مگاپیکسل بیشتر، عکس بهتر؟ این باور قدیمی را فراموش کنید

آیا بیشتر بودن تعداد پیکسل‌های دوربین به‌معنای ثبت عکس‌های باکیفیت‌تر است؟ این سوالی است که بسیاری از ما هنگام خرید گوشی هوشمند با آن مواجه می‌شویم. تبلیغات پرزرق‌وبرق تولیدکنندگان، ما را به این باور می‌رساند که هرچه تعداد پیکسل بیشتر باشد، کیفیت عکس‌ها بهتر خواهد بود؛ اما این باور رایج، ریشه در واقعیت ندارد.

«مگاپیکسل» (Megapixel) واحدی برای اندازه‌گیری وضوح تصاویر دیجیتال و هر مگاپیکسل معادل یک میلیون پیکسل است. پیکسل‌ها کوچک‌ترین واحدهای تشکیل‌دهنده‌ی تصاویر دیجیتال هستند و هرچه تعداد آن‌ها بیشتر باشد، وضوح تصویر بالاتر خواهد بود. به‌عنوان مثال، عکس گرفته شده با دوربینِ ۱۲ مگاپیکسلی، از ۱۲ میلیون پیکسل تشکیل شده است. هرچه مقدار مگاپیکسل بیشتر باشد، تصاویری واضح‌تر و با جزییات بیشتری خواهیم داشت. بااین‌حال، باید بدانیم که تعداد پیکسل‌ها، تنها معیار کیفیت تصویر نیست، بلکه عواملی مانند لنز و حسگر نیز تأثیر زیادی بر کیفیت نهایی تصویر دارند.

مگاپیکسل را به معنای «وضوح» یا «رزولوشن» نیز می‌توانیم در نظر بگیریم. مقدار رزولوشن به ما می‌گوید که تصویر ثبت‌شده چه مقدار جزییات را می‌تواند نشان دهد و معمولا به صورت تعداد پیکسل‌های افقی × تعداد پیکسل‌های عمودی بیان می‌شود. به‌عنوان مثال، وضوح ۴۰۰۰×۳۰۰۰ پیکسل به معنای آن است که تصویر ۳۰۰۰ پیکسل در عرض و ۴۰۰۰ پیکسل در ارتفاع و درمجموع، ۱۲ میلیون پیکسل یا همان ۱۲ مگاپیکسل دارد. هرچه مقدار مگاپیکسل بیشتر باشد، میزان وضوح تصویر نیز بیشتر خواهد بود.

چرا به‌هنگام عکاسی به وضوح بیشتری نیاز داریم؟ وقتی روی عکس زوم می‌کنید، وضوح بالا مثل یک ذره‌بین عمل می‌کند و جزئیات بیشتری را به شما نشان می‌دهد؛ انگار که دارید یک نقاشی را از نمای نزدیک‌تر نگاه می‌کنید. اما فراموش نکنید، وضوح تنها یک بخش از پازل کیفیت تصویر است. بخش‌های دیگر به مراتب مهم‌تر از مقدار رزولوشن هستند. به‌هنگام صحبت در مورد کیفیت تصاویر باید به عواملی مانند رنگ‌ها نیز توجه داشته باشیم.

رنگ‌هایی که گوشی‌های هوشمند هنگام ثبت عکس تولید می‌کنند، بسیار مهم است. «گستره‌ی دینامیکی» (Dynamic Range) رنگ‌ها در تصاویر ثبت‌شده نیز اهمیت بالایی دارد. گستره‌ی دینامیکی رنگ‌ها در تصاویر به تفاوت بین روشن‌ترین و تاریک‌ترین نقاط یک تصویر اشاره دارد. این مفهوم به‌طور خاص میزان توانایی دوربین را در نمایش جزییاتِ مناطق خیلی روشن (Highlights) و خیلی تاریکِ (Shadows) تصویر توصیف می‌کند.

هرچه گستره‌ی دینامیکی تصویری بالاتر باشد، دوربین یا صفحه‌‌ی نمایش می‌تواند طیف وسیع‌تری از جزئیات را در بخش‌های روشن و تاریک نمایش دهد. در تصاویر با گستره‌ی دینامیکی پایین، مناطق روشن ممکن است بیش از حد سفید (بسیار روشن) شوند و مناطق تاریک، کاملاً سیاه و بدون جزئیات باشند. درنتیجه، علاوه‌بر وضوح، رنگ‌های تولید شده و گستره‌ی رنگ‌ها دو موضوع مهم دیگری هستند که بر کیفیت تصاویر گرفته شده تاثیر می‌گذارند.

