Každý snímač má dané rozlíšenie, napriek tomu môže produkovať fotografie s oveľa vyšším rozlíšením. Nie každý, záleží na konkrétnom fotoaparáte. Základnou podmienkou je snímač so stabilizáciou obrazu a funkcia Pixel Shift implementovaná do fotoaparátu.

Ako funguje Pixel Shift

Na začiatku bola technológia stabilizácie obrazu pomocou pohybu snímača. Dnes ju má každý lepší fotoaparát. Je to užitočný pomocník, nech fotografujete čokoľvek. Posúva limity fotografovania z ruky. Niekoho šikovného napadlo, že sa dá využiť aj pre niečo iné, ako len stabilizáciou obrazu.

Na fotoaparátoch, ktoré majú posun snímača, sa snímač fyzicky posunie o 1/2 alebo o celý pixel, počas série záberov a údaje z nich sa potom kombinujú – buď vo fotoaparáte alebo na počítači s v špeciálnom programe.

Precíznym posunom snímača vieme zaznamenať 4, 8, 12, či dokonca 16 záberov a z nich poskladať fotografiu s 4x väčším rozlíšením, ako je rozlíšenie snímača. Túto techniku spopularizovala značka Olympus (i keď nebola prvá) a postupne ju využívajú aj iní výrobcovia. Napríklad Sony A7R V tak dokáže produkovať fotografie s rozlíšením až 240 Mpx, bez interpolácie. U Fujifilm GFX 100s je výsledné rozlíšenie až 400 Mpx.

Časť záberov sa využije pre získanie kompletných RGB informácii pre každý pixel a časť pre zvýšenie rozlíšenia.

Schéma snímania technikou Pixel Shift u fotoaparátu Fujifilm GFX 100. Prvá štvorica záberov slúži na získanie kompletných RGB dát, druhá štvorica na získanie dát pre vysoké rozlíšenie 400 Mpx.

Plusy

Takéto rozlíšenie sa používa pre veľkoformátovú tlač vo Fine Art kvalite. Vlastne môžete vytlačiť 4x väčší obraz, ako vám dovoľuje natívne rozlíšenie snímača. Plusom je aj zväčšenie dynamického rozsahu, vernejšie farby, nižší šum a menšie problémy s moaré. Každý obrazový pixel využíva skutočné hodnoty farebných zložiek zo správneho fyzického miesta, úplné RGB informácie, nie je potrebná žiadna interpolácia. Interpolácia je potrebná pri štandardnom snímaní so snímačom s Bayerovou maskou, kedy sa musia demozaikovaní využiť informácie so susedných bodov, aby mal každý obrazový bod plnohodnotné RGB informácie. Pri tomto procese dochádza aj k miernemu zneostreniu záberov, preto RAW konvertory štandardne zábery doostrujú.

Priemerný súčasný fotoaparát má rozlíšenie okolo 24 Mpx. To stačí na väčšinu aplikácii, aj v profesionálnej sfére. Ak niekto potrebuje vyššie rozlíšenie, napr. kvôli tlači veľkoformátových fotografii môže sa rozhodnúť, či si kúpi fotoaparát s vysokým rozlíšením, alebo mu postačí štandardné, kombinované s funkciou Pixel Shift.

Ak chceme tlačiť v najvyššej možnej kvalite s hustotou 300 DPI (rozlišovacia schopnosť oka zo vzdialenosti cca 60 cm), stačí 24 Mpx na fotku veľkosti 50x34 cm. V praxi vieme, že je možná kvalitná tlač podstatne väčšieho formátu. Ak ale zvýšime rozlíšenie na štvornásobok, môžeme tlačiť fotografiu, pri 300 DPI, vo veľkosti 100x64 cm. Na tak veľkú fotografiu sa pozeráme ale z väčšej vzdialenosti, kedy stačí aj menšia hodnota DPI. 96 Mpx postačuje vlastne na tlač ľubovoľne veľkej fotografie.

Mínusy

Celý proces snímania dielčích záberov trvá zvyčajne niekoľko sekúnd. To je dôvod, prečo u väčšiny fotoaparátov musíte používať statív. Kvôli dĺžke snímania zabudnite na akčné fotografovanie. Problémom môže byť aj drobný pohyb na fotografovanej scéne, napríklad pohyb rastlín vo vetre, alebo vzdialené pohybujúce sa automobily. Na fotografiách sa môžu vytvoriť artefakty. Tie sa snažia fotoaparáty alebo programy pri spájaní retušovať. Nie vždy sa im to ale darí.

Pixel Shift kombinuje niekoľko záberov. U tohto záberu sa to prejavilo tak, že sekundová ručička, ktorá sa hýbe rýchlo, sa exponovala 8x.

Mínusom je samozrejme aj to, že výsledné súbory sú podstatne väčšie a ich spracovanie v počítači je náročnejšie na výkon procesora, či grafickej karty.

Tip: Celý proces snímania dielčích záberov trvá niekoľko sekúnd. To sme si už povedali. Ak je na fotografovanej scéne pohyb, nemusí to nutne znamenať mínus a artefakty na záberoch. Napríklad pri fotografovaní vody môže vzniknúť efekt fotografovania dlhým časom pomocou silného ND filtra.

