Hoeveel resolutie heeft een camera nodig?

De Game Boy Camera heeft 0,014 megapixels. Nikon's eerste professionele camera, de D1, heeft slechts 2,7 megapixels. Tegenwoordig variëren professionele camera's van 24 tot 100 megapixels. Een behoorlijk breed bereik. Hoeveel resolutie is ideaal? Er is geen algemeen antwoord op deze vraag. Het hangt af van waar je de camera voor nodig hebt en hoe je de foto's later bekijkt.

Het is ook belangrijk om niet voor altijd vast te houden aan een mening als je die eenmaal hebt - omdat veel afhangt van de stand van de techniek. Bijvoorbeeld of de sensortechnologie, lenzen, rekenkracht en gegevensopslag goed genoeg zijn voor een bepaalde resolutie.

Sensorformaat en pixelgrootte

In de jaren negentig kwamen compactcamera's met steeds hogere resoluties op de markt. Wat aanvankelijk een grote stap voorwaarts was, werd steeds meer een hol marketingargument. Het werd duidelijk: een camera kan ook te veel resolutie hebben. Het probleem was de combinatie met een heel kleine sensor. Dit leidde tot extreem kleine pixels.

Hoe groter de afzonderlijke pixels, hoe lichtgevoeliger ze zijn. Daardoor reproduceren ze kleur en helderheid nauwkeuriger bij weinig licht, wat leidt tot minder ruis. Lichtgevoelige pixels kunnen ook beter omgaan met sterke verschillen in helderheid binnen het beeld. Op een grote sensor zijn de afzonderlijke pixels groter bij dezelfde resolutie. En vaak zelfs bij een hogere resolutie.

Hoe kan de pixelgrootte van sensoren van verschillende afmetingen worden vergeleken? Als een van de sensoren een full-frame sensor is, pas je de volgende formule toe: Je deelt de resolutie van de full-frame sensor (rFF) door de cropfactor van de andere sensor in het kwadraat.

Een rekenvoorbeeld met de full-frame camera EOS R5 en de APS-C camera EOS R50 - beide van Canon: De EOS R5 heeft 44,7 MP. De cropfactor voor Canon APS-C camera's is 1,61. Daarom deel ik 44,7 MP door 2,6 (1,61^2) wat resulteert in 17,2 MP. Dit is hoeveel - of hoe weinig - resolutie een APS-C camera zou moeten hebben om de pixels even groot te laten zijn als die van een full-frame camera. De Canon EOS R50 met 24,2 megapixels heeft dus al kleinere pixels dan de Canon EOS R5.

De vergelijking kan zo worden omgerekend dat ze ook de andere kant op werkt. Uitgaande van de R50: 24,2 × 2,6 ≈ 63, zou een Canon full-frame camera pas vanaf 63 megapixels kleinere pixels hebben dan de Canon EOS R50.

De compactcamera Sony RX100 met zijn 20 megapixels heeft zulke kleine pixels dat het genoeg zou zijn voor 146 megapixels op volledig formaat.

Het verschil tussen volformaat en middenformaat van Fujifilm en Hasselblad is niet zo groot. Hun 100-megapixelsensoren hebben kleinere pixels dan de Canon EOS R5.

Samenvattend kun je zeggen dat een full-frame sensor een zeer royaal aantal pixels kan hebben. Met kleinere sensoren daarentegen kom je relatief snel in een kritieke zone.

Deze regels kunnen niet één op één worden toegepast op smartphones, omdat ze anders werken. Smartphones hebben kleine sensoren maar hoge resoluties. Met verschillende trucs zoals meervoudige belichtingen en pixel binning bereiken ze toch een acceptabele beeldkwaliteit. De hoge resolutie wordt gebruikt om digitaal in te zoomen en toch een voldoende hoge resolutie te hebben. Dit artikel gaat echter niet verder in op de speciale functies van smartphones - het gaat om de grote camera's.

