Chyba każdy wie, co oznacza piksel – może być np. wtedy mowa o psiaku naszej redakcyjnej koleżanki Oli. Okazuje się jednak, że poza tym istnieje jeszcze kilka innych ciekawych (choć może już nie tak uroczych) i ważnych pojęć związanych z pikselami, z którymi dobrze jest się zapoznać, aby robić jeszcze lepsze zdjęcia i filmy. Sprawdź jakie.
Co to jest piksel?
Piksel to najmniejsza część obrazu cyfrowego. Może być odpowiedzialna za jego tworzenie (w matrycach aparatów i kamer), a także za jego wyświetlanie (na ekranach). W aparatach i kamerach gromadzi informacje o świetle. Rozdzielczość obrazu wyraża się liczbą pikseli znajdujących się zarówno w poziomie, jak i w pionie – przykładowo 6960 × 4640 pikseli. Pomnożenie tych wartości daje w przybliżeniu rozdzielczość wyrażoną w megapikselach (w tym wypadku ok. 32,3 MP).
Powiększenie fragmentu wyświetlacza z widocznymi pikselami. / Źródło: Wikimedia Commons, Zhela912
W pikselach fascynuje mnie fakt, że jeśli przyjąć, iż każdy z nich może mieć skończoną liczbę kolorów i poziomów jasności, to tak naprawdę istnieje skończona liczba obrazów fotograficznych. Przyjmując jednak, że pojedynczy piksel w 8-bitowej głębi jest w stanie zaprezentować około 16 milionów kolorów, to przy rozdzielczości choćby 12 MP liczba możliwych kombinacji staje się astronomiczna (a to i tak dosyć ograniczone założenia z punktu widzenia współczesnej technologii). Tak więc raczej nie musimy się martwić tym, że wyczerpiemy wszystkie możliwości obrazów fotograficznych. Niemniej to frapująca ewentualność.
Dla wyświetlaczy (monitorów, ekranów i wizjerów aparatów oraz kamer) piksel oznacza najmniejszą część panelu, która w uproszczeniu świeci danym kolorem (to jak świeci, zależne jest od typu wyświetlacza). Im większa liczba pikseli, tym bardziej szczegółowy może być obraz. Tutaj podobnie rozdzielczość określa się poprzez podanie liczby pikseli w pionie i w poziomie. I tak przykładowo rozdzielczość 4K oznacza 3840 x 2160 pikseli. Rozdzielczość wizjera także można wyrazić w pikselach, chociaż tutaj częściej operuje się miarę punktów. Przykładowo wizjer w aparacie FujiFilm X-T5 oferuje 5,76 mln punktów.
FujiFilm X-T5 posiada wizjer elektroniczny o rozdzielczości 5,76 mln punktów.
Martwe i gorące piksele
W pikselach chodzi o to, aby dawały żywe kolory, ale niestety czasami wśród tych maleńkich składowych obrazów trafiają się martwe piksele. To zmora wielu twórców cyfrowych, czy choćby graczy. Martwy piksel to taki, który po prostu przestał świecić. Wtedy na ekranie pojawi się plamka, w której część obrazu nie jest wyświetlana. Pojedynczy martwy piksel to co prawda bardzo mały fragment obrazu, ale już pojedynczy taki problem może wpływać na komfort pracy z monitorem.
Gorący piksel to niestety nie jest w żadnym wypadku atrakcyjny. To w zasadzie odwrotna sytuacja w porównaniu do martwego piksela – tym razem piksel zacznie świecić przez cały czas na biało. Jak radzić sobie z martwymi i gorącymi pikselami? W zasadzie nie da się zrobić nic innego niż oddać sprzęt na gwarancję lub próbować jego naprawy w serwisie (w przypadku tzw. zablokowanych pikseli). Możesz też sprawdzić swój monitor pod kątem obecności wadliwych pikseli za pomocą specjalnego oprogramowania.
EIZO zapewnia dodatkową ochronę w przypadku pojawienia się martwych pikseli.
Liczba pikseli efektywnych matrycy a całkowita
Rozdzielczość każdej matrycy może być opisana dwoma wartościami – całkowitą i efektywną liczbą pikseli. Pierwszy z parametrów określa, ile rzeczywiście elementów światłoczułych pokrywa każdy czujnik, a druga ile z nich tworzy gotowy obraz. Przykładowo dla aparatu Canon EOS R7 wygląda to tak:
- Całkowita liczba pikseli: 34,4 MP
- Efektywna liczba pikseli: 32,5 MP
Jak widać, efektywna liczba jest nieco mniejsza od całkowitej. To właśnie ten pierwszy parametr należy brać pod uwagę, określając, jaką rozdzielczość będzie miało Twoje zdjęcie. W tym przykładzie rozdzielczość fotografii wyniesie 32,5 MP. Dlaczego nie ma po prostu jednej liczby pikseli, a całkowita nie może równać się efektywnej?
Ma to związek z budową czujników i gromadzeniem informacji o świetle. Różnica pomiędzy pikselami bezpośrednio tworzącymi obraz a tymi, które jeszcze posiada matryca, wynika z faktu, że część z nich pomaga w określaniu krawędzi obrazu i dostarczaniu informacji o kolorze. Chociaż nie mają bezpośredniego kontaktu ze światłem, to mogą informować sensor o tym, ile prądu ciemnego wytworzyło się w czasie ekspozycji. Aparat wie dzięki temu, jak dostosować pracę efektywnych pikseli, co przekłada się na zmniejszenie ilości szumów.
