Občas se tu věnuji čistě technickým podrobnostem. V souvislosti s extrémními čipy fotomobilů Nokia s rozlišením 41 megapixelů se objevil termín oversampling. Informace čerpám z Bílé knihy Nokie, tu si můžete stáhnout, je anglicky.

Vše začalo loni s přístrojem Lumia 808. Ten měl 41 Mpx, čip 1/1,2 palce, což je fyzticky úhlopříčka 13,33 a šíře 12,48 mm na výšku 8.00. To je mimořádně velký čip, je větší než okénko 16 mm filmu. Nokia Lumia 1020 má rozměry čipu o něco menší, 8.80 krát 6.60 mm s úhlopříčkou 11, nicméně pořád je to velký čip – Fujifilm tento rozměr nasadil do přístrojů X-S1, X20 a dalších. Plocha čipu je 58 mm čtverečních. Z toho ve vidět, jak obrovská hustota fotodiod to je, na jeden milimetr čtvereční se tlačí skoro tři čtvrti milionů fotodiod! Pro pořádek uveďme, že CMOS uvedený v Lumii 1020 je BSI, co to je vysvětluji zde, stručně vzato, světlo dopadá na citlivou vrstvu fotodiody přímo a není stíněno vrstvami se servisními obvody, jak je tomu u tradičních FSI čipů.

Jednotlivé fotodiody jsou mikroskopicky malé, mají 1,2 mikrometrů v průměru. Princip oversamplingu spočívá v tom, že se sdruží inormace z 8 těchto maličkých fotodiod a vznikne jedna virtuální fotodioda „jakoby“ pětimegového čipu. Těchto 5 mega naprosto dostačuje k tisku fotky A3 a když řeknu A3, tak to v praxi znamená libovolně velký tisk, protože moderní tiskárny, v tom případě už plotry dokáží převzorkovat i fotky s menším rozlišením tak, aby vznikl koukatelný velký obrázek.

Bílá kniha Nokie připomíná, že tradiční – dejme tomu – pětimegový čip má Bayerovu masku, tedy 2,5 milionů fotodiod se zeleným filtrem a 1,25 s červeným a se modrým filtrem. Výsledný obraz vzniká procesem zvaným demozaikování. Na kvalitu obrazu mají samozřejmě vliv optické vlastnosti objektivu, ale ovšem i šum.

Co je šum
Fotodioda je čarodějná kuchyně, ve které se přetváří energie světla (fotonů) na elektrický náboj (elektrony). Čím víc fotonů, tím víc elektronů. Jenže bohužel elektrony vznikají ve fotodiodě i jinak než dopadem fotonů skrze objektiv a dávkovaných závěrkou. Vznikají i vlivem tepla i vlivem elektromagnetického záření, které je všude kolem nás. Bohužel, v každé fotodiodě vzniká jiný parazitní náboj – kdyby tomu tak nebylo, bylo by snadné stejné náboje prostě odečíst. Navíc, vlivem demozaikování se šum vzniklý v sousedních fotodiodách shlukuje do nepříjemných, dosti velkých skvrn. Mimochodem, úžasná Leica Monochrome nemá Bayerovu a šum na jejích obrázcích má zcela jiný charakter, viz můj článek zde.

Oversampling

Znamená to tedy sloučení dílčích osmi informace do jedné jendotky. Připomíná mi to moderní inkoustovou tiskárnu. Ta má schopnost tisknout dejme tomu v 1200 dpi. Vtip je ale v tom, že nikoli každá z těch kapek je plnohodnotně namíchaná v barvách CMYK. Tyto sub-miniaturní kapky se slučují a ve výsledku je tiskový bod větší, dejme tomu 300 dpi, a teprve ten nese plnou barevnou informaci. Zde je schema šumu převzaté z Bílé knihy:


Bílá kniha zveřejňuje tento porovnávací diagram, vlevo klasika, vpravo PureView:


Jak se přesvědčit, že to doopravdy funguje?
Kde dneska seženeme skutečný pětimegový fotopaparát... Někdo ho možná má v zásuvce, já ne. Srovnal jsem tedy něco, co nepokládám za plně srovnatelné, nicméně obrázek to podá. Oversampled fotku z Nokie Lumie 1020, a šestimegový snímek ze zrcadlovky Nikon D5300. Přitom ten Nikon je 24megový přístroj, takže jeho šestimegový výstup je též oversampled. Výsledek je zřejmý, jde o 100% výřez:

Nokia Lumia 1020


Nikon D5300

Oversampling tedy v této soutěži skutečně vítězí. Nokia je průkopníkem v této technologii. Ta je rok stará, jistě má vývoj před sebou. Sám model Nokia Lumia 1020, jak jsem ho recenzoval, má slabinu především v pomalosti, jak by ne, to vše o čem se bavíme je nesmírně výpočetně náročné. A také miniaturní objektiv nepodává v rozích oslnivý výkon. Princip ale nosný je a určitě má velkou budoucnost. Obrázky PureView v plném rozlišení můžete psoudit v mé recenzi Nokie 1020.