Rychlá navigace

Analog nebo digitál?

Rozlišení

Šum a zrno

DPI a kvalita tisku

Program na odstranění šumu

Poměr signál šum

Velikost senzoru/pixelu

Moaré

CCD x CMOS x Foveon X3

Dynamický rozsah čipů

Věrnost podání barev

Stabilizace obrazu

Kompakty bez hledáčku

Komp. s průhl. hledáčkem

Nepravé zrcadlovky

Digitální zrcadlovky

Závěr

Další zdroje

          podle čeho vybrat fotoaparát

Původně jsem na toto téma nechtěl psát - měl jsem pocit, že toho bylo už napsáno jak v časopisech, tak po internetu dost. Ale množství Vašich dotazů, které mi pravidelně chodí, mě přesvědčilo, že je to téma stále živé a bolestné. Skoro to vypadá, že otázka jaký fotoaparát koupit je zajímavější, než otázka jak s ním dobře fotit. Inu tak to je a tento článek se pokusí Vám pomoci se rozhodnout co a jak vlastně pořídit.

Informace v tomto článku jsou pro ty, kteří chtějí opravdu kvalitně fotit a mít možnost udělat ze svých fotografií i pořádné zvětšeniny. Tento článek je zcela irrelevantní pro ty, kteří mají foťák jako digitální zápisník.

Ukázka velkoformátové fotografie (škoda, že fotku nemůžete vidět v reálu...). Formát 60 x 40cm, extralesklý papír, vytištěno na plotteru ve FotoŠkoda. Canon EOS 10D, Tokina AF 19-35mm f/3.5-4.5 @19mm, čas 1/250sec, f/6.7, ISO 200. Fotografováno na RAW, polarizační filtr, doostření ve Photoshopu, fyzické rozlišení tisku cca 125 dpi.

  Analog nebo digitál?

Možná si řeknete - co blbnu? Je tato otázka ještě aktuální? Dneska? Bohužel je. Jsem sice skalní zastánce digitální fotografie a samozřejmě u ní i zůstanu, ale za několik let praxe s ní mě tato otázka nutně a mnohokrát napadla. A odpověď není tak jednoznačná. Začneme ale od začátku ...

Šum je tím menší, čím rozměrnější je každý pixel a čím nižší je ISO - neboli z technologického pohledu zesílení signálu. A právě malý rozměr pixelů (neboli malý rozměr celého senzoru ve vztahu k celkovému rozlišení) je hlavním problémem malých a levných kompaktních fotoaparátů, které mají tím pádem vysoký šum. Šum při následném zpracování (postprocessingu) prudce vzrůstá i doostřováním fotky a zesvětlováním fotky (například oprava špatné expozice). Šum rovněž stoupá (a to i pro ISO 100) při dlouhých expozicích (cca nad 2 vteřiny).
 

Ukázka šumu Šum je hlavní problém digitálních fotoaparátů. Na rozdíl od filmového zrna je ošklivý a degraduje obraz ( klikněte na větší obrázek): Výřez Na výřezu části obrazu je šum extrémně patrný. Canon EOS 10D, ISO1600 Ukázka odstranění šumu Stejný výřez ale po aplikaci odstranění šumu v programu NeatImage, šumový profil Canon EOS 10D, JPEG High, ISO 1600.

Program na odstranění šumu - NeatImage (funkční demo zdarma) Program NeatImage, který si můžete stáhnout zde a jehož funkční demo je pro nekomerční použití zdarma, je na trhu asi nejlepším programem pro odstranění šumu v obrázcích. Pracuje na následujícím principu: V obrázku mu ukážete oblast s typickým šumem nebo mu zadáte šumový profil, který on zná pro typické fotoaparáty, jejich kompresi a ISO On si tento šum zanalyzuje Na základě provedené šumové analýzy aplikuje filtr na celý obraz Umožní vám výsledek různě dolaďovat a samozřejmě uložit Poměr signál šum (SNR, signal-to-noise ratio) Každý signál (v našem případě obrazový) je vedle užitečné informace zatížen i šumem. Vzájemný poměr užitečného signálu a šumu je označován jako SNR. Čím větší je SNR, tím méně je šum patrný. Na absolutní hladině signálu příliš nezáleží, je třeba ho právě posuzovat ve vztahu k užitečnému signálu.