Tak więc dodatkowe piksele wychodzące poza zakres tych efektywnych nie są wcale zbędnym balastem. Nie mylić tego także z jakimiś ograniczeniami matrycy czy z chęcią manipulowania przez producentów parametrami, tak aby aparat wyglądał na bardziej atrakcyjny. Zresztą i tak najczęściej producenci mówiąc o matrycach, podają właśnie efektywną liczbę pikseli, a różnica jest i tak na tyle mała, że nie wyglądałaby specjalnie spektakularna w materiałach marketingowych.
Prędkość odczytu pikseli
A czemu w zasadzie – przynajmniej w tych profesjonalnych aparatach – nie stosować zawsze niemalże maksymalnej rozdzielczości? Czemu np. flagowy Canon EOS R1 wcale nie ma największej rozdzielczości wśród aparatów tego producenta (i ma o połowę mniejszą rozdzielczość matrycy niż tańszy model Canon EOS R5 Mark II)? Chodzi o to, że jak to zazwyczaj bywa, nie da się mieć wszystkiego. Uproszczając temat, im więcej pikseli na matrycy, tym więcej danych do odczytania, co przekłada się na prędkość działania aparatu. Generalnie aparaty o mniejszej rozdzielczości aparatu będą oferowały większą prędkość trybu zdjęć seryjnych (bądź bardziej wydajny bufor).
Dlatego właśnie EOS R1, będący reporterskim wołem roboczym ma matrycę o mniejszej rozdzielczości, bo nie to jest tutaj priorytetem. I dlatego właśnie laboratoryjne kamery, rejestrujące obrazy w ultra slow motion dają czasami obraz o rozdzielczości stanowiącej raptem ułamek tego, co dają seryjne sensory. Przykładowo oferują rejestrację z prędkością 1 750 000 kl./s, ale przy rozdzielczości 640×64 pikseli. Zwróć jednocześnie uwagę, że aparaty średnioformatowe oferują niższe wartości trybu zdjęć seryjnych, gdyż ich sensory mogą mieć rozdzielczość np. 100 MP.
Canon EOS R1 ma matrycę 24,2 MP, ale m.in. to pozwala przyspieszyć jego tryb zdjęć seryjnych i ogólną wydajność. Chociaż w przypadku wymienionych przeze mnie Canonów to porównanie między gazelopką sawannową a gepardem (wybaczcie, nie znam się specjalnie na samochodach, stąd to porównanie). Podsumowując, obydwa aparaty pędzą aż miło, tak jak te zwierzaki (chociaż w tym pędzie gazelopce może nie być miło, bo biega tak szybko, żeby uciec przed gepardem).
FujiFilm GFX 100S ma średnioformatową matrycę o rozdzielczości 102 MP i oferuje prędkość zdjęć seryjnych wynoszącą „tylko” 5 kl./s.
Wielkość piksela
Piksele mogą różnić się między sobą rozmiarami (co jest wyrażane mikrometrami, czyli µm). Jest to w zasadzie logiczne, gdyż rozmiary matryc pełnoklatkowych są takie same, a przecież poszczególne sensory różnią się między sobą rozdzielczością. Im mniejsza jest rozdzielczość, tym większy może być poszczególny piksel, co przekłada się na jego lepszą zdolność do przechwytywania światła. A to tym samym skutkuje mniejszym poziomem szumów i ogólnie lepszą jakością obrazu. Dlatego miniaturowa matryca smartfona nie dorównuje temu, co oferuje aparat z sensorem APS-C czy choćby Micro 4/3.
Amatorski Canon EOS R10 z matrycą APS-C o rozdzielczości 24,2 MP będzie miał dużo większe piksele i wydajność sensora niż dowolny smartfon.
Przy wyborze rozdzielczości aparatu warto patrzeć na ten parametr w szerszym kontekście. Przykładowo wspomniany już EOS R1 oferuje pojedyncze piksele o wielkości 6,00µm i daje możliwość użycia maksymalnej wartości ISO 102 400, natomiast w Canon EOS R5 Mark II pojedynczy piksel ma rozmiar 4.39µm, a sam aparat oferuje maks. 51 200 ISO. W Canonie EOS R1 zdecydowanie przyspiesza tryb zdjęć seryjnych i bufor RAW w porównaniu do R5 Mark II – odpowiednio 40 fps do 30 fps i bufor 1000 klatek w porównaniu do 93 klatek w R5. Widać więc wyraźnie, że zmiana rozdzielczości i rozmiaru piksela tworzy bardzo odmienne sensory i aparaty. Ale! To wszystko tylko przy uwzględnieniu czysto fotograficznych kwestii, a przecież do tego dochodzą jeszcze zagadnienia związane z filmowaniem, takie jak np. zdolność do rejestrowania w 8K (możliwe w Canon EOS R5 Mark II i niedostępne w Canon EOS R1). Czy to oznacza, że któryś z nich jest wprost lepszy? Nie, to tylko pokazuje, że każdy z tych aparatów można polecić innym użytkownikom, a specyfikację urządzenia należy traktować jak konglomerat, a nie pojedyncze, odrębnie istniejące wiersze w tabelce.
Szersze porównanie tych aparatów możesz obejrzeć w poniższym wideo:
Podsumowanie
Z pikselem wiąże się jeszcze kilka ciekawych pojęć, o których więcej możesz przeczytać w naszych wcześniejszych artykułach (lista poniżej). Ten maleńki element każdego obrazu staje się więc kluczem do zrozumienia działania wielu funkcji i bardziej wydajnej pracy z aparatami oraz kamerami. To także ważne, gdy przygotowujesz się do wyboru idealnego dla siebie sprzętu.
I na koniec jeszcze pytanie – spróbuj odpowiedzieć na nie bez googlowania. Jaką rozdzielczość ma ludzki wzrok? Można pomylić się o 8 lat. Podziel się w komentarzu.
Jak sprawdzić czy plik nadaje się druku? Wymiar, format, rozdzielczość, DPI i inne ciekawostki
