مگاپیکسل و تأثیر آن بر کیفیت تصاویر چیست؟

امروزه گوشی‌های هوشمند، رقابت شدیدی در دوربین‌های عکاسی خود دارند و بسیاری البته این رقابت را در بالا‌تر بودن رقم مگاپیکسل دوربین‌ها می‌بینند؛ اما «مگا پیکسل» چیست؟ چه نقشی از دوربین عکاسی و تصویر نهایی بازی می‌کند و دوربین عکاسی گوشی هوشمند ما به چه میزان «مگاپیکسل» نیاز دارد؟

کاربران‌ معمولا در بین مشخصات اصلی که از یک گوشی هوشمند سراغ می‌گیرند، توجه اساسی را معطوف به دوربین آن گوشی هوشمند می‌کنند و معمولا نیز این توجه بیش از همه معطوف به رقم «مگاپیکسل» دوربین گوشی هوشمند است. 

اما پرسش اصلی برای ما باید این باشد که اساسا «مگاپیکسل» چیست و دوربین گوشی هوشمند ما به چه میزان مگاپیکسل برای تولید تصاویر با کیفیت نیاز دارد‌ و اینکه آیا اساسا بالا‌تر بودن «مگاپیکسل» یک دوربین به معنای با کیفیت‌تر بودن تصاویر تولیدی آن است؟ 

در اینجا تلاش ما بر این است تا ‌کمی پیرامون «مگاپیکسل» و نقش آن در دوربین گوشی‌های هوشمند صحبت کنیم.

این گونه رقم خورده ‌که معمولا «مگاپیکسل»، یکی از عوامل‌ اصلی در تبلیغات گوشی‌های هوشمند است که البته جای ‌تأسف بسیاری دارد، زیرا امروز توجه به اندازه و میزان مگاپیکسل، معیاری بسیار نا‌مربوط و نامناسب برای برآورد کیفیت دوربین و تصاویر دوربین گوشی هوشمند است. 

جریان مگاپیکسل از این قرار است: وضوح یک تصویر دیجیتالی غیر فشرده و در حالت عادی، دو مقیاس اساسی دارد. وضوح افقی و وضوح عمودی. به عبارت دیگر، اگر تعداد پیکسل‌های موجود در طول و عرض تصویر را شمرده و در هم ضرب کنید، به تعداد کل پیکسل‌های موجود در آن تصویر می‌رسید. 

به شکل عمومی تعداد بیشتر پیکسل‌ها در تصویر به معنی وضوح بیشتر آن است. ‌اینجاست که مگاپیکسل معنا پیدا می‌کند: هر مگاپیکسل به معنی وجود یک میلیون پیکسل در تصویر نهایی است.

در نتیجه برای به دست آوردن اینکه هر دوربین قادر به ایجاد چند مگاپیکسل است، کافی است که به سادگی وضوح عمودی و افقی سنسور دوربین را در هم ضرب کرده و نتیجه را بر میلیون تقسیم کنید؛ برای نمونه، یک تصویر ۱۰۰۰ x ۱۰۰۰ پیکسل، برابر با یک مگاپیکسل است و یک تصویر ۱۹۲۰ x ۱۰۸۰ کمی بیش از دو مگاپیکسل و به همین ترتیب یک تصویر ۴k بیش از ۸ مگاپیکسل. 

پس چرا مگاپیکسل نباید ارتباط چندانی با کیفیت تصاویر تولیدی داشته باشد؟ نکته ساده ‌اینجاست که افزایش تعداد پیکسل‌ها در آغاز کار کاملا ملموس بوده و به چشم می‌آید؛ برای نمونه، حرکت از یک مگاپیکسل به دو مگاپیکسل به معنی حرکت از SD به HD است و تفاوت فاحش است، زیرا تعداد پیکسل‌ها در یک اینچ مربع یکباره دو برابر می‌شود. 

اما حرکت از ۵ مگاپیکسل به ۶ مگاپیکسل کمتر قانع کننده است، زیرا تعداد پیکسل‌ها در یک اینچ مربع، ‌حدود تنها ۲۰ درصد افزایش می‌یابد که اساسا قابل تشخیص نیست و این میزان پیکسل در حجم بزرگتری از تصویر پخش می‌شود. موضوع مهم‌تر اینکه شما در گوشی هوشمند خود سخت افزاری‌ داشته باشید که بتواند این تعداد پیکسل را نمایش دهد. مهم‌تر از همه‌ اینکه همه پیکسل‌ها به یک شکل هم ایجاد نمی‌شوند. 

کمی در مورد پیکسل

روش کار دوربین گوشی‌های هوشمند و به شکل کلی دوربین‌های دیجیتال کاملا مشخص است. این دوربین‌ها از یک لنز برای متمرکز کردن نور ‌روی یک ورقه شیشه‌ای که از عناصر قرمز، آبی و زرد تشکیل شده استفاده می‌کنند. در پشت این ورقه یک سنسور تصویر وجود دارد که از عناصر سیلیکونی ساخته شده که شدت و کثرت نوری را که بر آن‌ها می‌تابد، ثبت می‌کنند. 

ورقه شیشه‌ای رنگی، رنگ‌های متفاوت را به سنسور‌های متفاوت می‌فرستد و با توجه به تفاوت موجود بین نور‌ها، پردازشگر موجود در دوربین مشخص می‌کند که هر پیکسل در تصویر باید چه رنگی داشته باشد.

