Előszó

Szám.. egy fogalom, a fogyasztói társadalom sajátossága, a média egyik legnagyobb fegyvere, melyet sokszor erkölcstelenül használnak arra, hogy megtéveszék a vásárlókat. Szeretnénk letagadni, figyelmen kívül hagyni, de legtöbbünk bizony a számok bűvöletében él, bár erről sokszor nem is tudunk. Különösen igaz ez a szórakoztató elektronikai termékekre, a laikus vásárló a számokban hisz, mivel az egy biztosnak tűnő viszonyítási alap, mely mindig segít a lehető legjobb döntést meghozni. Vagy mégsem?

Nem könnyű a választás

Bár a számok mindenhol jelen vannak, hatásuk különösen nagy a képalkotó eszközök piacán. A digitális technológiának köszönhetően a fényképezőgépek egy karnyújtásnyira vannak tőlünk, ami egy évszazaddal ezelőtt még csak pár ember kiváltsága volt, az mára rengeteg ember számára elérhetővé vált. Ezt jól jelzik a számok is: 1996-ban alig több mint egymillió digitális fényképezőgép volt forgalomban, napjainkban ez a szám jócskán meghaladja a százmilliót. Mindenki ész nélkül szalad vásárolni, az alkotás örömét bárki élvezheti, ezzel nincs is gond. De sajnos majdnem mindenki a számok bűvöletében él, megapixelek, ISO érzékenység, sokszoros optikai zoom, a reklámok alapján gond nélkül el is hihetjük, hogy csupán ennyi kell a fotózáshoz. A valóság viszont nem ez, a számok ezúttal sincsenek összefüggésben a lényegi tulajdonságokkal és a minőséggel. Ettől függetlenül a mobilgyártók is meglovagolják a dolgot, felőlem telefon, felőled kamera, valószínűleg sokan emlékszünk az efféle reklámszövegekre. Mi viszont szakmánkból adódóan nem hiszünk az ilyesmiben, ezért utánajártunk: valóban képes helyettesíteni egy mobiltelefon egy - akár belépőszintű - digitális kamerát?

Kamera vagy telefon? Mindkettő? Semelyik?

Cikkünkkel erre a sokakat izgató kérdésre szeretnénk választ adni. Fogtuk tehát a napjainkban elérhető egyik legjobb fényképezős mobilt (ez a Samsung G800), mellette elcsomagoltunk három digitális fényképezőgépet is, majd elkezdtünk fotózni, az eredményt pedig a szakmai kritériumokat szem előtt tartva kiértékeltük. Ennek megértéséhez viszont tisztában kell lennünk a fotográfia fogalmával, a digitális fényképezőgépek működési elvével és pár alapvető fogalommal, így először ezekre térünk ki.

A digitális képrögzítés

Mint azt valószínűleg mindenki tudja, a fényképezés alapja a fény, azaz az elektromágneses sugárzások látható tartománya. A fizikai magyarázattól érthető okokból eltekintenék, inkább az ember által látható fény természetéről írnék pár mondatot. A szemünk által érzékelt színtartományt három színnel, a vörössel, a kékkel és a zölddel írhatjuk le. Ha ezek mindegyike hasonló mértékben van jelen, a fényt fehérnek látjuk, a különböző színeket, árnyalatokat pedig e három szín keveredésének köszönhetően érzékeljük. Magát a fehér színt elég nehéz definiálni, az ember ugyanis egy papírlapot ugyanolyan fehérnek lát a sárgás gyertafénynél, mint a napfénynél, mely a látható fény spektrumában nagyjából kiegyenlített sugárzást ad le. Ez ugye az emberi agy csodája, a fényképezőgép viszont nem képes ilyen módon alkalmazkodni a környezethez, ezért vannak olyan fogalmaink, mint például színhőmérséklet (avagy fehéregyensúly). Ezekről azonban kicsit később...

