Classroom | Pixel Shift

door Pieter Dhaeze op donderdag 26 april 2018

In de ontwikkeling van de techniek van digitale fotografie is er altijd wel een aspect dat er in de reviews van camera’s uitspringt. Eerst lag de nadruk sterk op het aantal pixels, waarna we ons druk gingen maken om ruis bij hoge ISO. Toen deed plotseling 3D zijn intrede (inclusief stille aftocht) en was HDR een tijdje helemaal ‘hot’. Vervolgens moesten we allemaal gaan flitsen (strobisme) en twee jaar geleden werden een groot dynamisch bereik en 4K-video naar voor geschoven als ‘must haves’ voor de serieuze (vrijetijds)fotograaf.
De laatste maanden krijgt een nieuwe techniek veel aandacht: pixel shift. Een kort artikel over wat het is en of het enig praktisch nut heeft.

pixel shift

Resolutie
Bij veel onderwerpen (landschap, architectuur, interieur, product, portret) willen we zoveel mogelijk detail registreren en dat op 100% bekijken. Behalve de kwaliteit van de lens, het voorkomen van bewegingsonscherpte (onderwerp en camera) en de aanwezigheid van een anti-aliasingfilter is natuurlijk ook het aantal pixels op de sensor van belang voor de mate van detailregistratie. Hoe meer pixels, des te meer detail kan worden vastgelegd. Dat spreekt voor zich.

En hoewel pixels steeds kleiner kunnen zijn (smartphone: 40 Mp op 43mm2, dus op camera met full-frame van 864mm2: 800 miljoen pixels) neemt de beeldkwaliteit door ruisversterking evenredig af. Daarom blijft de resolutie van systeemcamera’s ‘beperkt’ tot 24 tot 50 Mp. En dat is voor praktische toepassingen meer dan voldoende. Een foto van 24 Mp bevat 6000 bij 4000 pixels en daarmee kun je op 40 dpi een afdruk maken ter grootte van een kamerwand (4 bij 2,4m), die op een kijkafstand van 2 meter visueel scherp zal zijn. En ook vertoning op een 4K-beeldscherm vraagt slechts 3840 bij 2160 pixels (8,8 Mp) en dat is dus nog geen 40% van de beschikbare 24 miljoen pixels.

Pixel shift
Hoewel de praktisch noodzaak dus ontbreekt, bestaat blijkbaar toch de drang naar meer pixels. En omdat we dus uit kwaliteitsoogpunt niet meer pixels op een sensor kunnen plaatsen, hebben de engineers een nieuw trucje verzonnen: pixel shift of in goed Nederlands, pixelverschuiving. En dat is precies wat er gebeurt: er worden snel achter elkaar bijvoorbeeld vier aparte opnamen van een onderwerp gemaakt, waarbij de sensor steeds de helft van de pixelbreedte naar links/recht en boven/onder wordt verschoven. Die vier foto’s worden in de camera gemonteerd tot een foto van hoge resolutie. Dus met een camera met 20 Mp, maak je dan een beeld van maar liefst 80 Mp. Bizar als je bedenkt dat een pixel ongeveer 0,004mm breed is en die verschuiving dus slechts 2 micrometer is!

Echte kleuren
Pixel shift zou ook gebruikt kunnen worden om elke fotocel op de sensor zowel rood, groen als blauw te laten meten, zoals bij een Foveon-sensor, zodat Bayer-interpolatie achterwege kan blijven. Dat geeft meer betrouwbare kleuren en hogere scherpte.

De praktijk
De theorie is veelbelovend, maar wat is het nut van pixel shift in de praktijk? Omdat het een reeksopname is die een bepaalde tijd vergt, zal duidelijk zijn dat beweging van de camera of in het onderwerp het resultaat negatief zal beïnvloeden. Werken vanaf een stabiel statief is een vereiste en eigenlijk zou het hele onderwerp perfect stil moeten staan gedurende de reeksopnamen. Dus geen bewegende mensen, voertuigen, wolken of blaadjes. Is die beweging wel aanwezig, dan ontstaat net als bij montage van belichtingstrapje zogeheten ‘ghosting’, schimvoorstellingen van de bewegende voorwerpen.

Dus voor landschapsfotografie en architectuur heeft de pixel shift-techniek zijn beperkingen. Voor interieurs en stilstaande producten is pixel shift meer geschikt en kan meer detail geregistreerd worden. We hebben dit echter getest en de pixel shift-functie levert bij 100% in Photoshop wel iets meer detail op, maar nauwelijks meer dan een enkele opname die in Photoshop vergroot is en enigszins verscherpt. Bovendien zijn het gekozen diafragma en de kwaliteit van de lens vaak belangrijker factoren in de detailregistratie dan pixel shift.

Op internet zul je beslist voorbeelden zien dat je enig voordeel van pixel shift zult zien, maar dat zullen waarschijnlijk allemaal uitsnedes zijn op 100% en hoger. Dus alsof je met een microscoop naar een foto kijkt.

Druk een enkele opname van 24 Mp af op 45 bij 30 cm (A3) en vergelijk die met een print op dit formaat van een pixel shift-montage met 4x hogere resolutie uit dezelfde camera, dan zul je geen zichtbaar verschil zien aangezien de scherpte van de afdruk bepaald wordt door de afdrukkwaliteit van de printer, de verscherping in de print-output en de papiersoort. Ook passend in een beeldscherm (van telefoon tot 4K-scherm) zul je zelden verschil zien.

Samenvatting
Pixel shift is een interessante techniek en geeft aan wat de technici van de camerafabrikanten tegenwoordig allemaal kunnen bedenken én realiseren. Voor een bepaalde doelgroep zal pixel shift een bijdrage zijn in de mogelijkheden en verbetering van hun fotografie, maar voor de ‘gewone’ vrijetijdsfotograaf is het zeker nog geen ‘must have’.

Je kunt pixel shift echter vergelijken met reeksopnamen voor bijvoorbeeld een panorama, focus stack en hdr. In bepaalde gevallen zeer nuttige montagetechnieken, maar in de praktijk zijn respectievelijk een breedbeelduitsnede, een kleiner diafragma en schaduw/hooglichten van een enkele opname eenvoudiger en sneller te realiseren, zonder dat dat ten koste gaat van de publicatiekwaliteit en -beleving. 

Ben je toch geïnteresseerd in een montage voor een hogere resolutie, maar heeft je camera geen pixel shift, dan is dit artikel op petapixel.com misschien iets voor jou (klik hier).

Inloggen

Wachtwoord of loginnaam vergeten? Klik hier
Als je nog geen GRATIS persoonlijk account hebt op EOSZINE dan kun je deze hier aanmaken. Met dit account kun je o.a. de nieuwsbrief en het gratis digitale magazine ontvangen.