اما در اینجا چند محدودیت وجود دارد. هر سنسور میزانی از پارازیت و اختلال را دارا است که ناشی از مقادیر اتفاقی است که در سنسور بدون توجه به شدت نور تولید می‌شود. در حال حاضر تولید و طراحی سنسورهایی که کمترین پارازیت یا‌‌ همان Noise را داشته باشند بسیار سخت و هزینه‌بر است. 

در سنسورهای بزرگ‌تر (مثلا در دوربین‌های با وضوح پایین) این موضوع چندان مهم نیست، زیرا نور به اندازه‌ای به سنسور می‌تابد که بتواند Noise را برطرف کند (به همین دلیل است که بیشتر دوربین‌ها در مکان‌های تاریک تصاویر با Noise بالا به دست می‌دهند)؛ اما به هر میزان که سنسور‌ها کوچک‌تر می‌شوند نور کمتری به آن‌ها می‌تابد، پایین آوردن Noise بسیار سخت و هزینه بر می‌شود. 

در واقع با افزایش مگاپیکسل در دوربین‌ها که برخی از برند‌ها بسیار تبلیغ آن را می‌کنند، سازنده و طراح این اجازه را می‌دهد که Noise یا پارازیت در پیکسل هر تصویر بیشتر شود و ره رغم شمار بیشتر پیکسل‌ها کیفیت نهایی تصویر کاهش یابد. 

به عبارت روشن‌تر به هر میزان که تعداد مگاپیکسل‌ها افزایش یابد، کیفیت لنز در تنگنای بیشتری قرار می‌گیرد؛ عبارت ساده‌تر اینکه لنز‌هایی که تعداد سنسور‌های وضوح تصویر را نسبت به کیفیت آن‌ها بیشتر می‌کنند، تعداد پیکسل‌های بیشتری را به تصویر می‌دهند، اما هیچ اطلاعات جدیدی برای اضافه شدن به این پیکسل‌ها عملا وجود ندارد، زیرا به هر میزان که اطلاعات قابل دریافت بوده، قبلا توسط لنز دریافت شده است و بیش از آن پردازش نخواهد شد. 

بد‌تر از آن اینکه نرخ پایین کیفیت لنز در نسبت با وضوح، می‌تواند منجر به در هم ریختگی رنگ‌ها شود: نوری که از میان یک فیل‌تر رنگ عبور می‌کند ممکن است بر سنسور دیگری که مربوط به یک رنگ دیگر است تاثیر گذاشته و دقت رنگ‌های تصویر نهایی را به شدت کاهش دهد. 

این موضوع را می‌توانید به سادگی با گرفتن یک عکس با یک لنز ارزان قیمت ولی با وضوح بالا و سپس دیدن آن در صفحه نمایشی با توانایی نسان دادن تصویر در ابعاد اصلی، خود ببینید. درخواهید یافت که رنگ‌ها کمی در هم آمیخته، تصنعی و مبهم هستند و عموما عکس تا حد زیادی بی‌کیفیت‌تر از آنچه در صفحه نمایش گوشی با ابعاد کوچک‌تر دیده می‌شود، از کار در آمده. 

چگونه یک گوشی هوشمند با دوربین خوب بخریم؟ 

‌بگذارید تصور کنیم شما به دنبال یک گوشی هوشمند با یک دوربین عالی و با کیفیت هستید. اما اگر تعداد مگاپیکسل اهمیتی ندارد، به چه نکته‌ای باید توجه کنید؟ پاسخ این است: دقت رنگ‌ها، عملکرد در نور کم و کیفیت لنز. متأسفانه یافتن اطلاعات در این باره از طریق مشخصات فنی که سازنده گوشی ارائه می‌کند ممکن نیست. در نتیجه بهترین اقدام، خواندن بررسی‌های تخصصی در خصوص عملکرد و مشخصات دوربین گوشی هوشمند مورد نظر است. 

همچنین اگر تصاویر نمونه‌ای از عکاسی گوشی هوشمند مذکور در فضای نت وجود دارد خود می‌توانید با دیدن آن‌ها در قطع واقعی و وضوح اصلی کیفیت لنز و دقت رنگ آن را تشخیص دهید. این موضوع کمک می‌کند که کیفیت پیکسل‌ها و نه تعداد آن‌ها را مد نظر قرار دهید. 

در حال حاضر گوشی‌های نوکیا Lumia بهترین و با کیفیت‌ترین لنز‌ها را ‌دارند؛ برای نمونه، گوشی Lumia ۱۰۲۰ تقریبا تصاویری با کیفیت نزدیک به دوربین‌های DSLR تولید می‌کند. از آن سوی در سیستم عامل iOS، گوشی iPhone ۵S لنز فوق العاده با کیفیتی ‌در دوربین خود جای داده است. به همین دلیل، بهای این گوشی‌ها کمی از سایر نمونه‌های مشابه بیشتر است:

اما اگر منتظر تحولات آینده هستید، به هیچ وجه دوربین‌های Pelican را از دست ندهید. این دستگاه‌ها از شبکه‌ای از دوربین‌ها استفاده می‌کنند که هر یک از آن‌ها تنها یک رنگ را دریافت کرده و با ‌یک نرم‌افزار فوق العاده هوشمند، تصاویری با کیفیت به مراتب بهتر و بیشتر از دوربین گوشی‌های هوشمند تولید می‌کنند. 

البته این دستگاه‌ها هنوز وارد بازار نشده‌اند، ولی گویا تا یک سال آینده تجاری سازی شده و به تدریج در گوشی‌های هوشمند از آن‌ها استفاه شود. تا آن زمان سعی کنید که تعداد مگاپیکسل در یک دوربین شما را به اشتباه نیندازد!