Ana sayfa Makale Kaç Milyon Piksel Yeter?

Kaç Milyon Piksel Yeter?

0
Fotoğrafa yeni başlayan ya da yüzeysel bilgi sahibi olan herkes, piksel sayısının görüntü kalitesinin tek (ya da en önemli) göstergesi olduğunu düşünür. Yani, düz bir mantıkla “piksel sayısı arttıkça görüntü kalitesinin de artacağına” inanır. Hatta bazıları, buna o kadar inanmıştır ki, farklı etkenlerin de görüntü kalitesini etkileyebileceğini kabullenmek bile istemez. Sayısal değerlerin kolay anlaşılması ve rakamların zaten kendini iyi ifade etmesi yüzünden, görüntü kalitesinden söz ederken pikseller üzerinden hesap yapmanın oldukça anlaşılır bir yaklaşım olduğunu ben de kabul ediyorum. Ayrıca, piksel sayısıyla görüntü kalitesi arasında doğrusal bir ilişki olduğu da gerçek. Dahası, film kullanırken iyi ile kötüyü tanımlamak için böyle bir sayısal değerimiz bile yokken, dijital görüntü algılayıcıları için en azından böyle bir kavramın ortaya çıkmış olmasından da son derece memnunum. Ama bu sayısal değer, sanıldığı gibi görüntü kalitesinin tek (ya da en önemli) kriteri midir? Bunun yanıtı biraz uzun ama çok da karmaşık değil.

Görsel Kalite
öncelikle “kalite” kavramının içini dolduralım. Kaliteli görüntü deyince, pek çoğumuz için aklına önce keskinlik gelir, ama tek başına keskinlik görüntü kalitesini oluşturamaz. Ayrıca, keskinliğin alt bileşenleri (çözme gücü, akütans, kontrast) vardır ve bunlar daha çok optikle ilgilidir. Keskinlik dışında, dinamik aralık (ton skalasının genişliği), renk doygunluğu, görüntü kirliliği (noise), renk saçılmaları, harelenme (moire), yapay bileşenler (artifact) gibi çok sayıda etkenin şekillendirdiği görsel yapı belirli bir kalite düzeyini oluşturur. Açıkçası bu bileşenlerin bir bölümü optikle, bir bölümü algılayıcıyla, bir bölümü de yazılım ve işlemciyle ilgilidir. Ayrıca fotoğrafçının duyguları, düşünceleri, seçimleri ve beğeni düzeyi de oluşan görüntüleri doğrudan etkiler ki, gerçekte fotoğraf dediğimiz görüntüyü oluşturan asıl etkenler bunlardır.

Her neyse, bu yazıda konuyu teknik boyutuyla ele aldığımız için malzemeyi incelemeyi sürdürelim ve piksellerden başlayarak daha sonra diğer etkenlere geçelim. Bakalım hangisinin etkisi daha güçlü? Kullandığınız ekipmanın türüne göre herkesin yanıtı farklı olacak!

 

 

Piksel Sayısı
Piksel (“picture element” yani “görüntü birimi”), dijital fotoğrafın temel taşıdır. Görüntünün en küçük birimidir. çok sayıda piksel bir araya gelerek fotoğrafı oluşturur. Teorik olarak, “bir fotoğraf ne kadar çok sayıda pikselden meydana gelmişse, o kadar çok ayrıntı barındırır” diyebiliriz. Bu da istenen bir şeydir. Ama, fotoğrafın hangi ortamda ve ne boyutta kullanılacağına bağlı olarak, söz konusu ayrıntıları hiç görmeyebiliriz! örneğin 12 milyon piksellik bir fotoğraf makinesi ile çekilen bir doğa manzarasıyla, 2 milyon piksellik bir fotoğraf makinesi ile çekilen aynı doğa manzarası arasında, eğer kartpostal boyutunda (10×15 cm) bir baskı yaptıracak olursanız, herhangi bir fark göremezsiniz (Fotoğraf:1 ve 2). Eğer bir takım farklar oluşursa, bu büyük olasılıkla 2 milyon piksellik makinenin daha eski teknolojiye sahip olmasından kaynaklanıyordur. Elbette iki makinenin oluşturduğu görüntüler arasında çok fark vardır, ama küçük boyuttaki baskılarda bu fark ortaya çıkmaz. Daha büyük boyutlarda kullanım söz konusu olduğunda, elbette daha fazla pikselden oluşan görüntünün kalitesi iyi olmayı sürdürürken, az sayıda pikselden oluşan görüntü bozulmaya ve ayrıntılarını yitirmeye başalayacaktır (Fotoğraf:3 ve 4). ?unu da bilmekte yarar var; 2 milyon piksellik makineyle 12 milyon piksellik makinenin görüntü kaliteleri arasında 6 katlık bir fark yoktur! Piksel sayısının her iki katına çıkması durumunda, teorik olarak iki katlık bir ayrıntı artışı beklenebilir, ama aşağıda anlatacağım etkenlerden ötürü bu durum hiçbir zaman gerçekleşmez.

