Przeliczenie pikseli na rozmiar odbitki po wywołaniu

Początkujących amatorów fotografii cyfrowej niejednokrotnie gnębi problem: Jaki powinien być rozmiar zdjęcia (w pikselach) aby spełniało zadany cel - np. aby po wywołaniu dało ono satysfakcjonującą jakość?

Rozdzielczości nie tylko do odbitek

Przeznaczenie dla zrobionych zdjęć może być różne - nie tylko do zrobienia tradycyjnej odbitki w zakładzie fotograficznym. W dzisiejszych czasach dość często zdjęcia oglądane są po prostu na ekranie komputera, telewizora, a nawet są wyświetlane w specjalnie dedykowanych urządzeniach - ramkach cyfrowych. W każdym z tych przypadków najlepiej jest, jeśli rozdzielczość urządzenia wyświetlającego jest zgodna z rozdzielczością samego zdjęcia. Jeśli ilość zapisanych pikseli zdjęcia jest mniejsza, niż ma być odtworzona na urządzeniu docelowym, to konieczne będzie sztuczne dodanie pikseli. Jednak żadne urządzenie nie ma funkcji jasnowidzenia, czy też sięgania do tajemnego rejestru przeszłych zdarzeń i dlatego nie poprawi nam zdjęć tworząc szczegóły, które nie były pierwotnie zapisane w pamięci aparatu. Może co najwyżej powielić już istniejące informacje o obrazie. Dlatego ostatecznie nigdy nie uda się zrobić naprawdę dobrego obrazu z fotki, która ma za mało pikseli.

Wydawać by się mogło, że w drugą stronę sytuacja jest komfortowa - tzn. jeśli mamy nadmiar pikseli na zapisanym zdjęciu, to wyświetlenie/wydrukowanie tego zdjęcia na urządzeniu o mniejszej rozdzielczości nie powinno psuć efektu. Niestety, tak dobrze nie jest, bo żeby zmieścić dużą fotkę na małym ekranie, część pikseli trzeba usunąć, a urządzenie nie "wie" dokładnie, które piksele najlepiej nadają się do tego celu. Sytuacja jest w miarę dobra, jeśli pikseli mamy w nadmiarze np. 2 razy więcej - wtedy dobrze zadziała usunięcie co drugiego z nich. Jednak przy bardziej złożonych proporcjach obrazu źródłowego i docelowego sytuacja staje się trudna i muszą być stosowane specjalne algorytmy skalujące. Algorytmy te nie są idealne i dlatego niemal zawsze obraz przeskalowany jest nieco gorszy od stworzonego idealnie pod rozdzielczość urządzenia docelowego.

Oto typowe rozdzielczości jakie są stosowane w aparatach cyfrowych i odpowiadające im urządzenia:

	VGA - Obrazy wyświetlane na ekranie telewizora tradycyjnego mają "standardowo" (czyli wg opisów w specyfikacjach aparatów) rozmiar VGA, a więc 640 x 480 pikseli. Niestety nie jest to do końca prawda, bo taki rozmiar nie jest zgodny z używanym w Europie standardem PAL. Bo 640 x 480 to rozdzielczość skopiowana z amerykańskiego (i japońskiego) standardu telewizyjnego NTSC. Obowiązujący w Polsce system PAL jest dostosowany do obrazów o większych rozdzielczościach (około 600 linii zamiast 480). Dlatego obrazy zapisane w rozdzielczości VGA nie będą idealnie prezentowały się na PAL-owskim telewizorze. Jednak "z grubsza" można uznać, że podawany w aparacie rozmiar o nazwie VGA (czyli właśnie mający 640 x 480 piskeli) jest dla nas optymalnym wyborem do wyświetlania na telewizorze starego typu (czyli nie HDTV, ani tzw. HDready). Jest to właściwie też najmniejszy spotykany rozmiar zdjęć z aparatu cyfrowego, a do tego jest on używany dość powszechnie w niższej klasy telefonach komórkowych z funkcją aparatu cyfrowego. Główną zaletą tego standardu to małe zapotrzebowanie na pamięć, a więc możliwość zmieszczenia dużej ilości zdjęć na nawet niezbyt pojemnej karcie.
	1024 x 768 pikseli - ten rozmiar oferowany przez część aparatów cyfrowych odpowiada z grubsza standardowi telewizyjnemu HDready oraz typowej ilości pikseli monitora komputerowego do starszych laptopów lub monitora 15 calowego. Niestety, "rasowa" telewizyjna rozdzielczość HDready to nie 1024 x 768, a 1366 x 768 piskeli. Produkuje ona obraz w proporcjach panoramicznych (16:9), czyli nie jest w pełni zgodna z bardziej kwadratową proporcją 4:3. Tak więc typowo monitorowa rozdzielczość 1024 x 768 niezbyt tu pasuje, bo urządzenie musi obraz przeskalować (rozciągnąć, dodając sztuczne piksele w poziomie). Niestety, trudno jest dziś znaleźć aparat, który będzie zapisywał fotki w natywnej dla HDready rozdzielczości 1366 x 768.
	1280 x 1024 i 1280 x 960 pikseli spotykane w części aparatów to rozdzielczość idealna do wyświetlenia na współczesnym 17-to i 19-to calowym monitorze o tradycyjnych proporcjach 4:3 (czyli nie monitor panoramiczny). Z taką rozdzielczością można się już tez pokusić i względnie dobre odbitki 9x13 cm (choć musimy tu zwalczyć problem niekompatybilnych proporcji) .
	Rozmiar 1920 x 1080 pikseli oferowany przez niektóre aparaty to telewizyjny standard określany najczęściej jako Full HD. Licząc ilość pikseli, łatwo się zorientować, że odpowiada ona 2 MPix, choć z uwagi na panoramiczne proporcje, stare zdjęcia 2 MPix nie będą dobrze pasowały do wyświetlenia na współczesnym telewizorze Full HD.
	Powyżej tych rozmiarów (czyli dla zdjęć ponad 2 MPix) mamy rozdzielczości, które aktualnie przydadzą się niemal wyłącznie do dwóch celów: - obróbki na komputerze (głównie związanej z kadrowaniem) - wydruków o rozmiarzeach powyżej 10 x 15 cm. ale ten ostatni przypadek jest opisany dalej...

Zdjęcia do wydruku

Wszystko to łatwo można obliczyć wiedząc, że skrót dpi (dots per inch) oznacza ilość punktów mieszczących się w jednym calu, a cal to 2,54 cm.

Standardowy druk wysokiej jakości odpowiada rozdzielczości 300 dpi (wtedy na 1 milimetrze mieści się ok. 12 punktów obrazu), 250 dpi to jeszcze cały czas świetna jakość (ok 10 punktów na każdy milimetr odbitki), 200 dpi może być uznane za jakość dobrą (naprawdę dobrą, bo tylko fachowiec byłby tu w stanie doszukać się słabości odwzorowania. Gorszy nieco jest druk gazetowy - bo to ok. 150 dpi (choć jest to całkiem jeszcze przyzwoita jakość), tyle samo oferują najlepsze monitory. Tylko stare monitory CRT i nowe LCD wyświetlają obraz z rozdzielczością rzędu 75 punktów na cal (75 dpi). Większość "labów" cyfrowych wywołuje zdjęcia właśnie w rozdzielczości 300 dpi co daje doskonałą jakość odbitek.

Uwaga:
To co wyżej napisano jest pewnego rodzaju uproszczeniem. W rzeczywistości w poligrafii stosuje się dwa główne rodzaje druku - rastrowy i bez rastra. Ten ostatni jest lepszy, bo w nim każdy pojedynczy punkt zawiera pełną informację o kolorze (tak są drukowane zdjęcia w foto - labach i w drukarkach termosublimacyjnych). Z kolei w przypadku druku rastrowego (stosują go np. zwykłe drukarki komputerowe, ale także maszyny drukujące kolorowe gazety i magazyny) kolor jest składany z wielu punktów i dlatego ten sam efekt końcowy daje się osiągnąć dopiero za pomocą znacznie większej rozdzielczości. Ważny wniosek z tego jest jeden - 300 DPI w labie fotograficznymi 300 DPI drukarki laserowej, to nie to samo!

