. Toto je model „60 pixelového“ senzoru 10x6 pixelů. Každý pixel senzoru zjišťuje informaci o jasu červené, zelené a modré složky světla. Jednotlivých „pixelíků“ by tak mělo být 60x3=180. V praxi je to ale trochu jinak...

Bayerova maska

Oproti očekávání vypadá však senzor mírně jinak a výrobci tak trochu své zákazníky klamou. 6 megapixelový fotoaparát má skutečně 6 milionů pixelů, ale každý je pouze černobílý tedy neschopný vidět barvu. Aby senzor viděl i barvu, tak před jednotlivými pixely je barevná RGB maska s tím, že barvy jsou uspořádány do čtverce a zelená maska je ve čtverci dvakrát. Dvojnásobný počet zelených buněk tak simuluje zvýšenou citlivost oka na zelenou barvu. Vzniká tím tzv. Bayerova RGBG maska. Z uvedeného vyplývá, že 6 megapixelový fotoaparát má "pouze" 1.5 milionu červených pixelů, 1.5 milionu modrých a 3 miliony zelených.



Na jednotlivé pixely senzoru dopadá díky Bayerově RGBG masce buď červené (Red), zelené (Green) nebo modré (Blue) světlo.

I když Bayerova RGBG maska je poměrně rozšířená, najdou se odlišnosti. Některé fotoaparáty SONY používají místo masky RGBG masku RGBE, kde místo druhé zelené je použita nachová (Emerald). Sony tvrdí, že to zvyšuje barevný rozsah a barevnou citlivost. Trochu odlišnou strukturu pixelů mají i některé senzory Fuji a zcela odlišnou filosofii, která nepotřebuje Bayerovu masku, používají senzory typu Foveon. Ty ve svých fotoaparátech používá např. Sigma nebo Polaroid.

Interpolace

Okamžitě vás tak musí napadnout otázka: „Kde se tedy bere úplná RGB informace každého bodu? Vždyť ona vlastně nikde není!“. Skutečně je to tak – úplná RGB informace každého bodu se musí teprve vypočítat z barevné informace okolních bodů. Tomuto procesu se říká interpolace:



Aby se pro každý bod (pixel) obrazu získala plnohodnotná RGB informace, tak se ze 4 sousedních pixelů senzoru (2x2) vypočítá jeden RGB pixel obrazu.



Pro sousední pixel obrazu je použita pouze o 1 pixel posunutá čtveřice pixelů senzoru, takže ve výsledku je každý pixel senzoru použit 4x - neboli došlo k interpolaci obrazu.

A tady je též zakopán naznačený „podvod“. 6 megapixelový fotoaparát s Bayerovou maskou je tak trochu jen 1,5 megapixelový a 6 megapixelového výsledku se dosahuje interpolací. Výsledného obrazu se tak nedosahuje čistě optickou cestou (jak by člověk očekával), ale jaksi výpočtem. V důsledku dvojnásobného počtu zelených pixelů oproti červeným a modrým je zelený kanál vždy nejostřejší a nejméně zašuměný v porovnání s červeným a modrým.

Na obranu výrobců je třeba říct, že uvedená metoda interpolace funguje velmi dobře a rozdíl v kvalitě kresby dosažený skutečnou optickou cestou (velmi blízko této metodě je právě senzor typu Foveon) je poměrně malý a pro běžnou praxi zcela zanedbatelný.

Dot Per Inch neboli DPI

Pomineme-li Bayerovu masku a interpolaci, tak z fotoaparátu vyleze např. 6 megapixelová fotografie 3000 x 2000 bodů. Pokud takovou fotografii vytisknete na papír velikosti 9 x 13cm (běžná pohlednice) je možné si položit otázku: „Kolik bodů se zhustí na 1 cm fotografie?“

Snadno se vypočítá, že 3000 bodů horizontálně se zhustí na 13 cm – neboli hustota bodů bude 3000/13=230 bodů na 1 cm a 2000 bodů vertikálně se zhustí na 9 cm, takže 2000/9=222 bodů/cm. V praxi se však vžilo udávat tyto hodnoty ne na 1cm ale na palec, přičemž 1 palec (inch) je 2,54 cm. Dot per inch (DPI, bodů na palec) není tak nic jiného, než hustota tisku. V našem příkladě je tedy velikost pohlednice 9 x 13 cm převedená na palce 9/2,54 = 3,54 a 13/2,54=5,12. Hustota tisku je potom 3000/5.12=586 dpi a 2000/3,54=565 dpi.

V tiskařské praxi se za standard vysoce kvalitního tisku považuje 300 dpi (odpovídá 120 bodům/cm) a hustota tisku kolem 150 dpi (60 bodů/cm) je považována za rozumné minimum. Často však bohatě stačí i 100 dpi (40 bodů/cm).




Například z 6 megapixelového fotoaparátu lze bez problémů pořídit i velmi kvalitní fotografie formátu 40x60cm.

