Скільки “мегапікселів” мають наші очі: простими словами

Всі ми знаємо, що «чим більше мегапікселів – тим краще», або що «якщо у твоєї камери 12 мегапікселів – то все дуже погано, а якщо 120 – все добре». Але ви коли-небудь замислювалися, що це взагалі таке – «мегапікселі»? На що вони впливають? А скільки «мегапікселів» у нас в очах?

Пункт перший. За що відповідають мегапікселі?

Таким словом позначають роздільну здатність сенсора камери, тобто 1 мегапіксель – це 1 мільйон точок, або, умовно, квадратне зображення з роздільною здатністю 10001000, або 2000500, або 10000*100, ну і так далі. Тобто «1 мегапіксель» означає, що на зображенні, яке сфотографувала камера, буде 1 мільйон точок, отже, чим (за ідеєю) більше мегапікселів – тим краще.

Однак роздільна здатність знімка і його якість – речі різні. Так, крім мегапікселів, потрібно дивитися на світлосилу об’єктива, розмір матриці (відповідно, і кожного окремого пікселя), чи не застосовується там біннінг, і ще купа всього, що звичайній людині знати не потрібно, а професіонали знають і без нас.

Нам потрібно зрозуміти тільки те, що в ідеальному світі, чим більше мегапікселів – тим краща якість зображення. Ми живемо в світі не ідеальному, тому, крім них, на якість фото впливають ще сотні факторів, аж до часу доби.

Якщо так, то чому намагаються поставити камеру з великою роздільною здатністю?

Тому що, по-перше, маркетинг. Люди дуже добре ставляться до цифр, і якщо у вас мегапікселів більше, ніж у конкурентів – всі будуть вважати, що «раз цифр більше – значить, і камера краща». По-друге, сучасні телефони або фотоапарати вміють в біннінг.

Простіше кажучи, вони об’єднують сусідні пікселі на матриці, щоб в результаті вийшов один «гігапіксель» з кращою сприйнятливістю до світла. Зазвичай цей режим вмикається при зйомці в поганих умовах, при цьому розмір фото буде відповідати звичайній кількості пікселів.

Наприклад, у вас є телефон з камерою на 40 мегапікселів. У гарну погоду, при хорошому освітленні, телефон не буде об’єднувати пікселі – ви отримаєте зображення з великою роздільною здатністю, відповідно, великою кількістю деталей і в цілому якістю. Але якщо на вулиці темно, то маленькі пікселі просто не встигнуть «назбирати» достатньо світла – доведеться або дуже довго чекати (це називається витримкою), або об’єднувати пікселі в групи, так, щоб світла на них потрапляло в 4 рази більше. А то й зробити все разом.

Роздільна здатність фотографії буде нативною, проте якість, тобто реальна кількість мегапікселів, знизиться в 4 рази – вийде фото з роздільною здатністю 40 мегапікселів, але реальна якість буде відповідати 10 мегапікселям. До речі, більша частина професійної апаратури має матриці на 12-48 мегапікселів, менше, ніж у деяких бюджетних смартфонів.

Але ми ж бачимо світ безперервно!

Камера працює як? Відкривається затвор, на пікселі потрапляє певна кількість світла. Затвор закривається, зображення обробляється – ось вам і фото. Це супер-простий принцип роботи камери, який потрібен нам в контексті, що «у людини це працює не так».

У нас же, ну, очі! Вони ж просто бачать – і все! Ніякої роздільної здатності та іншої нісенітниці, адже так? Насправді, ні. Наше око дуже схоже на камеру, з тією різницею, що в камері – електроніка, а у нас – мозок. Загалом, коли ми дивимося на об’єкт, світло потрапляє на сітківку, на якій розташовані мільйони фоторецепторів (чим вам не пікселі камери). Ці фоторецептори розташовані нерівномірно (менше до краю, більше до центру), проте їх є ось якась певна кількість.

Конкретну кількість вам ніхто не назве, тому що розкид величезний – від 120 до 570 мільйонів. Тобто наше око має від 120 до 570 своєрідних «пікселів» (оцінки сильно відрізняються, але ми візьмемо 120 мільйонів як базове число), які формують зображення і надсилають його в мозок. І чим вам не матриця камери? Правда, як і в випадку з матрицею, самі лише «мегапікселі» – це просто цифра, яка ні на що не впливає.

Так, у нас є два типи рецепторів: палички і колбочки. Палички відповідають за світлочутливість, а колбочки – за сприйняття кольору. Еволюційно в людині міститься набагато більше паличок, ніж колбочок – бо вони нормально працюють тільки в світлий час доби. Ви можете спробувати вийти на вулицю вночі і подивитися на зелену траву, червону машину або будь-який інший кольоровий об’єкт. Він буде виглядати бляклим, так як ви, грубо кажучи, дивитеся «паличками», які не розрізняють кольорів. При цьому колбочок ще й набагато менше – 6-7 мільйонів проти 120 мільйонів паличок. Але кольори ми при цьому бачимо цілком нормально.

До речі, найбільше колбочок знаходиться в центрі, тому ми набагато слабше сприймаємо кольори периферичним зором. У той же час, в темряві саме периферичним зором простіше помітити об’єкти, які інакше були б не видні.

Це тому, що у нас є мозок, який здатний обробити сигнал, накласти один на інший і вивести «супер-розумно-скомбіноване» зображення. Камера так не вміє, але при цьому і пікселі у неї одночасно чутливі як до світла, так і до кольору, тому що складаються з червоних, синіх і зелених субпікселів.

Таким чином, людина бачить світ приблизно в 120-576 мегапікселів, з поправкою, що у нас не «пікселі», а цілком аналоговий зір. Простіше кажучи, «безперервний», і якби рецепторів було менше – ми б не дивилися на пікселі, а просто бачили б все вкрай розмито.