Olympus E330 keresztmetszeti képe

Fényképezéskor tehát magát a fényt rögzítjük, analóg gépeknél egy filmkockára, digitálisoknál pedig egy fényérzékeny lapka segítségével a memóriakártyára. Ez a lapka érzékeli az objektíven át a gépbe jutó fényt, amit aztán digitális formában, elemi képpontokként (pixelekként) továbbít feldolgozásra a gép processzorába. Ebből nyilvánvalóan következik, hogy a képminőségre ez a három komponens (azaz az érzékelő, az objektív, valamint a feldolgozóegység) van a legnagyobb hatással. A képérzékelőnek három igazán fontos tulajdonsága van: méret, felbontás, típus. Utóbbi lehet CCD-CMOS és CCD-NMOS, ezek a fogalmak a köztudatban valamiért CMOS és CCD néven ismertek, a kettő között gyártástechnológiai különbségek vannak. A CCD egy bonyolultabb áramkör, előállítási költsége magasabb, cserébe nagyobb az érzékenysége, jobb a színvisszaadása és a vonalélessége. A CMOS olcsóbban gyártható, fogyasztása alacsonyabb, mint a CCD-é, előnye pedig az alacsonyabb képzaj. Az utóbbi években a CMOS szenzorok hatalmas fejlődésen mentek keresztül, több nagy fényképezőgépgyártó is emellett tette le a voksát, többek között a Canon tükörreflexes masináiban találunk ilyeneket, így manapság nehéz is lenne megmondani, hogy melyik technológia a jobb. A mobiltelefonokban szinte kivétel nélkül CMOS szenzorok vannak, valószínűleg az alacsonyabb fogyasztás és a kedvezőbb ár miatt.

Képérzékelők egymás között

Számunkra azonban nem is ez a legfontosabb, hanem a lapka felbontása és mérete. Utóbbi bizony változó, amit a laikus vásárlók nem is tudnak, pedig ez legalább olyan fontos adat mint a felbontás, a kettő ugyanis összetartozik. Filmes gépeknél ezzel nem volt gond, a Leica-féle kisfilmes rendszer 24 x 36 mm-es kockákat használt, a legtöbb gépbe ez került, a digitális masináknál viszont a gyártók sokat tudnak spórolni azzal, ha fizikailag kisebb méretű lapkákat raknak gépeikbe - és bizony spórolnak is rendesen! Mindez azért szomorú, mert az elkészült kép minőségét nem a felbontás, hanem az adott területre eső pixelek száma határozza meg, ami ugye a felbontásból és a lapka méretéből következik. Azonos felbontás mellett minél nagyobb a képérzékelő, annál jobb lesz a képminőség, ezt megfordítva kijelenthetjük, hogy minél kisebb hely jut egy pixelnek (pontosabban az azt érzékelő diódának), annál rosszabb a képminőség. Ezért értelmetlen tehát a manapság dúló megapixelháború, két azonos méretű érzékelőlapka közül - azonos gyártástechnológiát, objektívet és feldolgozóegységet feltételezve - az a jobb minőségű, amelyikre kevesebb pixel jut, azaz kisebb a megapixelszáma. Persze maguk az érzékelők is fejlődnek, tehát azt a minőséget, amit pár éve még csak egy fizikailag is nagy méretű lappal lehetett elérni, ma kisebbel is megvalósítják a gyártók. A képminőségre, pontosabban a zajszintre és a kép dinamikájára ebből adódan egy-egy fényképezőgépnél/telefonnál már abból lehet következtetni, hogy egy pixelnek hány négyzetmikron hely jut, úgy 5-6 négyzetmikron/pixel alatt gyenge minőségű, zajos fotókat kapunk, egy jobb minőségű masinánál ez a szám 7 és 11 között mozog, a profi gépeknél pedig 30 fölött van. Mint azt valószínűleg mindenki kitalálta, a mobiltelefonokban a fizikai korlátok miatt nagyon apró érzékelők lapulnak, ezek méretét a gyártók finoman szólva nem is verik nagy dobra, gyakorlatilag ki sem lehet deríteni efféle dolgokat. A megapixelek növelésével tehát közel sem biztos, hogy a képminőség is nőni fog, ezért a gyártók kevésbé elegáns megoldásokhoz folyamodnak...

