Derfor betyr ikke megapiksler alt

Det er en grunn til at antall megapiksler ikke er et mål på bildekvalitet.

24.02.09 08:20

Det å måle forskjellige relativt like produkter opp mot hverandre er relativt vanskelig. I bilbransjen har man en rekke ulike mål, som alle er like verdiløse hver for seg. En snakker om mål som akselerasjon, topphastighet, hestekrefter og dreiemoment.

Mål på ytelse er vanskelig
Men ingen av disse målene er spesielt nøyaktige med mindre du setter det inn i en større sammenheng opp mot vekt, kjøreegenskaper, bagasjeplass og alt mulig annet.

I dataverdenen har vi litt det samme. I mange år ble megahertz brukt som nærmest det ultimate målet på hvor rask en datamaskin var, helt fram til forskjellige produsenter av prosessorer begynte å produsere prosessorer på forskjellige måter. Plutselig kunne en prosessor på 3200 megahertz være betydelig tregere enn en på 2200 megahertz – og siden har man slitt kraftig med å enkelt kunne beskrive en datamaskins ytelse.

Og slik kan vi fortsette i bransje etter bransje. Men når vi kommer til digitale kameraer er det fortsatt en klar overbevisning hos mange at flere megapiksler er det samme som bedre bildekvalitet. Men dette er omtrent like nøyaktig som å si at antall hestekrefter er det eneste som avgjør topphastigheten på bilen hvis du skal kjøre på ren is. Som de fleste vil forstå vil trolig bilen med piggdekk og liten motor vinne mot en amerikansk muskelbil på slitte sommerdekk.

Mobil med 12 megapiksler
Og når Sony Ericsson på World Mobile Congress annonserte en mobiltelefon med 12 megapikslers oppløsning, så betyr ikke det at den er bedre enn Canons EOS 1D Mark III til godt over 30.000 kroner som har en oppløsning på «bare» 10,1 megapiksler.

Årsaken til dette er mange, og de to viktigste poengene er trolig størrelsen på bildesensoren som registrerer bildet – og kvaliteten på optikken som geleider lyset ned til bildesensoren.

(Denne artikkelen tar for seg ting på et overordnet nivå. I praksis er ting gjerne litt mer nyansert, men hensikten er å få frem grunnproblematikken.)

Størrelsen på bildesensor
La oss begynne med bildesensoren (CMOS/CCD), som er det viktigste elementet i et digitalt kamera, og som kan sammenlignes med selve filmen i et gammel filmbasert kamera. Dette er en relativt liten digital brikke som består av et utall bitte små sensorer som hver for seg registrerer ett enkelt bildepunkt på det ferdige bildet du får ut av kameraet.

(Det finnes en rekke forskjellige måter å lage en bildesensor på, der en i mange tilfeller bruker flere sensorer for å registrere ett enkelt bildepunkt, men prinsippet i denne sammenhengen er det samme.)

Like mange punkter på brøkdelen av plassen
Størrelsen på disse sensorene varierer betydelig. Såkalte fullformatssensorer, de som er like store som de gamle filmbaserte filmene, er på 36 x 24 millimeter – eller 864 kvadratmillimeter.

På Canons nye kompaktkameraer som ble sluppet i det store vårslippet var de fleste på 6,16 x 4,62 millimeter – eller 28,46 kvadratmillimeter.

Sagt på en annen måte: Bildesensoren på et kompaktkamera fra Canon er 3,3 % av størrelsen til et fullformatkamera – men likevel har de fleste av de nye kameraene en oppløsning på 12,1 megapiksler – mens fullformatskameraet Canons 1D MarkIII har 10,1 megapiksler.

(Som en leser har påpekt er ikke 1D Mark III et fullformatskamera, men har en cropfaktor på 1,3 - se illustrasjonen lenger opp. Dette gjør ikke beskrivelsene i denne artikkelen feil, men utregningen av forholdet til de mindre sensorene. Arealet på kameraet er 548 kvadratmillimeter - altså er kompaktkameraene 5,19 % av størrelsen til 1D Mark III.)

35 ganger større
Toppkameraet har altså 17 prosent færre sensorer på et område som er 30 ganger større – eller sagt på en annen måte: Hver enkelt sensor er omtrent 35 ganger større.