  Velikost senzoru x velikost pixelů

Jak již bylo řečeno, rozlišení (počet megapixelů) není jediným klíčovým faktorem obrazu. Do hry vstupuje i velikost celého senzoru a velikost jednotlivých pixelů. Např. digitální zrcadlovky střední třídy Canon mají senzory o velikosti APS-C, což je velikost 22.7 x 15.1 mm a to znamená úhlopříčku 27,3 mm (film má 43 mm, tj. 1,6x více), z hlediska plochy je to 2,5 x méně než film. Jestliže na šířce 22.7 mm má být 3000 pixelů, rozměr jednoho vychází kolem 7µm.
 

Velikost senzoru

Je celkem přirozené, že čím menší je senzor, tím horší je kvalita obrazu - objektiv musí změnšovat a zaostřovat obraz na malou plochu, aby se tato následně prudce zvětšovala. Všechny vady objektivů (difrakce - ohyb světla, aberace - barevná neboli chromatická vada a další) se tím dramaticky projevují. Malé senzory ale vycházejí levně a foťáky s nimi mimořádně malé (kompaktní). Typická velikost uhlopříčky senzorů kompaktních fotoaparátů je proto 5-11mm. Naopak velké senzory vycházejí velmi draho (pár nefunkčních pixelů přinutí výrobce vyhodit celý senzor a pravděpodobnost zmetku s růstem plochy stoupá). Dnešním vrcholem jsou senzory velikosti filmu (Canon EOS-1Ds, Kodak DSC 14n).

Velikost pixelů

Naopak čím větší je každý pixel, tím větší je citlivost na světlo a tím menší je šum (větší SNR). Důvod je prostý - pixel sbírá světlo (elektrony) z větší plochy a tím je "citlivější". Velikost pixelu samozřejmě souvisí s rozlišením a s velikostí senzoru. Kompaktní fotoaparáty mají pixely o velikosti kolem 4µm a proto u nich najdete málokdy maximální ISO vyšší než 400. Důvod je, že potom je šum už strašlivý. Naopak větší pixely mají nižší šum, vyšší SNR a tím umožňují používat i vyšší ISO. Mívají též lepší dynamický rozsah. Za optimální velikost pixelu se uvádí 6-9 µm.

Moaré

Často se uvádí, že digitály jsou lepší než film, protože nemají zrno. Jenom půlka je ale pravda. Digitální fotoapráty naopak trpí problémem zvaným "aliasing", který se projevuje vznikem moaré. Příčina je v pravidelné struktuře pixelů na čipu, které jsou uspořádány do matice. A jak si možná pamatujete z fyziky, zaznamenáváte-li pravidelný vzorek senzory uspořádanými též do pravidelného vzorku podobné velikosti, vznikne moaré. Prakticky vzato, kdyby se fotilo něco (třeba jemně kostkovaná košile) a obraz kostek košile na čipu by se blížil struktuře pixelů - vznikly by různé nechtěné efekty. Kvalitní digitální fotoaparáty se tomuto problému brání různými "anti-aliasing" filtry, které ale nutně snižují podání detailů (fungují jako filtry typu dolní propust). Film tento problém nemá, protože struktura světlocitlivých zrn je vysloveně náhodná a dokonce zrna mají i různou velikost.