Buraya kadar anlattıklarımı zaten biliyordunuz. Bundan sonra anlatacaklarım ise bazılarınıza yeni gelebilir…

 

 

Yüzey Büyüklüğü
Şimdi de her 10 milyon piksellik algılayıcının (sensör) aynı kalitede görüntü oluşturup oluşturamayacağına bakalım. Yanıtı belli: Oluşturmaz! Ama nedenini inceleyelim…
 

Görüntüyü oluşturan algılayıcıların yapısını daha iyi tanırsak, bu durumu daha iyi anlayabiliriz (Fotoğraf:5).

Algılayıcılar, ışığa duyarlı çok sayıda hücreden oluşurlar ve her bir hücrenin yüzey büyüklüğü, üzerine düşen ışığı yakalama konusunda önemli bir kriterdir: Yüzey büyüdükçe ışık daha büyük bir hassasiyette algılanabilir. Yüzey küçüldükçe, özellikle az ışıklı ortamlarda, ışığın algılanmasındaki sorunlar artmaya başlar. Bu durum, toplam yüzey büyüklüğünü de ilgilendirir kuşkusuz. çünkü, hücre büyüklüğünü değiştirmeden toplam piksel sayısını arttırmanın tek yolu algılayıcının boyutlarını arttırmaktır.
 

Bu noktada bir parantez açalım: Günümüzde üreticiler yüzeyi daha fazla büyütmeden ışığı daha iyi yakalamak için farklı teknolojiler deniyorlar. örneğin, BSI (Back-Side Illumination-arkadan aydınlatma) gibi tekniklerle, ışığa duyarlı maddeyi olabildiğince algılayıcının yüzeyine yakın konumlandırmaya çalışıyorlar. Bu konudaki çabaların tükenmeyeceği ve her geçen gün biraz daha iyi sonuç veren teknolojilerle karşılaşacağımızı biliyoruz. Bu nedenle, önceki paragrafın son cümlesi, aynı teknolojiyle üretilen algılayıcılar için geçerlidir.

Boyutu en küçük olan algılayıcılar, cep telefonlarımızda kullandıklarımızdır. Günümüzde 10-12 milyon piksele ulaşan çözünürlükleri ve 3x optik zoom”a sahip AF optikleri ile hayranlığımızı kazanmış olsalar da, çok küçük bir yüzeye sahip olan cep telefonu algılayıcıları (yaklaşık 3×4 mm), diğer fotoğraf makineleriyle karşılaştırıldığında her zaman en düşük kalitede görüntüyü üreteceklerdir.

 

 

 
Günümüzde 10-12 milyon piksellik kompakt fotoğraf makinelerde kullanılan algılayıcıların boyutu (köşegeni 1/2,5 inç) yaklaşık olarak 6×8 mm”dir. Bu algılayıcılardaki her bir hücre büyüklüğü (pixel pitch) 2 mikron düzeyindedir. Daha nitelikli kompakt modellerde ise köşegeni 1/1,6 inç”lik algılayıcılar kullanılmaktadır ve bu durumda toplam yüzey 9,5×12,7 mm”ye yükselmekte ve hücre boyutu da 3,2 mikron”a ulaşmaktadır. Kare şeklindeki hücrenin eni ve boyundaki bu artış, hücre yüzeyinin tam olarak 2,5 kat büyümesi demektir. Bu da, ışığı daha iyi algılamak ve daha az sorun (noise, artifact, v.b.) oluşturmak demektir. Yani görüntü kalitesini ciddi biçimde arttıracaktır. Aynı çözünürlükteki APS boyutundaki (yaklaşık 16×24 mm) algılayıcılarda hücre büyüklüğü 5-5,5 mikron civarındadır ve küçük boyutlu kompaktlarda kullanılanlara göre 7 kat daha büyük algılama yüzeyine sahiptirler! Bu durumun görüntü kalitesine yapacağı katkıyı siz düşünün! (Fotoğraf:6)