Ved bare å tenke helt logisk: Hvilken sensor tror du best klarer å tolke lyset som kommer inn på seg?

Om et fullformatkamera skulle hatt samme tetthet av sensorer som disse nye kompaktkameraene så ville de vært utstyrt med rundt 360 megapikslers oppløsning. I stedet er de med kameraene med høyest oppløsning for tiden utstyrt med rundt 36 megapikslers oppløsning.

Størrelsen betyr noe
Årsaken til at en ikke presser oppløsningen opp i det uendelige på disse toppkameraene er ikke at de ikke klarer, eller fordi en ikke ønsker høyere oppløsning, men rett og slett at en vet at bildekvaliteten blir dårligere av å ha for små sensorer. Problemet er nemlig todelt:

1. Jo større hver enkelt sensor er, jo bedre klarer de å håndtere svak belysning. Bare tenk på det: Fotografering handler om å fange lys, jo større «bøtta» er som skal «fange» lyset, jo mer lys får den tak i.

Dette punktet er årsaken til at både Canon og Nikon har to toppmodeller, én med skyhøy oppløsning beregnet for studiofotografering med kontrollert lys, og én med mye lavere oppløsning (med like stor bildebrikke) som takler dårlige lysforhold langt bedre.

Punkter som sitter tett skaper støy
2. Når sensorene er for små, og sitter for tett, blir problemet med støy betydelig større. Enkelt sagt fører mange piksler som sitter tett til at mye varme genereres, som igjen skaper støy, og som blir verre og verre jo høyere ISO-verdier som blir benyttet – altså sensorenes sensitivitet til lys.

På toppen av dette benytter ofte små, billige bildebrikker seg av «lavkvalitetssensorer» som ikke er nøyaktige, registrerer unøyaktige farger og som ikke klarer å registrere hele spekteret av lys.

Skaper flere typer problemer
Resultatet er ofte at bildene blir veldig grumsete, der en klart kan oppleve av bildet ikke klarer å gjengi like mange detaljer som oppløsningen skulle tilsi.

Et godt eksempel på disse problemene kan du se i disse to bildene tatt med henholdsvis Nokia N95 8GB og Sony Ericsson K850i. Bildet er tatt på samme tidspunkt av samme motiv, og demonstrerer egentlig to forskjellige problemer: På Sony Ericsson-modellen ser en klart og tydelig at bildepunktene «renner» over i hverandre, og det ser nærmest ut som om det er maleri på enkelte steder.

På N95-bildet er det enormt med bildestøy, der du ser at det er masse røde, grønne og blå bildepunkter som åpenbart ikke har noe i bildet å gjøre.

Ta bilde gjennom et møkkete vindu
På toppen av problemet med små bildesensorer, så har billige kameraer, og spesielt mobilkameraer, eksepsjonelt dårlig optikk. Optikken er linsene som geleider lyset ned til selve bildebrikken, og hvis optikken er av dårlig kvalitet så blir også kvaliteten på lyset som treffer de bitte små bildesensorene dårligere.

Igjen kommer vi inn på «det er en grunn til at speilreflekskameraer ser ut som de gjør». Jo bedre en behandler lyset før det treffer bildesensoren, jo bedre blir bildekvaliteten. Dårlig optikk, og da spesielt den du finner på mobilkameraer, kan sammenlignes med å ta bilde gjennom et møkkete vindu: Uansett hvor god bildesensor du har, så vil ikke bildet bli bra.

God optikk er dyrt - og stort
Optikk betyr mye, mye mer enn det folk flest tror. Det er ikke tilfeldig at Nikons standardobjektiv til sine billige speilreflekskameraer koster rundt 1100 kroner i løssalg, med en brennvidde på 18-55 mm, mens de har et annet objektiv på 17-55 mm (altså nærmest identisk zoomområde) som koster over 10.000 kroner. Det er ikke fordi den ekstra millimeteren koster dem noe særlig, men god optikk krever dyre komponenter og høy presisjon.

Det er heller ikke tilfeldig at den billige utgaven veier 210 gram, mens den dyre veier 755 gram.

God optikk krever høykvalitetsglass. Hvor mye høykvalitetsglass tror du en får plass til i en mobiltelefon?

Nettavisen ønsker en åpen og levende debatt.

Her kan du enkelt bidra med din mening.