Poradnik fotografii>Budowa aparatu cyfrowego>MATRYCE >Zmiana rozdzielczości fotografowania

Zmiana rozdzielczości zdjęcia

Zmiana rozdzielczości z jaką rejestrujemy zdjęcie polega na odczytywaniu zwartości z mniejszej niż maksymalna liczby pikseli i przetwarzaniu tych zapisów na obraz. Wybór tych odczytywanych pikseli podlega regułom, które zaprezentujemy w tym paragrafie Fotoporadnika. Reguły te wynikają ze stosowania filtru Bayera do odtwarzania kolorów. Przypomnijmy o co chodzi.

Matryca, CCD lub CMOS, nie jest czuła na kolory. Dlatego matryca przysłonięta jest filtrem Bayera, który wygląda tak

Odtwarzanie kolorów w jakimś punkcie zdjęcia odbywa się w ten sposób, że program odczytuje zawartość 9. pikseli, czyli kwadratu 3 x 3 piksele i na podstawie intensywności światła w poszczególnych pikselach ustala kolor odpowiadający środkowemu punktowi tego obszaru. Obszar odczytywany przesuwany jest kolejno przez całą matrycę i w ten sposób wyznaczone zostają kolory wszystkich punktów obrazu. Węcej na ten temat napisano już w paragrafie kolory cyfrowe.

Jeżeli odczytane zostaną wszystkie piksele matrycy, to program zapisany w pamięci procesora aparatu odtworzy obraz o maksymalnej możliwej rozdzielczości, gdyż wykorzysta wszystkie piksele matrycy.

A jak przebiega odczytywanie piseli, jeżeli w MENU ustawimy rozdzielczość mniejszą od maksymalnej.
Polecamy takie doświadczenie:

Mocujemy na statywie aparat z rozdzielczością ustawiną na maksimum (np. 3648 x 2736 przy matrycy 10 MP) i wycelowujemy go w kierunku np. regału z książkami będącego w odległości 2 do 3 mwtrów. Chodzi o to by były wraźne krawędzie kadru, czyli tego, co odczytuje matryca,
Robimy zdjęcie,
Nie ruszając aparatu bardzo delikatnie przestawiamy rozdzielczośc na minimum, co zazwyczaj jest 640 x 480 pikseli,
Robimy kolejne zdjęcie,
Wczytujemy oba zdjęcia do komputera by przyjrzeć im się dokładnie. Można je obejrzeć bezpośrednio na monitorze aparatu ale wówczas dokładność oceny nie jest zbyt duża.

Wnioski z tego doświadczenia

Na obydwu zdjęciach jest dokładnie ten sam obszar naszego ragału, czy innego przedmiotu fotografowanego.
Tak więc zmniejszenie rozdzielczości nie polega na odczytaniu mniejszego fragmentu matrycy.
Zmniejszenie rozdzielczości polega na odczytaniu i przetworzeniu na obraz części pikseli wybranych równomiernie z całej matrycy.

Jak te piksele są wybierane przy zmniejszonej rozdzielczości? Popatrzmy na pierwszy rząd pikseli. Gdyby wybrać do tworzenia obrazu co drugi piksel, to zostały by odczytane wyłącznie piksele przysłoniete kolorem czerwonym filtru Bayera. Gdyby odczyt pikseli przebiegał co drugi w poziomi i co drugi wiersz w pionie, to odczytane zostałyby wyłącznie piksele pokryte filtrem czerwonym a więc po przetworzeniu na obraz mielibyśmy zdjęcie jednobarwne - czerwone o różnej jasności tej czerwieni.

Wybór pikseli do odczytu musi być taki, by odczytane piksele tworzyły układ kolorów filtrów analogiczny do układu oryginalnego, czyli musi być zachowana sekwencja

Czerwony - Zielony - Czerwony ....
Zielony - Niebieski - Zielony ....
Czerwony - Zielony - Czerwony ....

.....

Wymaganie zachowania tekiej sekwencji kolorów na odczytywanych pikselach wynika z algorytumu, czyli przepisu, wg którego program w aparacie odtwarza kolory. Program ten napisany jest przy założeniu takiego właśnie układu kolorów filtru.
Wymagana sekwencja kolorów zostanie zachowana, między innymi, przy odczytywanie co TRZECIEGO piksela w poziomi i w pionie. Czytelnik może łatwo to sprawdzić "odliczjąc" sobie pikesle na załączonym rysunku filtru Bayera. Kombinacji odczytywania, które zachowają sekwencję kolorów filtru potrzebną do prawidłowego odtworzenia kolorów całego zdjęcia jest bardzo dużo i nie będziemy tu ich analizować.

Końcowy wniosek, na czym polega zmniejszenie rozdzielczości zdjęcia jest taki:
Obraz powstaje z pikseli wybranych wg pewnego schematu równomiernie z całej matrycy a szczegóły są tym gorzej odtwarzane na takim zdjęciu im mniejszą rozdzielczość ustawimy w aparacie przed zrobieniem zdjęcia.

Mniejsz rozdzielczość oznacza, ze mniej punktów tworzy obraz fotografowanego obiektu, ktego rzeczywista wielkość jast taka sama.
Pokazane poniżej fragmenty zdjęć wykonano aparatem Canon G11. Matryca tego aparatu ma 10 MP i

maksymalna rozdzielczość wynosi 3648 x 2736 pikseli
minimalna zaś - 640 x 480 pikseli

Obydwa zdjęcia są fragmentami o tch samych rozmiarach geometrycznych. Po lewej stronie jest fragment zdjęcia wykonanego przy wykorzystaniu pełnej rozdzielczości matrycy, po prawej przy rozdzielczości 640 x 480 pikseli.

3648 x 2376	640 x 480

Na fragmencie zdjęcia wykonanego w dużej rozdzielczości elementy obrazu sa ułożone bardzo gęsto. Fragment ten stanowi dolną lewą część litery N
Na fragmencie zdjęcia o małej rozdzielczości elementy te są rozmieszczone rzadko a framgnet obejmuje większą część sfotografowanego obrazu. Fragment obejmuje znacznie większą część tej samej litery N

Warto zwrócić uwagę na fakt, że wielkość kwadracików, z których zbudowane są te dwa zdjęcia jest identyczna. Jeden taki kwadracik odpowiada wielkością jedemu pikselowi matrycy, choć powstaje z kilku, np. 9 pikseli, bo tego wymaga algorytm odtwarzania kolorów, opisany paragrafie Fotoporadnika kolory cyfrowe.

Używasz Facebooku'a? Kliknij "lubię to", będziesz dostawał informacje o nowościach na naszym serwisie.