V tomto prípade artefakty spájania vyzerajú dobre, akoby som fotografoval dlhým časom.

Pixel Shift a výrobcovia

Funkcia zväčšenia rozlíšenia má u rôznych výrobcov rôzny názov: High Res Shot, Pixel Shift, Dynamic Pixel Shift Resolution… V súčasnosti túto funkciu nájdete u vybraných modelov fotoaparátov Sony, Fujifilm, Panasonic, Pentax, OM System/Olympus, Hasselblad.

Pixel Shift v praxi

Zo statívu alebo z ruky

Len pár modelov fotoaparátov umožňuje fotografovať pomocou Pixel Shift aj z ruky. Jediný, s ktorým som bol spokojný je OM System OM-1a vtedy ponúka rozlíšenie “len” 50 Mpx a miesto posunu snímača využíva skôr to, že sa vám trasú ruky a tým posúvate obraz. Rovnaký spôsob používa aj Pentax, jeho účinnosť som ale neskúšal.

Aby ste skutočne využili technológiu Pixel Shift, potrebujete statív. Celý proces snímania a spájania trvá zvyčajne niekoľko sekúnd. Odporúčam používať diaľkovú špúšť, alebo samospúšť.

Vo fotoaparáte alebo v počítači

Väčšina výrobcov používa technológiu Pixel Shift so spájaním priamo vo fotoaparáte. Výsledný súbor je buď v niektorom z bitmapových formátov alebo v RAW-e. Neviem ako je to u iných značiek, ale OM System/Olympus zároveň ukladá aj jeden záber so štandardným rozlíšením. To sa hodí, ak sa ukáže, že Pixel Shift záber sa nepodaril.

Sony zvolilo iný spôsob. Dielčie zábery je potrebné spojiť v počítači v programe Sony Imagine Edge. Podobne je to aj u fotoaparátov Fujifilm radu GFX, kde sa zábery spájajú pomocou programu Capture One.

A teraz jednoduchšie

Už roky umožňujú programy typu Photoshop zväčšovať rozlíšenie pomocou rôznych matematických algoritmov. Tie ale fungujú len u fotografii s dostatočne vysokým rozlíšením a umožňujú zväčšiť rozlíšenie o pár desiatok percent. Štandardný spôsobom bez problémov zväčšíte rozlíšenie z 16 na 20 Mpx. Potom sa rýchlo začne objavovať pixelizácia.

Pomerne mládá softvérová technológia umožňuje extrapolovať rozlíšenie fotografii s použitím AI (alebo ak chcete strojového učenia) v oveľa väčšej miere. Takúto technológiu nájdete napr. v Photoshope CC, Lightroome, Pixelmatore, či Topaz Lab Photo AI. AI analyzuje zábery a využíva strojové učenie. Pre rôzne časti obrazu použije rozdielny prístup k extrapolácii. Výsledkom je aj 4x vyššie rozlíšenie bez takmer viditeľných artefaktov. Na rozdiel od Pixel Shiftu sa ale nevylepšuje dynamický rozsah, vernosť farieb, či úroveň šumu. Pokiaľ vám ide iba o zvýšenie rozlíšenia, možno sa ani nebudete musieť zdržiavať používaním Pixel Shiftu vo fotoaparáte. Ušetríte tak čas a softvérové zvýšenie rozlíšenia môžete použiť na ľubovoľné zábery, aj tie skôr nafotené. Pozor, niektoré programy podporujú len súbory vo formáte RAW.

V roku 2014 som bol s Olympusom OM-D E-M1 v Toskánsku. Vtedy sa ešte technológia Pixel Shift nepoužívala a neexistoval ani softvér využívajúci AI. Urobil som výstavu fotografii veľkosti cca 70x50 cm, 16 Mpx stačilo. Teraz môžem fotografie zväčšiť na 64 Mpx (v budúcnosti možno aj na viac). Vľavo extrapolovaný, vpravo originálny záber (100% zväčšenie). Všimnite si ako vynikajúco Lightroom Classic CC zväčšil rozlíšenie na štvornásobok, pomocou funkcie Superresolution. Bez problémov môžem tlačiť fotografiu viac ako 1,5 metra širokú!

Tip: Funkciu softvérového zväčšenia rozlíšenia používajte na technicky kvalitné zábery, čiže ostré a správne exponované. Ak mierne rozostrený záber zväčšíte, doostríte a následne zmenšíte, bude ostrejší.

Záver

Technika snímania s vysokým rozlíšením prináša nielen fyzicky vyššie rozlíšenie, ale aj zväčšenie dynamického rozsahu, vernejšie farby, nižší šum a menšie problémy s moaré. Vzhľadom na techniku snímania musí byť väčšina fotoaparátov na statíve. Celkový proces trvá niekoľko sekúnd, čo obmedzuje použitie prevažne na fotografovanie statických scén.

Alternatívou je využitie AI pri extrapolácii, ktorá funguje veľmi dobre a je možné ju použiť na akýkoľvek záber (niektoré programy podporujú len RAW), v tomto prípade získate “len” vyššie rozlíšenie.

Odporúčané články:

Panoramatická fotografia

HDR fotografia

Fotografujeme do RAW