لنز و حسگر دو بخش مهم در دوربین‌های گوشی‌های هوشمند به‌شمار می‌روند. حسگر در دوربین، بخشی است که نور را دریافت و آن را به اطلاعات دیجیتال تبدیل می‌کند تا تصویر تولید شود. در دوربین‌های موبایل، حسگرها معمولا نسبت‌به دوربین‌های حرفه‌ای کوچک‌تر هستند. درنتیجه، مقدار مگاپیکسل بالاتر هم نمی‌تواند کیفیت تصاویر را خیلی بهبود بخشد. در تصویر زیر دو سوژه‌ی یکسان که با دوربین ۱۲ مگاپیکسلی آیفون ۱۱ و دوربین ۱۰۸ مگاپیکسلی شیائومی Mi Note 10 در نور کم گرفته شده‌اند، نشان داده شده است.

همان‌طور که مشاهده می‌کنید، اگرچه دوربین آیفون ۱۱، ۱۲ مگاپیکسل است، تصویر گرفته شده با آن در نور کم، جزییات بیشتری را نشان می‌دهد. چرا؟ فرض کنید حسگر دوربین موبایل هستید و به شما گفته می‌شود ۱۲ جعبه را پر کنید. این کار را به‌راحتی انجام می‌دهید؛ اما هنگامی‌که به شما گفته می‌شود ۱۰۸ جعبه را پر کنید، ممکن است از توانایی‌تان خارج باشد. اتفاق مشابهی هم برای حسگر رخ می‌دهد.

همان‌طور که گفتیم حسگرِ داخل دوربینِ گوشی‌های همراه بسیار کوچک است. شما این بخش کوچک را مجبور می‌کنید تا ۱۰۸ مگاپیکسل را مدیریت کند؛ کاری که چندان آسان نیست، به‌ویژه هنگامِ ثبت عکاسی در نور کم.

در عکاسی، ISO میزان حساسیت حسگر به نور را نشان می‌دهد. هرچه این معیار بالاتر باشد، حساسیت حسگر بالاتر خواهد بود. برای ثبت تصویر روشن‌تر در نور کم، معمولا ISO را افزایش می‌دهیم. اما وقتی ISO زیاد می‌شود، حسگر دوربین باید بیشتر خودش را تحت فشار بگذارد تا نور کمتری را که دریافت می‌کند، تقویت کند. این فرآیند با مشکلاتی مانند تولید نویز و کاهش جزییات، همراه است. بدین‌ترتیب، کیفیت تصاویر گرفته شده کاهش می‌یابد و برای همین است که هنگام عکاسی، تغییر ISO چندان پیشنهاد نمی‌شود.

همان‌طور که گفتیم، اندازه‌ی حسگر نقش مهمی را در کیفیت عکس‌های ثبت‌شده با گوشی‌های هوشمند ایفا می‌کند. در مثالِ کیک‌ها، اندازه‌ی کشو، معادل اندازه‌ی حسگر است و ما به‌دنبال آن هستیم که اندازه‌ی کشو را تا جای ممکن، بزرگ کنیم. اما تولیدکنندگان دوربین‌ها از یک سیستم اندازه‌گیری نامفهوم استفاده می‌کنند که درک آن در نگاه اول چندان ساده و سرراست به نظر نمی‌رسد و انگار برای گمراه‌ کردن کاربران در نظر گرفته شده است.

هرچه مخرج کسر کوچکتر باشد (۱٫۲۸ در مقایسه با ۱٫۵۷)، حسگر بزرگ‌تر خواهد بود. درنتیجه، حسگر آیفون ۱۶ پرو از حسگر گلکسی S24 FE بزرگتر است. این موضوع می‌تواند بر کیفیت عکس‌ها به‌ویژه در شرایط نوری چالش‌برانگیز تأثیر بگذارد، زیرا حسگر هرچه بزرگ‌تر باشد، نور بیشتری را جذب می‌کند.

درگذشته، تولیدکنندگان نمی‌خواستند مردم بدانند که دوربین‌هایی با حسگر‌های کوچک‌تر از ۲/۳ اینچ می‌خرند؛ بنابراین به آن‌ها می‌گفتند دوربین 1/1.5 اینچ است. این رقم کسری در نگاه گذرا شبیه ۱ اینچ به نظر می‌رسد؛ این یک ترفند بازاریابی فوق‌العاده!