Videoresoluties: Reserves zijn nodig

Videoresoluties zijn gestandaardiseerd - dus het lijkt duidelijk welke resoluties nodig zijn. De meest voorkomende standaarden zijn:

• Full HD: 1920×1080 = 2073600 pixels ≈ 2,1 MP
• UHD (4K): 3840×2160 = 8294400 pixels ≈ 8,3 MP
• UHD-2 (8K): 7680×4320 = 33177600 pixels ≈ 33,2 MP

Elke camera voldoet tegenwoordig dus aan de eisen voor 4K. Dat geldt niet voor 8K: volgens bovenstaande berekening zou een camera minstens 33 megapixels moeten hebben. Maar zelfs dat is niet genoeg. Dat komt omdat vrijwel alle camera's die ook voor fotografie worden gebruikt een sensor hebben met een beeldverhouding van 3:2 of 4:3, wat betekent dat slechts een deel van de sensor wordt gebruikt voor video's in 16:9-formaat.

Dit resulteert in de volgende minimale resoluties voor 3:2 sensoren:

• 3840×2560 = 9830400 pixels ≈ 10 MP
• 7680×5120 = 39321600 pixels ≈ 39,3 MP

En met 4:3 sensoren:

• 3840×2880 = 11059200 pixels ≈ 11 MP
• 7680×5760 = 44236800 pixels ≈ 44,2 MP

Dit is echter slechts het absolute minimum. Voor optimale scherpte moet de resolutie hoger zijn. Downscalen is namelijk niet mogelijk met de minimale resolutie.

Downscaling - of waarom meer beter is

De resolutie van een camera moet hoger zijn dan de resolutie van de uiteindelijke afbeelding. Dit geldt niet alleen voor video's, maar ook voor het bekijken van foto's op een scherm.

Als je bijvoorbeeld een 8-megapixelcamera hebt, kan die niet dezelfde scherpte produceren als een 8-megapixelafbeelding die je downsampleert vanuit een hogere resolutie.
De reden hiervoor is het RGB-filter. De reden hiervoor ligt in het RGB-filter. De pixels van een fotosensor kunnen maar één kleur rood, groen of blauw tegelijk vastleggen. De andere kleurwaarden moeten worden berekend uit de omliggende pixels. Dit proces heet demosaicing en zorgt voor onscherpte.

Bij het downscalen wordt elke pixel ook opnieuw berekend op basis van de naburige pixels - dit heet interpolatie. Maar omdat de resolutie hoger is, kan er meer informatie worden opgenomen.

De resolutie hoeft niet veel hoger te zijn dan de doelresolutie. Voor video's kan het zelfs een voordeel zijn om het laag te houden. Uitlezen gaat sneller, dus er is minder rolling shutter. Als de sensor 60 keer per seconde wordt uitgelezen en elke keer een beeld wordt herberekend, kunnen grote hoeveelheden gegevens ook leiden tot oververhitting.

Beeldruis: pixelgrootte versus downscaling

Downscaling heeft nog een positief neveneffect: de beeldruis wordt afgevlakt. Dit komt doordat de interpolatie overeenkomt met de kleur en helderheid van de omringende pixels. Ruis is niets meer dan een willekeurige, ongewenste afwijking in kleur en helderheid. Deze wordt uitgevlakt door de resolutie te verlagen.

In tegenstelling tot verscherping is dit effect aanzienlijk sterker bij een hoge resolutie. Bij sensoren met een hoge resolutie verdwijnt een groter deel van de beeldruis bij het downscalen naar dezelfde doelresolutie.

Hoewel, zoals aan het begin vermeld, grote en dus lichtgevoelige pixels minder beeldruis genereren - wat in het voordeel spreekt van een lagere resolutie. Dus welk effect is belangrijker? Produceert een beeld met een hoge resolutie nog minder ruis als beide worden gedownscaled naar UHD?

In de regel niet. Het voordeel van de grotere pixels weegt zwaarder dan de beeldruis. Als voorbeeld zie je hier de Nikon Z6 II met 24,5 MP en de Nikon Z7 II met 45,7 MP bij 25600 ISO. In de directe vergelijking hierboven zie je het originele formaat - hier heeft de Z7 II met hoge resolutie aanzienlijk meer ruis. Als de foto wordt verkleind naar hetzelfde formaat als de Z6 (hieronder), is de ruis nog steeds iets hoger. Maar het beeld is scherper.

Het testscenario komt van dpreview.com - met deze link kun je er direct naar toe en zelf spelen met parameters zoals ISO of andere camera's. Het lijkt op de Canon EOS R5 en R6.