I jeszcze jedno ciekawe pytanie:

A co jeśli ilość pikseli zdjęcia zapisanego na karcie aparatu cyfrowego jest większa, niz potrzebna do wykonania odbitki?

- Odpowiedź jest prosta: nadmiarowe piksele będą i tak usunięte!
Dlatego "pogoń za megapikselami" lansowana w dużym stopniu przez producentów aparatów, którzy wykazują się ciągłym zwiększaniem rozdzielczości swoich produktów wcale nie słuzy uzytkownikom. Więcej niz 2-3 megapiskele przydaje się praktycznie tylko w dwóch przypadkach:

gdy chcemy kadrować zdjęcia na komputerze i wybierać fragmenty ujęć ze środka
gdy robimy naprawdę duże wydruki/odbitki (ale kogo - poza zawodowcami - stać na częste zamawianie drogich i mało wygodnych w przechowywaniu gigantycznych odbitek?).

Ale wracając do kwestii odbitek robionych ze zdjęć zapisanych na kartach pamięci. Przyjmijmy, że zdjęcia w laboratoriach fotograficznych są drukowane bez rastra, a zatem:

	jakość "super" odpowiada rozdzielczości 300 dpi
	jakość "bardzo dobra" to 250 dpi
	a jakość w miarę dobra, to 200 dpi (jest to i tak rozdzielczość znacznie lepsza od tej oglądanej na najlepszym dostępnym w sprzedaży monitorze)

Opierając się na powyższych danych można łatwo przeliczyć ilość pikseli na cale i centymetry. Wyniki dla dwóch typowych rozdzielczości są umieszczone w poniższej tabeli:

klasa aparatu	Rozdzielczość w punktach (przykładowa)	Jakość odwzorowania	odpowiadający rozmiar odbitki		Uwagi
klasa aparatu	Rozdzielczość w punktach (przykładowa)	Jakość odwzorowania	w calach	w cm	Uwagi
15 MPix	4752 x 3168	super (300 dpi)	15,84 x 10,56	40,4 x 25	znacznie więcej niż strona A4 (297 mm × 210 mm)
15 MPix	4752 x 3168	bardzo dobra (250dpi)	19,01 x 12,67	48,5 x 32,3
15 MPix	4752 x 3168	dobra (200 dpi)	23,76 x 15,84	60,6 x 40,4	w przybliżeniu strona A3 (600 mm × 420 mm)
12 MPix	4000 x 3000	super (300 dpi)	13,33 x 10,00	34 x 25,5	wyraźnie więcej niż strona A4 (297 mm × 210 mm)
12 MPix	4000 x 3000	bardzo dobra (250dpi)	16,00 x 12,00	40,8 x 30,6	dużo więcej niż strona A4 (297 mm × 210 mm)
12 MPix	4000 x 3000	dobra (200 dpi)	20 x 15	51 x 38,25	znacznie więcej niż strona A4, prawie A3
10 MPix	3648 x 2736	super (300 dpi)	12,16 x 9,12	31 x 23,3	więcej niż strona A4 (297 mm × 210 mm)
10 MPix	3648 x 2736	bardzo dobra (250dpi)	14,59 x 10,94	37,2 x 27,9
10 MPix	3648 x 2736	dobra (200 dpi)	18,24 x 13,68	46,5 x 34,9
8 MPix	3264 x 2448	super (300 dpi)	10,88 x 8,16	27,7 x 20,8	w przybliżeniu strona A4 (297 mm × 210 mm)
8 MPix	3264 x 2448	bardzo dobra (250dpi)	13,06 x 9,79	33,3 x 24,0
8 MPix	3264 x 2448	dobra (200 dpi)	16,32 x 12,24	41,6 x 31,2
7 MPix	3072 x 2304	super (300 dpi)	10,24 x 7,68	26,11 x 19,58	prawie strona A4 (297 mm × 210 mm)
7 MPix	3072 x 2304	bardzo dobra (250dpi)	12,29 x 9,22	31,33 x 23,5	wyraźnie więcej niż kartka A4
7 MPix	3072 x 2304	dobra (200 dpi)	15,36 x 11,52	39,17 x 29,38
6 MPix	2848 x 2136	super (300 dpi)	9,49 x 7,12	24,21 x 18,16	prawie strona A4 (marginesy ok. 2 cm)
6 MPix	2848 x 2136	bardzo dobra (250dpi)	11,39 x 8,54	29,05 x 21,79	właściwie strona A4
6 MPix	2848 x 2136	dobra (200 dpi)	14,24 x 10,68	36,31 x 27,23	więcej niż strona A4
5 MPix	2592 x 1944	super (300 dpi)	8,64 x 6,48	22,03 x 16,52	Wciąż jakość dla wielu zawodowych fotografów
5 MPix	2592 x 1944	bardzo dobra (250dpi)	10,37 x 7,78	26,44 x 19,83	prawie strona A4 (marginesy ok. 1 cm)
5 MPix	2592 x 1944	dobra (200 dpi)	12,96 x 9,72	33,05 x 24,79	więcej niż strona A4
4 MPix	2272 x 1704	super (300 dpi)	7,57 x 5,68	17,4 x 13,1	niemal rozmiar A5 (z marginesami ok. 1 - 2 cm)
4 MPix	2272 x 1704	bardzo dobra (250dpi)	9,09 x 6,82	23,2 x 17,4	niemal rozmiar A4 (z marginesami po ok. 2 - 3 cm)
4 MPix	2272 x 1704	dobra (200 dpi)	11,36 x 8,52	29,0 x 21,7	przybliżony rozmiar A4 (bez marginesów)
3 MPix	2048 x 1536	super (300 dpi)	6,83 x 5,12	17,4 x 13.1	z marginesami rozmiar nieco mniejszy od A5 (pół kartki A4)
3 MPix	2048 x 1536	bardzo dobra (250dpi)	8,19 x 6,14	20,9 x 15,7	trzeba trochę zmniejszyć, żeby wydrukować w rozmiarze A5
3 MPix	2048 x 1536	dobra (200 dpi)	10,24 x 7,68	26,1 x 19,6	Prawie rozmiar kartki A4 (z marginesami ok. 1 - 2 cm)
2 MPix	1600 x 1200	super (300 dpi)	5,33 x 4	13,6 x 10,2	to jest "prawie" 15 x 10 cm
2 MPix	1600 x 1200	bardzo dobra (250dpi)	6,4 x 4,8	16,32 x 12,24	Rozmiar wyraźnie ponad 15 x 10 cm
2 MPix	1600 x 1200	dobra (200 dpi)	8 x 6	20,4 x 15,3	obraz w tej rozdzielczości zajmie pół kartki A4 (A5)
1 MPix	1280 x 1024	super (300 dpi)	4,27 x 3,41	10, 9 x 8,7	niektóre laby robią "podwymiarowe" zdjęcia o podobnej wielkości
1 MPix	1280 x 1024	bardzo dobra (250dpi)	5,12 x 4,10	13,1 x 10,4	to jest więcej niż 13 x 9 cm
1 MPix	1280 x 1024	dobra (200 dpi)	6,4 x 5,12	16,3 x 13,1	To jest całkiem przyzwoite 15 x 10 cm