Büyük Olan İyidir!
Aynı çözünürlükteki “tam çerçeve” (full frame) olarak bilinen 24×36 mm”lik algılayıcıların hücre boyutları da 7,2 ile 9 mikron arasındadırlar. Hücrelerin yüzeyleri, küçük kompaktlarda kullanılanlara göre 15-20 kat daha büyüktür. Burada rakamlar herşeyi söylediği için daha fazla açıklama yapmama gerek yok sanırım. Ama her zaman daha iyisi vardır: Dijital arkalıklar! Dijital arkalıklar, daha da büyük boyutlara sahip olduklarından (36×48 ya da 40×54 mm) 7-9 mikron büyüklüğünde daha fazla sayıda piksele sahip olabilmektedirler (33-60 milyon piksel). Daha da büyük boyutlu algılayıcılar tasarlanırsa, daha da yüksek çözünürlükte görüntüler elde edilebilir. Sonuç olarak, algılama hücrelerinin yüzeyleri ne kadar büyükse, oluşacak görüntü de o kadar sorunsuz ve gerçeğe yakın olacaktır. Ayrıca, yüzey alanı büyüdükçe, az ışıklı ortamlarda daha yüksek performans elde edilecektir. Cep telefonları ve kompakt modellerin en büyük sıkıntısı olan “az ışıklı ortamlarda performans düşüklüğü”nün nedeni de budur.

 

 

Optik önemli
Yukarıda anlattıklarıma ek olarak, algılayıcı boyutu aynı kalarak yalnızca çözünürlüğü arttırmanın risklerine de değinmek istiyorum. çünkü her bir hücrenin yüzeyinin küçülmesi, başka sorunları da gündeme getiriyor. örneğin objektifin çözme gücü, algılayıcının çözünürlüğüne yetişemeyebiliyor. Bu durumu filmden dijitale geçiş döneminde neredeyse tüm objektiflerimiz için yaşadık. Eski objektiflerimizin çözme gücü, yüksek çözünürlüklü algılayıcılarımızın önünde yeterince başarılı olamadılar. Bu durumun bir benzerini kompakt fotoğraf makinelerinde sürekli yaşıyoruz. 6 milyon piksel için tasarlanmış optikleri 12-14 milyon piksellik algılayıcılar önünde kullanan üreticiler kısa vadede ürünlerini satmaya devam ediyorlar. Ama orta vadede büyük bir risk alıyorlar. çünkü daha yüksek çözünürlüklü modellerin eski modellere göre daha iyi olmadığını, yalnızca olumsuz test raporları değil kullanıcılar da söylüyor. Gerçi gelişen teknoloji pek çok alanda olumlu katkı yapıyor ve her yeni model bir öncekinden daha hızlı, daha büyük ekranlı, daha ince, daha hafif v.b. olabiliyor, ama görüntü kalitesinde “kullanıcının beklediği tatminkar artış” bir türlü sağlanamıyor. Bir yandan algılama hücrelerinin boyutu küçültülüyor (yani kirlilik etkisi arttırılıyor), bir yandan da yazılımla bu duruma çare bulunmaya çalışılıyor…

 

 