De uitspraak "sensoren met minder resolutie produceren minder ruis" is lang niet altijd waar. De vergelijking gaat alleen op voor sensoren van hetzelfde ontwerp. Zo produceert een oude sensor uit de jaren '80 waarschijnlijk meer ruis dan een huidige sensor met een hogere resolutie, zelfs bij een lagere resolutie. En natuurlijk moeten de sensoren even groot zijn.

Bekijken op het scherm

Een full HD-scherm toont slechts ongeveer 2 megapixels, een 4K-scherm slechts 8 megapixels. Er is een 8K-scherm (33 megapixels) nodig om de resolutie van de huidige camera's weer te geven.

Hier geldt echter hetzelfde: Je kunt alleen optimale scherpte bereiken als je downscale vanuit een groter beeld. Als je dat niet doet, doet de grafische chip het voor je - maar mogelijk minder goed, omdat hij het in realtime moet doen.

Belangrijker is dat je kunt inzoomen op het scherm. Dit is lastig op een tv, maar op alle andere schermen doe je het als vanzelfsprekend. Vooral op touchscreens. En dan zijn er nog duidelijke verschillen tussen een foto met 8 en een met 50 megapixels.

Gedrukte foto's

Op afgedrukte foto's kun je niet inzoomen, dus de resolutie hoeft zelden hoger te zijn dan 10 megapixels. Zelfs voor grote posters is niet oneindig veel resolutie nodig - je bekijkt ze van verder weg, dus de dichtheid van de pixels kan lager zijn. Op een kijkafstand van vijf meter of meer is 20 tot 30 dpi voldoende in plaats van 300 dpi, wat gebruikelijk is in fotoboeken.

Je kunt de opgegeven dpi-waarden gemakkelijk halen, zelfs met 10 megapixels. Natuurlijk is meer beter - voor het geval de poster van dichtbij wordt bekeken. Maar hoge resoluties zijn niet nodig voor afdrukken.

Afbeeldingen bijsnijden

Een groot voordeel van een hogere resolutie: Ik kan een deel van een afbeelding gebruiken en het is nog steeds scherp genoeg. Af en toe lees ik het bezwaar dat ik mijn foto's helemaal niet zou hoeven bijsnijden als ik foto's zou kunnen maken. Maar dat is onzin.

Ik herinner me de shoot in het BMX park. Veel dingen gebeuren zo snel dat het onmogelijk is om over compositie na te denken. Je richt je gewoon op het midden van de foto en hoopt dat het onderwerp helemaal in beeld is. De kans daarop is veel groter als je rondom wat ruimte laat. Een ander voorbeeld zijn vogels.

Een ander voorbeeld zijn vogels in vlucht met onvoorspelbare richtingsveranderingen. Over het algemeen trekken wilde dieren zich niets aan van je compositie. Je moet pakken wat je pakken kunt. Sommige dingen zijn gewoon te ver weg. Met een hoge resolutie kan de foto nog iets worden. Niet met een lage.

Een minder speciaal geval betreft grote gebouwen. Als je die wilt vastleggen zonder een tilt-shift lens om het beeld te vullen, krijg je vallende lijnen. Als je de camera recht houdt, moet je achteraf een groot deel van het beeld uitsnijden.

In andere gevallen moet een afbeelding werken voor verschillende paginaformaten: Als je aan het fotograferen bent, weet je nog niet of het magazine een foto in staand of liggend formaat nodig heeft. In de studio kan het natuurlijk allebei. Maar in de sport is er dat ene moment en moet je beslissen of je het staand of liggend wilt hebben - en dan bijsnijden, wat alleen werkt als er genoeg ruimte om het onderwerp is.

Er zijn kortom talloze gevallen waarin bijsnijden achteraf noodzakelijk is. En dat is waar de reserves in resolutie goud waard zijn.

Gegevensvolumes: Vandaag de dag geen probleem meer

Hoe lager de resolutie, hoe minder gegevens er verwerkt hoeven te worden. Lange tijd konden alleen camera's met relatief weinig pixels hoge continu-opnamesnelheden bereiken, die belangrijk zijn voor sport- en actiefotografie.