  CCD x CMOS x Foveon X3

CCD byl považován za lepší do uvedení Canonu EOS D30 na trh v roce 2000. CMOS se stále dramaticky zlepšuje a slibuje již nyní nižší šum, nižší cenu a možnost integrovat na čip celou řadu dalších funkcí. Foveon X3 je z principiálního hlediska nejlepší a nejvíc se blíží upořádání filmu. Jeho rozšíření je ale zatím malé a pokud je mi známo, používá ho jen Sigma a Polaroid.

  Dynamický rozsah čipů

Omezený dynamický rozsah je nejslabším místem digitálních fotoaparátů. Podrobně se mu věnuje článek Dynamický rozsah (kontrast) scény. Negativní film má příjemnou "S" křivku kontrastu, zatímco čipy mají lineární křivku. Problém čipů je tedy v tom, že vše co je černější nebo bělejší než koncové body přímky prostě "neexistuje". Já osobně s dynamickým rozsahem svého Canonu EOS 10D bojuji nejčastěji. Malý dynamický rozsah Vás totiž nutí velmi přesně exponovat a u scén, které mají vyšší kontrast než zvládne foťák, to nějak řešit (blesk, filtry ...). Více zde.

Já zápasím často s tím, že z obavy před vyžranými místy (nejen v bílé, ale i v jednotlivých RGB kanálech - tzv. RGB zrada - a tu nevidíte na histogramu!) fotky mírně podexponovávám (cca o 1/2 až 2/3 EV). Při následném zpracování fotek jsem nucen potom fotky trochu zesvětlovat a tím v tmavých místech stoupá šum (při zesvětlování zesvětlujete nejen obraz ale proporcionálně s ním se zdůrazňuje i šum). Tento efekt je patrný zejména při ISO 400 a více. Proto správně exponovaná fotka má histogram takový, aby nejjasnější kanál (R, G nebo B) se těsně dotýkal pravé strany histogramu. U krajiny je na to čas, ale co reportáž, svatba atp.? Přiznejme si, že tyto problémy jsme u filmu neřešili... Více viz např. článek Expose (to the) Right (anglicky).

Částečné řešení nabízí Fuji senzor SuperCCD IV generace, který se osazuje do Fuji FinePix S3Pro. Fuji SuperCCD IV generace má 6 milionů "normálních" pixelů (tzv. S-pixely) a 6 milionů pixelů se sníženou citlivostí (tzv. R-pixely). Ty se uplatňují ve vysokých jasech. Tím je zvýšen dynamický rozsah čipu 4x!

  Věrnost podání barev

Tady si myslím, že vítězí digitální technologie. Důvodů je několik:

• digitální fotoaparáty mají možnost vyvážení bílé, což u filmů zcela chybí (nutno měnit film)

• digitální fotoaparáty mají možnost nastavení saturace barev a barevného tónu přimo ve foťáku nebo v PC při zpracování RAW obrazu

• digitální fotoaparáty dávají možnost následných úprav které (dělají-li se rozumně) mohou výsledek hodně zlepšit

• zkalibrovaný digitální tisk dnes dosahuje vynikající kvality

Naopak je ale pravdou, že barevný prostor (gamut) filmu je lepší (větší) než gamut digitálních čipů. Gamut standardu sRGB, který se používá ve většině běžných digitálních fotoaparátů, je mnohem menší než gamut filmu. Lepší digitální fotoaparáty umožňují používat větší gamut jako třeba AdobeRGB, který ale stále je menší než gamut filmu.

  Stabilizace obrazu

Stabilizátor obrazu slouží k eliminaci chvění fotoaparátu (rozhýbání snímku) způsobené většinou rukama a to při expozicích delšími časy. Donedávna byly stabilizátory bez výjimky vestavěny v objektivech určených pro SLR a DSLR. Tento mýtus zboural Panasonic u svých běžných kompaktních fotoaparátů, které osazuje stabilizátorem obrazu MEGA O.I.S. U digitálních zrcadlovek (DSLR) provedla revoluci Minolta, která do těla své zrcadlovky Dynax 7D vestavěla stabilizátor Anti-Shake. V důsledku toho má jakýkoliv objektiv nasazený na Dynax 7D stabilizovaný obraz. Má to na rozdíl od stabilizace v objektivu jedinou nevýhodu - účinek stabilizace není vidět v hledáčku.