امروزه، این نوع بازی با اعداد به نفع سازندگان گوشی‌هایی است که از حسگرهای کوچک‌تر استفاده می‌کنند. مثلاً حسگر 1/1.67 اینچی یک گوشی با اندازه‌ی دقیق ۰٫۵۹ اینچ، کوچک‌تر از حسگر 1/1.33 اینچی گوشی دیگر با اندازه‌ی واقعی ۰٫۷۵ اینچ است. اما اکثر مردم با کسرها و مخصوصاً کسرهایی که با اعشار ترکیب شده‌اند، میانه‌ی خوبی ندارند و در نگاه گذرا، متوجه این تفاوت نمی‌شوند.

عملکرد دوربین گوشی هوشمند فقط به تعداد مگاپیکسل‌ها یا اندازه‌ی حسگر محدود نمی‌شود؛ کیفیت لنز و اندازه‌ی دیافراگم دو عامل بسیار مهم دیگر هستند که تاثیر چشمگیری بر کیفیت عکس‌ها می‌گذارند.

• کیفیت لنز: لنز وظیفه دارد نور را به‌درستی روی حسگر متمرکز کند. لنزهایی با کیفیت بالاتر می‌توانند نور را دقیق‌تر عبور دهند و باعث کاهش اعوجاج (مثل خمیدگی یا تغییر شکل در لبه‌های تصویر) و خطاهای نوری (مثل هاله‌های نوری یا لکه‌های ناخواسته) شوند. بنابراین، لنزِ بهتر می‌تواند وضوح و دقت رنگ‌های تصویر را افزایش دهد.
• دیافراگم: دیافراگم مانند یک روزنه در لنز، میزان نورِ رسیده به حسگر را کنترل می‌کند و آن را با عدد /f (مانند f/1.8 یا f/2.2) نشان می‌دهیم. هرچه این عدد کوچکتر باشد، دیافراگم بزرگتر است و نور بیشتری به حسگر برخورد می‌کند. این موضوع در شرایط نوری ضعیف، مثل شب یا محیط‌های تاریک، اهمیت زیادی دارد.

اگر دوربین گوشی، تعداد پیکسل بالایی داشته باشد (مثلا ۱۰۸ مگاپیکسل)، اما حسگر کوچکی داشته یا دیافراگم آن خیلی باریک باشد (مثل f/2.2)، در شرایط نوری کم ممکن است نتواند به‌خوبی عمل کند. در این حالت، چون نور کافی به حسگر نمی‌رسد، تصاویر احتمالا تار و پر از نویز ثبت می‌شوند.

در عکاسی با گوشی‌های هوشمند، نرم‌افزار به اندازه‌ی سخت‌افزار اهمیت دارد. با دوربین گوشی، تصویری خام از منظره‌ی موردعلاقه‌ی خود می‌گیریم و بعد نرم‌افزار پردازش تصویر وارد عمل می‌شود و پس از پردازشِ عکس ثبت‌شده، فایل JPEG را به ما نشان می‌دهد. گوشی‌های هوشمند امروزی برای بهبود عکس‌ها به‌شدت به الگوریتم‌های پردازش تصویر وابسته‌اند. این الگوریتم‌ها موارد مختلفی مانند کاهش نویز، پردازش HDR و تصحیح رنگ را روی عکس‌های ثبت‌شده انجام می‌دهند.

اگر برایتان سوال شده که چرا تصاویر ثبت‌شده با گوشی‌های پیکسل، سامسونگ و اپل که مگاپیکسل کمتری از بسیاری از مدل‌های دیگر دارند، باکیفیت‌تر به نظر می‌رسند، به‌خاطر الگوریتم‌های پردازش تصویری است که روی عکس‌های خام اعمال می‌شود و با بهبود مواردی چون HDR، نوردهی، رفع تاری، کاهش نویز و تصحیح تعادل رنگ سفید، کیفیت نهایی عکس را بالا می‌برد.

دوربین اصلی گلکسی S23 اولترا با حسگر ۲۰۰ مگاپیکسلی و ابعاد 1/1.3 اینچی‌، تنها ۴ درصد از ماژول ۱۰۸ مگاپیکسلی گلکسی S22 اولترا بزرگ‌تر است؛ به‌عبارت دیگر، اگرچه تعداد مگاپیکسل حدودا ۴۷درصد افزایش یافته، اما افزایش ابعاد حسگر تقریبا ناچیز است و اختلاف کیفیت عکس‌ها هم در همان حد چند درصد به چشم می‌آید.

مثال کیک‌های داخل کشو را به‌یاد بیاورید. این حالت، مشابه زمانی است که اندازه‌ی کشو تغییر نکرده، اما تعداد کیک‌های داخل آن بیشتر و درنتیجه اندازه‌ی آن‌ها (اندازه‌ی پیکسل‌ها) کوچک‌تر شده است. البته کیک‌های کوچک‌تر به معنای کاهش کیفیت آن‌ها نیست و سامسونگ بیش‌از هرچیز با افزایش تعداد پیکسل‌ها قصد داشته است از طریق تجمیع پیکسل‌های بیشتر، به پیکسل‌های شفاف‌تر و پرجزئیات‌تری دست یابد.