Micro Four Thirds
Bu tuhaf çelişkiler hep var olacak, ama “durumu kurtarmaya çalışan” bu tür çabaların ötesinde, dikkat çeken temel doğrular da var. Değiştirilebilir objektifli aynasız modeller, bu “doğru”lardan biri… SLR makine sisteminde bir zorunluluk olan ayna yüzünden tüm objektiflerin arkaya doğru küçülen (retro focus) huni biçiminde bir yapıları olmak zorundadır. Bu da optiğin performansını (çözme gücünü) azaltırken ağırlığını ve maliyetini arttıran bir tasarımdır. Oysa, ayna olmayan sistemlerde (kompakt modeller, ayrı bakaçlılar, tele-metreliler, elektronik bakaçlılar) objektif sensöre daha yakın konumlandırılabildiği için simetrik tasarımlı objektifler kullanılabilmektedir ve bu nedenle sözü edilen sistemlerin optik kaliteleri daha yüksektir. Bu durum, “görüntü kaliteleri daha yüksektir” anlamına gelmez, ama refleks sistemin optik yüzünden yaşadığı kayıpları yaşamadıkları anlamına gelmektedir. Panasonic ve Olympus”un önderliğinde geliştirilen “micro four thirds” adlı (diğer firmaların da katılabileceği ve geliştirebileceği) bu açık sistem, daha keskin görüntüler ve daha küçük, daha hafif tasarımları da mümkün kılıyor (Fotoğraf:7). Benzer şekilde Samsung”un NX sistemi ve Sony”nin üzerinde çalıştığı değiştirilebilir objektifli aynasız sistemler küçülen boyutlarına karşın artan optik performanslarıyla dikkat çekiyorlar.

Bu arada, “full frame” olarak adlandırılan tam çerçeve görüntüleme sistemleri de, daha büyük boyutta algılama hücreleri kullandıkları için başarılı olurken, kullanılan optiklerle “tam uyumlu” olmadıkları için görüntünün köşelerinde bir miktar kararma, flulaşma ve renkseme sorunları yaşatıyorlar. özellikle geniş açılı objektiflerde ve açık diyafram değerlerinde yaşanan bu olumsuzlukları yazılımlar yardımıyla büyük ölçüde gidermek mümkün ama bunun için uğraşmak gerekiyor.

 

 

Foveon”un X3 sistemi
Hemen hepimizin kullandığı algılayıcılar (ister CCD olsun, ister CMOS), “Bayer interpolasyonu” adı verilen yöntemle renk oluştururlar. Yani her dört hücreden ikisi yeşile, biri kımızıya, biri de maviye duyarlıdır. Her bir hücre ışık yoğunluğunu kendi başına algılarken, rengi kendi başına algılayamamaktadır. Komşu hücrelerden gelen diğer renk bilgileri sayesinde bir ortalama değer işlemci tarafından atanır ve böylece renk oluşturulur (Fotoğraf:8). Kabul etmek gerekir ki bu ideal bir sistem değildir. Renk sadakati gereken durumlarda hep bu nedenle sorunlar yaşarız. Ayrıca, renk saçılmaları ve harelenme gibi sorunların da kaynağında bu “Bayer interpolasyonu” vardır… İki yıl kadar önce Sigma tarafından satın alınan Foveon firmasının geliştirdiği ve günümüzde çok az modelde kullanılan “X3” adlı algılayıcı ise tamamen farklı bir tasarımla renk oluşturmaktadır. Eskiden kullandığımız renkli filmlerle aynı mantıkta, yani üst üste yerleştirilmiş kımızı, yeşil, mavi renge duyarlı katmanlardan oluşan bir algılayıcıdır X3. Bu sistem, rengi büyük bir sadakatle kaydederken, çözünürlük bakımından bir interpolasyon işlemi uygulamaktadır. Yani doğru renk, ama biraz düşük çözünürlük…
Görüldüğü gibi ideal bir sistem henüz yok. Farklı yaklaşımlar ve farklı çözüm önerileri var. Bunların bir kısmı çok pahalı, bir kısmı ise daha mantıklı fiyat düzeylerinde. Ama hiçbiri ucuz değil. Bu yüzden, hangi sistemi ya da yaklaşımı seçerseniz seçin, burada sözünü ettiğim (ve yer kalmadığı için sözünü edemediğim) farklılıkları gözetin. önce ihtiyaçlarınızı belirleyin, sonra seçenekleri kıyaslayın. Hangi malzemeyi kullanırsanız kullanın, en güzel görüntüyü oluşturmaya çalışacağınızdan hiç kuşkum yok. Başlıktaki sorunun yanıtını merak edenler olabilir; iyi bir amatör fotoğrafçı için, şu anda APS boyutundaki algılayıcıların ulaştığı düzey (10-15 milyon piksel) yeter de artar bile. Ama üreticiler, bu sayıyı durmadan yukarılara çekecek ve biz de sürekli bu yeni ürünleri satın alacağız. Ne yapalım? Oyunun kuralı böyle…

Hepinize bol fotoğraflı günler…

 

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here