پیکسل بیشتر دوربین، کیفیت کمتر عکس!!

[SonBol]

وقتی به بازار برای خرید دوربین دیجیتال می‌روید، یکی از شاخص‌های مهمی که حتما می‌پرسید و به آن اهمیت می‌دهید، وضوح عکس یا تعداد پیکسل آن است. مسلما یک دوربین 12 مگاپیکسلی از یک دوربین 6 مگاپیکسلی بهتر است.
ولی ظاهرا باید در درستی چنین چیزی در مورد دوربین‌های فشرده compact، شک و تردید کنید!
یک آزمایشگاه مستقل تست کیفیت عکس در آلمان به نام «مهندسی عکس» یا Image Engineering، که یکی از کارهایش تست دوربین‌های دیجیتال برای مجله آلمانی Color Photo and c’t است، نظر دیگری دارد. آنها متوجه شدند کیفیت عکس دوربین‌هایی با پیکسل بیشتر به جای بهتر شدن بدتر می‌شود.
به علت یک باور عمومی که می‌گوید دوربین با پیکسل بیشتر کیفیت بهتری دارد، بیشتر شرکت‌های دوربین‌سازی ترغیب شده‌اند که دوربین‌های با پیکسل بیشتر بسازند تا مردم را مشتاق به خرید آنها کنند.
در سال 1995، نخستین دوربین‌های دیجیتال وارد بازار شدند. شرکت‌های کاسیو و کداک نخستین شرکت‌هایی بودند که دوربین دیجیتال برای مصرف کاربران عمومی ساختند. این مدل‌های اولیه تعداد پیکسل کمی داشتند و کیفیت این عکس‌ها به خصوص هنگام چاپ، اصلا قابل قبول نبود. در سال 1996، دوربین‌ها به وضوح 800 هزار پیکسل رسیدند و در سال 1998، وضوح دوربین‌ها به 2 مگاپیکسل یعنی دو میلیون پیکسل رسید. این وضوح عکس برای چاپ یک عکس با ابعاد 10 در 15 سانتیمتر روی یک کاغذ A4 مناسب بود.
در ان سال‌ها واقعا عبارت «پیکسل بیشتر، کیفیت بهتر»، صادق بود و به همین خاطر این مطلب در ذهن مردم به عنوان یکی از شاخص‌های مهم انتخاب و خرید دوربین دیجیتال حک شد.
زمان به سرعت می‌گذشت تا اینکه در نمایشگاه فتوکینا در سال 2004، دوربین‌هایی با وضوح 6 مگاپیکسل به نمایش گذاشته شد. متخصصان عقیده داشتند که عکس‌هایی که با دوربین‌های 6 مگاپیکسلی گرفته می‌شوند، نسبت به عکس‌هایی که روی فیلم‌های 35 میلیمتری ثبت می‌شود تا اندازه‌ای برتری دارد.
اما متأسفانه از این زمان دیگر کیفیت عکس‌ها به موازات بیشتر شدن پیکسل بهتر نشد!
دوربین‌های 8 مگاپیکسلی که در سال 2006، وارد بازار شدند، خطاها یا اصطلاحا نویزهای noise زیادی در محیط‌های با نور کم داشتند و در عکس‌هایی که کنتراست رنگی زیادی داشند، به وضوح می‌شد، حاشیه‌های رنگی دید.
این مشکل را در دوربین‌های 10 تا 12 مگاپیکسلی که این روزها در بازار یافت می‌شوند، می‌توان مشاهده کرد. شرکت‌های تولیدکننده دوربین در تلاش هستند، چنین نقصی را با نرم‌افزارهای کاهش‌دهنده پارازیت و ویرایشگر عکس، کاهش دهند. ولی با مرور عکس‌های این دوربین‌های می‌توان مشاهده کرد که چندان در این کار موفق نبوده‌اند.

پیکسل بیشتر، کیفیت بدتر!
ولی به راستی دلیل چنین چیزی چیست؟ دوربین‌های جمع و جور امروزی، مسلما مجبورند حسگرهای نورهای کوچکی هم داشته باشند، حسگرهایی مثلا با ابعاد 7.5 در 9.4 میلیمتر یا 5.4 در 6.8 میلیمتر، بنابراین بدیهی است که برای افزایش پیکسل‌ها چاره‌ای جز کوچکتر کردن پیکسل‌ها نیست!

نتیجه چنین چیزی، کاهش «حساسیت» و افزایش «نویز» دوربین است، چرا که میزان نوری که به وسیله هر یک از این پیکسل‌های کوچک جمع‌اوری می‌شود، کمتر خواهد بود.
ما انتظار داریم که افزایش پیکسل‌ها، جزئیات بیشتری در اختیار ما بگذارد و به عبارتی وضوح عکس را بالا ببرد ولی باید توجه داشت که برای داشتن یک عکس پروضوح به لنزهای بهتر با خطای رنگی Chromatic aberration کمتر هم نیازمندیم. اما این لنزهای بهتر، ابعاد بزرگ‌تری هم دارند و نمی‌توانند در دوربین‌های کوچک امروز جاسازی شوند.
به علاوه در پیکسل‌های کوچک‌تر، پدیده فیزیکی «پراش» نور بیشتر می‌شود و وضوح عکس را کم می‌کند.
به علاوه مثلا برای ذخیره عکس‌های فشرده‌نشده دوربین‌های 12 مگاپیکسلی به فضای بیشتری نیاز داریم، یعنی تقریبا 36 مگابایت به ازای هر عکس. بنابراین سرریز اطلاعات منجر می‌شود که زمان بیشتری صرف ویرایش عکس شود و به ظرفیت‌های حافظه‌ای بسیار بیشتر احتیاج داشته باشیم.

بنابراین اگر مسئله را به صورت خلاصه بخواهیم جمع و جور کنیم باید بگوییم که مشکل اصلی در دوربین‌های با پیکسل بیشتر واقعا تعداد پیکسل بیشتر نیست، بلکه کوچک شدن تعداد پیکسل‌ها است. اگر بخواهیم با افزایش تعداد پیکسل، وضوح و کیفیت بهتری در عکس‌ها ببنیم، باید اندازه حسگرها و لنزها را بزرگ‌تر کنیم و این کار مسلما دوربین را بزرگ‌تر خواهد کرد. اما مشتری‌های آماتور این روزها چندان میانه‌ای با دوربین‌های بزرگ ندارند.
در مورد دوربین‌های SLR یا دوربین‌های دیجیتال با لنزهای انعکاسی، مسئله به همین ترتیب است ولی اندازه حسگرهای این دوربین‌ها بزرگ‌تر است و بنابراین این دوربین‌ها در پیکسل‌های بیشتر، حساسیت بیشتر و نویز کمتری دارند.
بنابراین دو مورد دوربین‌های کوچک، بهترین تعداد پیکسل 6 مگاپیکسل است. به عبارت دیگر اندازه هر پیکسل باید بیشتر از 3 میکرومتر باشد.
منبع : 6mpixel.org