افزایش تعداد پیکسل‌ها در دوربین Galaxy S23 Ultra یک پیشرفت قابل‌توجه است و می‌تواند به بهبود کیفیت عکس‌ها در برخی شرایط کمک کند. اما این به معنای برتری مطلق این گوشی نسبت‌به مدل قبلی نیست. عوامل دیگری مانند پردازنده‌ی تصویر، لنزها، نرم‌افزار دوربین و شرایط نوردهی نیز در کیفیت نهایی عکس‌ها نقش مهمی دارند. رنگ‌های تصاویر گرفته شده با گلکسی S23 اولترا در نور کافی، دقیق‌تر و طبیعی‌تر از نسل قبلی است و کنترل نویز و مدیریت نواحی روشن بهبود یافته است.

حال سراغ مقایسه‌ی تصاویر ثبت‌شده با گلکسی A55 و ردمی نوت ۱۳ پرو پلاس می‌رویم. گلکسی A55 از حسگر ۵۰ مگاپیکسلی سونی با ابعاد 1/1.56 اینچ استفاده می‌کند. در مقابل، گوشی شیائومی از حسگر ۲۰۰ مگاپیکسلی HP3 سامسونگ و با ابعاد 1/1.4 اینچ بهره می‌برد که اندکی از حسگر گلکسی A55 بزرگ‌تر است.

روی کاغذ، انتظار داریم که گوشی شیائومی که هم پیکسل‌های بیشتری دارد و هم ابعاد حسگرش بزرگ‌تر است، تصاویر بهتری ثبت کند؛ اما در عمل و با مقایسه‌ی تصاویر متوجه می‌شویم که دوربین گلکسی A55 تصاویر باکیفیت‌تری ثبت کرده است. احتمالا به‌ این خاطر که دو گوشی از الگوریتم پردازش تصاویر متفاوتی استفاده می‌کنند.

مقایسه‌ی عکس‌ها نشان می‌دهد که سامسونگ و شیائومی رویکرد متفاوتی را در پردازش رنگ دنبال می‌کنند. گلکسی A55 با ارائه‌ی رنگ‌های زنده‌تر و گستره‌ی دینامیکی بیشتر، تصاویر چشم‌نوازتری ثبت می‌کند. هر دو گوشی در حفظ جزئیات خوب عمل می‌کنند، اما گلکسی A55 با وجود اندکی نویز بیشتر، جزئیات بیشتری را به‌نمایش می‌گذارد. به‌عنوان مثال، در تصویر زوم‌شده از دیوار، آجرها در عکس گلکسی A55 روشن‌تر و با جزئیات بیشتری دیده می‌شوند.

همان‌طور که دیدید، تعداد مگاپیکسل به‌تنهایی کیفیت نهایی عکس را تضمین نمی‌کند و عوامل دیگری ازجمله ابعاد حسگر، گشودگی دیافراگم، نوع لنز و روش پردازش تصویر در بهبود کیفیت تصاویر ثبت‌شده با گوشی دخیل هستند.

حسگر بزرگ‌تر، نور بیشتری را جذب و درنتیجه تصاویر با نویز کمتر و جزئیات بیشتری تولید می‌شوند. لنزی با کیفیت بالا نیز باعث کاهش اعوجاج و بهبود وضوح تصویر می‌شود. پردازش نرم‌افزاری هم نقش مهمی در بهبود کیفیت تصاویر، به ویژه در شرایط نوری ضعیف، ایفا می‌کند.

اگر به‌دنبال خرید بهترین گوشی برای عکاسی هستید، باید به مواردی بیشتر از تعداد مگاپیکسل‌ها توجه کنید که در بسیاری از برندهای متفرقه، صرفا جنبه‌ی تبلیغاتی دارند؛ درعوض، به ابعاد حسگر توجه کنید که چقدر به یک اینچ نزدیک‌تر هستند و به نمونه‌های تصاویر ثبت‌شده نگاه کنید تا تاثیر پردازش نرم‌افزاری را ببینید. پیشنهاد می‌کنیم قبل از هر چیز سری به راهنمای خرید بهترین گوشی برای عکاسی زومیت بزنید، چراکه کارشناسان ما برای انتخاب هر گوشی مناسب عکاسی در بازه‌های قیمتی متفاوت، به تمام عوامل تاثیرگذار در کیفیت نهایی تصاویر توجه کرده‌اند.