Egy tükörreflexes gépben használt APS-C és egy kompaktban lévő 1/2,5"-es szenzor méretkülönbsége

Alapvető fotográfiai fogalmakról az olvasmányosságot szem előtt tartva csak röviden írnék. Akik tisztában vannak az záridő vagy a rekesznyílás fogalmával, azok tehát lapozhatnak is a következő oldalra. Fotózáskor az érzékelőre jutó fény mennyiségét ezzel a két dologgal szabályozhatjuk, értékük meghátározott lépésekkel változtatható. A záridő az az időtartam, ameddig a fény éri a szenzort, a rekesznyílás pedig az objektívben található, állítható nagyságú "lyuk" átmérőjét jelöli. Minél nagyobb a rekesz és minél tovább van nyitva, annál több fény éri az érzékelőt, ez evidens. E két változó állítgatásával a fény mennyiségén kívül egyébként több dolgot is lehet szabályozni, a rekesz nagyságától függ a mélységélesség, a záridő csökkentésével a bemozdulást lehet elkerülni, de ezekbe most nem mennék bele. Azt, hogy mennyi fényre van szükség egy helyesen exponált (azaz nem túl világos és nem is túl sötét) kép készítéséhez, a fényképezőgép automatikája dönti el, legalábbis a belépőszintű masináknál, a fejlettebbeknél magunk is szabályozhatjuk a záridőt és a rekeszt, ilyenkor a gép segítségként kiírja, hogy hány fényértékre vagyunk a helyesnek vélt expozíciótól. Amennyiben az ideálisnál kevesebb fény jut az érzékelőre, a kép alulexponált, a kellőnél több esetén pedig túlexponált lesz. Ennek szabályozásában egy harmadik szereplő is van, ez pedig az érzékenység, melynek mértékegysége az ISO. Digitális gépeknél ezt a menüből lehet állítani, analóg gépeknél ugye más filmet kellett használni, működéséről bővebben a következő oldalon. A mértékegység egyébként azonos a filmek dobozáról ismerős ASA/ISO szabvánnyal.

Helyes expozíció, alul és túlexponált kép

A képzajról..

Ejtsünk pár szót a képzajról, mely a digitális fényképezőgépekkel készített felvételek egyik jellemző tulajdonsága. Egy fotón zajnak tekintünk milyen olyan strukturális eltérést, mely a felvétel és a téma idealizált, tiszta látványa között mutatkozik. A digitális gépeknél a zaj legjelentősebb forrása az érzékelő, a felvételen látható eltérés pedig a fotonzaj miatt jön létre, ami a detektált fotonok számának statisztikai bizonytalanságából adódik. A fotográfiai megvilágítástartományban a fényáram folyatosnak tekinthető, ám de valójában nem permanens. Így hiába mér gépünk X számú fotont, sosem annyi fog ténylegesen "becsapódni" a képérzékelőbe, a zaj létrejöttéhez pedig már pár tucatnyi eltérés is elég. Bár a zaj annál nagyobb, minél több a foton (azaz a fény), a jó fényviszonyok között készült felvételek mégis kevésbé zajosak, mint sötétben készült társaik között készült társaik. Ennek oka, hogy a világossággal a fotonok száma jobban növekszik, mint maga a zaj, így a jel/zaj viszony javul, ami miatt kevésbé lesz feltűnő maga a zaj - pedig több van belőle, mint egy éjszakai felvételen. A leírtakból logikusan következik, hogy a kisebb képérzékelővel rendelkező fényképezőgépek zajszintje magasabb, mint egy nagy méretű szenzorral ellátott tükörreflexes masinának, mivel a kisebb lapkákban eleve kevesebb fotont lehet összegyűjteni. A telefonokban pedig ugye még a belépőszintű fényképezőgépekénél is kisebb szenzorok vannak...

Gyenge fényviszonyok között mobiltelefonnal készített, zajos felvétel (SE K750i)

Az éjszakai képek azonban az ún. sötétzaj miatt is lesznek gyengébb minőségűek. Az érzékelőre jutó fotonok egy része eltalál egy elektront, mely a foton energiájától kiszabadul az atommag vonzásából, fotoeffektust okoz. A fotoelektronokokat a vezérlőelektróda elektromos tere a pixelben tartja, az így összegyűlt elektronok mennyiségét az érzékelőlap kiolvasáskor megméri. A gond az, hogy a pixelekben nem csak "hasznos" fotoelektronok lesznek, hanem termikus úton keletkező példányok is, melyek a sötétzaj forrásai. Ezek száma az expozíciós idő vagy a hőmérséklet növelésélésével szintén nő, gyenge fényviszonyok között pedig általában hosszabb záridőt használunk, ez is a zaj okozója. Fényképezőgépeknél egyébként ez egy elég gyenge zajtényező, csak a legsötétebb részkenél látszik.