V praxi je užitečný i opačný pohled: Jakou největší kvalitní fotografii lze udělat z digitálního podkladu např. 3000x2000 bodů? Výpočet je jednoduchý: Při kvalitě tisku 300 dpi lze z 3000 bodů na šířku udělat 10 palců, což je 25,4cm širokou fotku a z 2000 bodů na výšku 2000/300 = 16,9 cm vysokou fotku. Pošlete-li tedy do studia 3000x2000 bodů velkou fotografii a přidáte-li informaci, že fotka má 300 dpi, studio vám již bez jakýchkoliv otázek vyrobí fotku o velikosti 25.4 x 16.9 cm.

Megapixely a velikost fotografie

A pomalu se dostáváme k důležitému závěru první části. Kolika megapixelový je tedy užitečné mít fotoaparát? Záleží na tom, jak velké tištěné fotografie chcete pořizovat a v jaké tiskové kvalitě (v jakém dpi). Pro vysoce náročné tisky je potřeba 300 dpi a maximální velikosti výsledného tisku ukazuje tabulka níže. Vyplývá z ní, že např. i ze 4 MPixelového fotoaparátu lze bez problémů udělat 21x14 cm fotografii což je velmi blízko oblíbenému formátu 21x15cm. Při 150 dpi lze ze 4 megapixelové fotoaparátu vytisknout i formát A3, což je 42x30cm.

Počet
megapixelů
obrazu
Rozlišení
obrazu
Max. fotka
při 300 dpi
Max. fotka
při 150 dpi
8
3500x2300
30x20cm
60x40cm
6
3000x2000
25x17cm
50x34cm
5
2800x1800
24x15cm
48x30cm
4
2500x1600
21x14cm
42x28cm
3
2000x1500
17x13cm
34x26cm
2
1600x1200
13x10cm
26x20cm
Tabulka maximálních velikostí fotografie, které lze pořídit z fotoaparátu v závislosti na počtu megapixelů a požadované kvality tisku.

Problematice ořezu a digitálního zoomu, resamplingu obrazu a velikosti souboru ve vztahu k počtu megapixelů se budeme věnovat příště.
Autor: Roman Pihan

Vystudoval ČVUT Fakultu elektrotechnickou. Po nástupu digitální fotografie se stal jedním z propagátorů jejího využití v komerční i amatérské praxi. Pravidelně přispívá fotografickými články do řady odborných časopisů, lektoruje a přednáší fotografii na konferencích. Vydal úspěšné knihy „Mistrovství práce s DSLR“ a „Mistrovství práce se světlem“.

Nejnovější články
Olympus spustil dva cashbacky na CSC i objektivy Olympus spustil dva cashbacky na CSC i objektivy
Většina distributorů fotoaparátů spustila cashback akce a Olympus není výjimkou. Ten má rovnou dvě různé akce, jednu spojenou s modelem E-M1 Mark II, druhou pak s levnějšími modely E-M5 Mark II a E-M10 Mark III.
Dnes, aktualita, Milan Šurkala
Zimní cashback na fotoaparáty Pentax a Ricoh Zimní cashback na fotoaparáty Pentax a Ricoh
České zastoupení fotoaparátů značek Pentax a Ricoh si pro nás připravilo tradiční akci typu cashback. I když jde o zimní cashback, poběží především během podzimu. Za fotoaparáty bude možno získat zpět až 2500 Kč.
Včera, aktualita, Milan Šurkala
Doporučené fotoaparáty: říjen 2018 Doporučené fotoaparáty: říjen 2018
Pokud vybíráte nový fotoaparát, může být dost těžké se v nabídce kompaktů, CSC fotoaparátů a zrcadlovek vůbec vyznat. Proto je zde náš pravidelný průvodce, který vás nasměruje k tomu nejlepšímu, co lze v jednotlivých kategoriích sehnat.
Včera, návod, Milan Šurkala48 komentářů
Adobe ukázal Moving Stills: AI vytváří prostorové video z fotky Adobe ukázal Moving Stills: AI vytváří prostorové video z fotky
Na konferenci Adobe MAX představila společnost také technologie, které má ve vývoji. Zajímavostí jsou např. Moving Stills, kdy systém pomocí umělé inteligence a zdrojové fotografie vytvoří video s iluzí pohybu v prostoru.
20.10.2018, aktualita, Milan Šurkala16 komentářů
Meyer Optik Görlitz končí, lidé neuvidí peníze ani objektivy Meyer Optik Görlitz končí, lidé neuvidí peníze ani objektivy
Kickstarter nepřináší vždy úspěšné projekty. Jedním z obrovských neúspěchů je společnost net SE, která oživovala objektivy Meyer Optik Görlitz nebo Oprema Jena. Společnost nicméně zbankrotovala a lidé neuvidí ani peníze ani objektivy.
19.10.2018, aktualita, Milan Šurkala10 komentářů