  Kompakty zcela bez hledáčku

Na trhu se objevily i přístroje, které už žádný hledáček nemají a je tedy možné fotit výhradně přes displej. Výrobci tím reagují na fakt, že u uživatelů je focení přes displej velmi oblíbené a hledáček má celou řadu problémů (nevidíte žádné údaje, koukáte mírně jinam, obraz v něm je stejně nic moc atd.). Současně technologie postoupily natolik, že displeje jsou již dobře viditelné i za plného slunce. Zástupcem může být např. Panasonic Lumix DMC-LZ2.

  Kompakty s průhledovým hledáčkem

Kompaktních fotoaparátů s průhledovým hledáčkem je na trhu obrovské množství a patří většinou mezi nejlevnější skupinu. Typickým zástupcem může být třeba Canon PowerShot A520. Hledáček je u nich řešen velmi jednoduše a sice samostatnou "dírou" vedle objektivu, kterou se díváte a vidíte přibližně to samé co objektiv. Je to levné a jednoduché. Má-li takovýto foťák zoom, jednoduchá optika zoomuje v hledáčku podobně jako objektiv. Má to ale své nevýhody:

• zobrazení v hledáčku se kryje se skutečně  fotografovanou scénou pouze přibližně

• nemáte absolutně žádnou kontrolu nad zaostřením

• vylučuje to ruční ostření

• nemáte absolutně žádnou kontrolu nad hloubkou ostrosti

• v hledáčku se většinou  nezobrazují žádné informace

• u makro záběrů je rozdíl toho co vidíte v hledáčku a opravdové scény velký

• nevidíte účinek filtrů, předsádek atp.

Na obranu těchto fotoaparátů je ale nutné říci, že je možné fotit přes displej (místo hledáčku), který některé nevýhody odstraňuje. Kontrola zaostření, ruční ostření a hloubka ostrosti je ale problém i na displeji.

Kompaktní fotoaparáty s průhledovým hledáčkem si ale většinou kupují lidé, kteří ruční ostření, hloubku ostrosti, filtry atp. stejně nebudou používat a kteří oceňují zejména malé rozměry, plnou automatiku a jednoduchost provozu (namiř a zmačkni). Foťák používají jako digitální záznamník. Přesto existuje kategorie kompaktů s průhledovým hledáčkem, které svojí výbavou již aspirují na solidní práci (kvalitní objektiv, zoom, možnost manuálních režimů, možnost externího blesku, závit na filtry atp.). Osobně si ale myslím, že průhledový hledáček při solidní fotopráci začne být brzy nepříjemným limitem.

Kompaktní fotoaparáty s průhledovým hledáčkem bývají též poměrně malé a levné. Oboje je výhoda až na to, že malý a levný čip znamená různé problémy obrazu - viz výše.

  Nepravé zrcadlovky (SLR-like)

Nepravé zrcadlovky (SLR-like z anglického Single Lens Reflex, like = podobný) nemají obdobu v analogových fotoaparátech a představují jakýsi digitální mezikrok mezi kompaktem a pravou zrcadlovkou. Je to ve skutečnosti kompakt s nevýměnným objektivem, ale místo průhledového hledáčku má hledáček, kterým se díváte na displej. Říká se mu proto elektonický hledáček - (EVF - Electronic Viewfinder). Na tomto displeji vidíte to, co vidí senzor a tudíž se díváte skutečně skrz objektiv. Ne ale skutečně ale elektronicky přes displej. Podobný princip používají třeba videokamery. Má to tedy rysy zrcadlovky, ve skutečnosti tam ale žádné zrcadlo není. Typickým zástupcem může být Olympus C-765 Ultra zoom.