Képzaj ISO200-as (balra) és ISO3200-as (jobbra) érzékenységnél (Pentax K100D Super)

Cikkünk témáját figyelembe véve azonban nem is ezek, hanem az érzékenység változtatásából adódó zaj a legfontosabb. Mint már említettem, a digitális fotómasináknál nem kell más-más filmet betennünk az érzékenység változtatásához, elég csak megnyomnunk pár gombot. Az ISO-érték kapcsán szintén nagy háború folyik a gyártók között, soha nem látott (ISO 12800, stb.) érzékenységeket tudnak a legolcsóbb gépek is, ám ezek kivétel nélkül használhatatlanok. Digitális fényképezőgépeknél az említett érték változtatása ugyanis nem a képérzékelő érzékenységét szabályozza, csupán az abból kinyert analóg jelet erősíti még az analóg-digitális átalakítás előtt. Ha mondjuk ISO 200-as alapérzékenységről ISO 800-ra kapcsolunk, a jelet négyszeresére erősíti a gép, így ugyanolyan fényességet kaphatunk negyed akkora jelből, azaz kevesebb elektronból is. A gond csak az, hogy ezzel együtt a jel/zaj viszony romlik, a sötétzaj és a kiolvasási zaj mértéke pedig megnő, pedig utóbbi egyébként is jelentős mértékű. Kis képérzékelőknél - például mobiltelefonoknál - a jelenség még erősebb, így az ISO állítását lehetővé tevő, fejlettebb kamerás mobiloknál csak egy visszafogott tartományon belül mozoghatunk, de szinte biztos vagyok benne, hogy a számháború előbb-utóbb ezt a részt is el fogja érni.

Zajmentes, zajos, zajszűrt felvétel

A zajjal kapcsolatban érdemes még beszélni a zajszűrésről. A kis méretű képérzékelők által készített zajos felvételeken a gyártók különböző szűrőalgoritmusokkal kívánnak segíteni, általában kevesebb sikerrel. A mobiltelefonoknál két elterjedt módszer van, az egyik a Sony Ericsson középkategóriás gépeiben használt módszer, mely bár minden zajt, mintázatot kiszed a képekből, cserébe elmosott, olajfestmény hatású fotókat kapunk. A többiek ennél diszkrétebbek, a zajt nem tüntetik el teljesen, csak elfogadható szintre hozzák, ám az apró részletek így is elvesznek. A mobiltelefonok tehát fizikai korlátaikból adódóan zajos, szűrt képeket csinálnak, ez sajnos tény, amivel részben meg is válaszoltuk cikkünk fő kérdését...

A fényképezőgépek, technikai adatok

A G800 ellen három fényképezőgépet sorakoztattunk fel. Az első a Fujifilm FinePix A500 típusú belépőszintű kompaktja, melyet több mint két éve mutatott be a gyártó. Az 5 megapixeles gép azokat a sok háztartásban megtalálható gépeket szemléltetni, melyeket leginkább családi események megörökítésére használnak. Második gépünk egy fejlettebb kompakt gép a Samsungtól (Digimax S600), mely bár egyidős az Fujifilmmel, gazdagabb funkcionalitású, manuális beállítási lehetőségeket is kínál. Harmadikként egy belépőszintű digitális tükörreflexes (DSLR) gépet választottunk, melyről ugyan nyilvánvaló, hogy nem versenytársa a G800-nak, de minden bizonnyal jól szemlélteti, hogy mit tud egy "igazi" fényképezőgéphez képest egy csúcstelefon. A géphez a háromszoros zoomátfogású, 18-55 mm-es kitobjektívet használtuk, mely nagyobb látószögű, mint a kompaktokban lévő objektívek, ám tele módban ebből adódóan kisebb a gyújtótávolsága.

Pentax K100D Super

A korábban leírt információk ismeretében valószínűleg senkinek nem fog gondot okozni a masinák főbb tulajdonságait tartalmazó táblázat értelmezése. A G800-ban lévő érzékelővel kapcsolatban sajnos nincsenek pontos információink, a gyártó féltve őrzi a lapka titkait, sem a gyártó, sem a méret nem ismert. Feltételezzük, hogy egy 1/4 hüvelykes CMOS érzékelőről van szó, bár egyes források szerint a gyártó által készített 1/2,5 hüvelykes van a telefonban.