Dit begon te veranderen in 2021. Toen verscheen de Sony Alpha 1. Deze camera heeft 50 megapixels en schiet 30 beelden per seconde. Deze camera kostte echter ook 8000 frank of euro. Wie dat niet kon of wilde betalen, moest nog steeds kiezen tussen hoge snelheid en hoge resolutie.

Dit is nu niet meer het geval. De Canon EOS R5 II en de Nikon Z8 kosten aanzienlijk minder dan de Sony Alpha 1 en bieden ook een hoge resolutie in combinatie met een hoge snelheid. Zelfs de Canon EOS R7, die minder dan 1500 frank kost, haalt 30 beelden per seconde. Dit met een resolutie van 33 megapixels.

Het is waar dat professionele sportcamera's nog steeds een lage resolutie hebben. De Canon EOS R1 of de Sony Alpha 9 III hebben ongeveer 24 megapixels. Maar dit zijn gereedschappen voor professionals met zeer specifieke eisen. De Global Shutter van de Sony camera is simpelweg (nog) niet beschikbaar in een hogere resolutie. Het vlaggenschip van Canon voldoet ook aan speciale eisen: Extreem hoge beeldsnelheden, extreme belichtingssituaties. Het doel is om net dat beetje meer uit een bepaald gebied te halen. Als je dat niet per se nodig hebt, maar de camera voor andere dingen wilt gebruiken, ben je beter af met een hogere resolutie.

Hoge resolutie alleen maakt het beeld niet scherper

Het is moeilijker om het volledige potentieel van camera's met zeer hoge resoluties te benutten. Om het beeld echt scherper te maken en meer detail te laten zien, moet aan twee voorwaarden worden voldaan.

Eerst moet de lens scherp genoeg zijn. Sommige lenzen slagen er niet in om 50 of meer megapixels op te lossen. Zelfs niet gestopt. Bij open diafragma en in de hoeken van het beeld is bijna altijd lichte onscherpte zichtbaar.

Nieuwere objectieven zijn echter aangepast aan de hedendaagse resoluties. Je profiteert ook van een hogere resolutie, ook al geeft de lens die niet volledig weer. Want je ziet nog steeds iets meer detail. En laten we eerlijk zijn: in welke situatie precies moet de hoek van het beeld scherp zijn bij open diafragma?

Tweede moet je cameratrilling en bewegingsonscherpte voorkomen: Een hoge resolutie belicht zelfs minuscule onscherpte. Bij een lage resolutie is het tolerantiebereik groter. In het geval van cameratrilling kan het probleem worden gecompenseerd met een betere beeldstabilisator; bij bewegingsonscherpte is de enige optie een kortere belichtingstijd.

Het is echter geen nadeel ten opzichte van een lagere resolutie. Want ook hier geldt dat als je schaalt naar dezelfde doelresolutie, bijvoorbeeld UHD, de onscherpte in beide gevallen even zichtbaar is.

Conclusie: Hoge resolutie in volledig formaat

De voordelen van een hogere resolutie zijn meer flexibiliteit bij de nabewerking en dat de beelden meer detail laten zien. Dit geldt niet alleen voor het 8K-scherm, maar voor elk scherm waarop je inzoomt. 8K-video is überhaupt alleen mogelijk met hoge resoluties van 40 megapixels of meer.

Sensoren met een hoge resolutie hebben het nadeel van een iets lager dynamisch bereik en iets meer beeldruis. Dit laatste wordt gedeeltelijk gecompenseerd door downscaling. Lange tijd zorgde de immense hoeveelheid gegevens ook voor problemen. In 2024 is dit echter geen groot thema meer. Hoge-resolutiecamera's zijn ook snel en duurzaam.

Bij de huidige stand van de techniek geef ik de voorkeur aan 40 of 50 megapixels op volledig formaat boven lage resoluties zoals 24 megapixels. Voor een allround camera wegen de voordelen van de hogere resolutie op tegen de nadelen. Dit kan anders zijn voor speciale toepassingen - sommige professionele sportcamera's zijn hier het bewijs van. Ik ben ook sceptisch over kleinere sensoren zoals het APS-C formaat. Hier lijkt 25 megapixels me nog steeds geschikt.