Vypadá to lákavě, ale displej v hledáčku mívá malé rozlišení (typicky kolem 230.000 pixelů) a tudíž obraz v něm je dost hrubý. Ruční ostření je proto velmi problematické, ne-li nemožné. Obraz na dipleji je navíc pravidelně překreslován (třeba po 0.1 vteřině) a proto na displeji vidíte vlastně to, co bylo před 0.1 vteřinou. To komplikuje například sportovní snímky. Dá se ale naučit dívat se oběma očima (jedním do hledáčku, jedním normálně) a fotit s určitým předstihem.

První vlašťovkou, která v tomto smyslu blízká na lepší časy, je Konica Minolta DIMAGE A2. Její elektronický hledáček má již 922.000 pixelů (640x480x3 barvy RGB) a rychlost obnovování si můžete sami zvolit - buď 30x nebo 60x za vteřinu. Při pomalejším obnovování 30x je obraz preciznější. Můj letmý pohled do hledáčku tohoto přístroje ukázal, že je to opravdu zatím asi nejjemnější hledáček, v kterém už konečně nevidíte přechody mezi jednotlivými pixely. Proto pokud vybíráte nepravou zrcadlovku, podívejte se jí nejprve do hledáčku!

Nepravé zrcadlovky bývají většinou lépe vybaveny (ruční ostření kroužkem na objektivu - ne přes menu, závity na filtry, externí blesky atp.) než kompakty s průhledovým hledáčkem a předpokládá se u nich již poloprofesionální práce. Též cenově jsou spíše nad kompakty s průhledovým hledáčkem a dosahují i vyšší kvality obrazu (lepší objektivy, větší čipy, nižší šum atp.).

  Digitální zrcadlovky (DSLR)

Digitální zrcadlovky (někdy se zdůrazňuje pravé digitální zrcadlovky) jsou samozřejmě kvalitativně nejvyšší metou digitální fotografie a jsou určeny pro solidní práci. Na rozdíl od kompaktů mají výměnné objektivy, které se většinou (vyjma tzv. setů) kupují zvlášť. Obraz v hledáčku je naprosto bezkonkurenční, pod obrazem v hledáčku vidíte všechny důležité informace, umožňují ruční ostření, plnou kontrolu hloubky ostrosti atd. Používají tzv. TTL měření expozice (TTL = Through-The-Lens = "skrz objektiv"), které je nejpřesnější. Ale i ony mají své nevýhody:

• jsou velké a těžké

• jsou poměrně drahé (připočítáme-li objektivy)

• nelze fotit přes displej - mimo čas expozice totiž senzor kryje závěrka a zrcátko a proto senzor nic "nevidí".

Odměnou ale bývá bezkonkurenční kvalita obrazu a též vysoká rychlost ostření, snímání atd.

Srovnání Nikon D50 a D70
Srovnání a test Canon EOS 10D, Canon EOS 300D, Nikon D100 a Nikon D70
Srovnání Canon EOS 350D a Canon EOS 20D

  Závěr

Testy jednoznačně ukazují, že 6 megapixelové digitální zrcadlovky (DSLR) poskytují subjektivně obraz velmi podobný 35 mm filmu do velikosti fotky cca A4-A3. Mají sice méně "mikrokresby" v detailech ale mají též méně šumu (zrnitosti) než film. Proto subjektivně jsou fotky hodnoceny srovnatelné (někteří je dokonce hodnotí jako lepší) i když objektivně jsou horší (v detailu kresby, nižším gamutu, nižším dynamickém rozsahu). Velikost a kvalita čipu, které se používají u digitálních  zrcadlovek, najdou jen stěží konkurenci v kompaktních fotoaparátech, kde se používají menší a levnější čipy. Film je zatím zcela nepřekonaný v jeho dynamickém rozsahu. Zlepšení dynamického rozsahu nabízí nový čip Fuji SuperCCD IV generace, zlepšení podání barev a detailů čipy Foveon X3. Nicméně, jak už to někdy bývá - ne každé technicky dobré řešení se na trhu prosadí.