Jak widać z powyższych danych, rozdzielczość 1600 x 1200 daje "prawie super" jakość odbitki 10 cm x 15 cm (mamy tylko ciut mniej pikseli, niżby to wymagał nasz realistyczny ideał - bo choć 10,2 jest większe od 10 cm, to 13,6 jest mniejsze niż 15 cm), a doskonałą (z zapasem) dla odbitki 9 x 13 cm.
Gorsza rozdzielczość - 1280 x 1024 - da nam jeszcze bardzo dobre odbitki 9 x 13 cm i w miarę niezłe 10 x 15.
Aparaty 3 - 4 MPix pozwolą na wydrukowanie (zrobienie odbitek) dokładnych fotografii wielkości kartki A4 z jakością może nie super, ale w większości przypadków zadawalającą, bo kto się wpatruje w nie do końca dokładne szczególiki rozmiaru dziesiątej części milimetra na kartce wielkości A4?.... Dlatego jeśli ktoś chce mieć najwyższej jakości odbitki większe niż standardowe 10 x 15 cm, to powinien poszukać sobie aparatów o matrycy minimum 3 - 4 MPix, choć więcej wcale nie ma potrzeby.

Myślę jednak że w standardowych domowo - turystycznych zastosowaniach matryca 2 megapikselowa w zupełności wystarczy, a w większości przypadków zadowalająca będzie nawet jakość zdjęć z matrycy 1 MPix. Ja osobiście, kupując aparat cyfrowy większą uwagę niż na rozdzielczość, zwróciłbym na inne cechy matrycy - poziom szumów, odwzorowanie kolorów i dynamikę jasności.

Pogoń producentów za megapikselami - inne efekty uboczne

Niestety, pogoń producentów aparatów cyfrowych za megapikselami ma swój jeszcze jeden negatywny aspekt. Bo zwiększenie ilości pikseli matrycy nie polega na prostym zwiększaniu jej rozmiaru, a zwykle na "upychaniu" większej ilości punktów światłoczułych na tej samej powierzchni. Objawia się to efektem zmniejszenia powierzchni pojedynczego punktu rejestrującego światło. A mniejszy punkt będzie wyraźnie mocniej szumiał. Dlatego wraz ze wzrostem ilości pikseli producenci muszą walczyć z coraz bardziej intensywnymi szumami. Walczą na różne sposoby - jeden z nich, to produkowanie coraz bardziej czystych materiałowo matryc. To jest najlepsza droga. Ale są również metody "na skróty" - np. poprzez specjalną obróbkę zdjęcia, która takie szumy likwiduje. Jednak zawsze jest "coś za coś" - wszystkie znane algorytmy programowej redukcji szumów daja efekt uboczny w postaci zmniejszenia kontrastu i ogólnej wyrazistości odwzorowanych szczegółów. Tak więc kupując aparat z matrycą o większej rozdzielczości uzyskamy co prawda bardziej szczegółowe, ale za to mniej kontrastowe i ogólnie mniej dokładne w odwzorowaniu kolorów i jasności zdjęcia.

Dlatego ja, gdybym miał wybierać, to zamiast matrycy 10 MPix, zdecydowałbym się na matrycę 5 MPix jeśli tylko miałaby ona ten sam rozmiar fizyczny (tę samą całkowitą szerokość i wysokość). Wszak owa nadwyżka pikseli przydałaby się raczej rzadko, a lepszy kontrast i wyrazistość kolorów mają znaczenie praktycznie dla każdego robionego zdjęcia.
Co ciekawe współcześnie (jesień 2009) produkuje się nawet taki aparat, który ma maksymalną rozdzielczość zdjęć na poziomie około 4MPix, a za to cenę amatorskiej lustrzanki. Jest nią Sigma DP2. Ktoś by powiedział: zaraz tylko 4 MPix, a taka cena, to przeciez wiele telefonów robi "lepsze" zdjecia?...
Otóż wcale zdjęcia robione aparatami o wyższej rozdzielczości w większosci nie wychodzą lepsze. Faktem jest, że matryca użyta w tym aparacie to specjalny rodzaj, nieużywany w innych aparatach. Kto ma ochotę poczytać sobie na temat tego aparatu, bo może to zrobić (o ile zna język angielski) na stronie: http://www.dpreview.com/reviews/sigmadp2/page2.asp .