Nicméně nekonečné debaty o tom co je lepší mají stejný smysl, jako debata o tom, jsou-li lepší jablka nebo hrušky. Oboje je dnes už dobré a záleží na tom, co potřebujete a děláte. Například v reklamní fotografii se dnes již běžně posílají inzeráty mailem, katalogy a časopisy se sestavují na počítači a i billboardy se tisknou na plotterech. A proto digitální data jsou k nezaplacení. Na druhou stranu - film je film a je zatím i objektivně lepší.

Chcete-li si koupit digitální foťák, tak klíčová otázka zní: "Kolik jsem ochoten investovat?" (aby se mi to v profesionální fotografii vrátilo případně kolik unese můj koníček). Jestli "málo", musíte koupit kompakt. Kupujte tedy ten, který má plné manuální řízení, možnost externího příslušentví (sáňky na blesk, závit na filtry atp.). Je velká pravděpodobnost, že u takto vybaveného kompaktu výrobce řešil i kvalitu obrazu. Kompakt je též k nezaplacení, je-li hlavním kriteriem váha a rozměr.

Jakousi mezitřídou (cenově i kvalitou) jsou nepravé zrcadlovky (SLR-like). Nabízí "pohled skrz objektiv" a přitom kompaktní provedení, malé rozměry i váhu. Je to velmi funkční a kvalitní řešení, objektivy jsou sice nevýměnné, ale celkem dobré se slušným zoomem a světelností, bohužel displeje v hledáčcích jsou zatím tragické a o pojmech jako vizuelní kontrola hloubka ostrosti případně ruční ostření "na matnici" si nechte jen zdát. Lepší hledáček nabízí snad jen Konica Minolta DIMAGE A2 s 3x lepším hledáčkem než konkurence. Logicky taky v okamžiku, kdy dojdete k potřebě jiného objektivu, musíte u SLR-like používat předsádky či konvertory (jde-li to vůbec) a už je z toho "humus".

Ten, kdo se jednou podívá skrz hledáček pravé digitální zrcadlovky (DSLR), osobně vyzkouší rychlost kontinuální focení (třeba sportu) a vytiskne na kvalitní tiskárně fotku A3, už nemůže žít bez ní... Je to ale pokladnička - tělo, objektivy, blesky, baterky, karty, databanky... No a ve finále - vzít cca kilovou Canon EOS 10D na diskotéku s tím, že budu fotit opilecké tváře pravou digitální zrcadlovkou je blbost. A proto existuje jen jedna "pravda" - ta VAŠE! Jen vy víte, co chcete fotit, co budete fotit a co Vám bude dělat radost. Držím Vám palce a přeji krásné digitální či analogové fotky. VŽDYŤ O NĚ JDE, NE?

  Další zdroje

• Článek Sbohem filmy? z Paladixu (česky)

• Film má tuhý kořínek z Paladixu (česky)

• Digitálně nebo klasicky? PhotoLife (česky)

• Digital cameras vs. film, part 1 (anglicky) - čtyři výživné ale perfektní články Normana Korena

• Digital cameras vs. film, part 2

• Introduction to resolution and MTF curves

• Grain and sharpness in scans and enlarger prints

• Digital Camera Image Quality (anglicky) - dost odborný článek se zajímavými výsledky porovnání různých digitálních fotoaparátů s filmem

• Film vs. Digital - Ken Rockwell (anglicky) - hezký a srozumitelný článek na téma film versus digitál

• Film vs. Digital: on comparing image quality (anglicky) - porovnání digitálů s filmem

• Film versus Digital Cameras (anglicky) - opět porovnání digitálů s filmem

• Are 6 Megapixels enough? (anglicky)  - je 6 megapixelů dost?