Optische en digitale zoom zijn twee verschillende dingen
Bij optische zoom verandert de brandpuntsafstand van het objectief. De lenselementen bewegen ten opzichte van elkaar, waardoor je een kleinere beeldhoek krijgt en je onderwerp groter op de sensor wordt afgebeeld.
Stel dat je met een zoomobjectief van 24-70mm fotografeert. Wanneer je van 24 naar 70mm zoomt, wordt je onderwerp daadwerkelijk groter op de sensor geprojecteerd. Je blijft daarbij in principe de volledige sensor gebruiken.
Digitale zoom werkt anders. De camera of telefoon gebruikt een kleiner gedeelte van het beeld en vergroot dit vervolgens. Je kunt het eigenlijk vergelijken met achteraf een uitsnede maken en die uitsnede vervolgens weer schermvullend bekijken.
Het verschil is belangrijk. Optische zoom verandert het beeld dat het objectief op de sensor projecteert. Digitale zoom werkt pas met de beeldinformatie die de sensor heeft geregistreerd.
Digitale zoom is eigenlijk vooral bijsnijden
Stel dat je camera een foto van 6000 bij 4000 pixels maakt. Dat zijn in totaal ongeveer 24 megapixels.
Wanneer je digitaal 2x inzoomt, gebruik je in een eenvoudige crop-situatie nog maar ongeveer de helft van de breedte en de helft van de hoogte.
In plaats van 6000 bij 4000 pixels houd je dan ongeveer 3000 bij 2000 pixels over. Dat zijn nog maar 6 megapixels.
Dit is een belangrijk detail: 2x digitale zoom betekent dus niet dat je simpelweg de helft van je resolutie overhoudt. Omdat zowel de breedte als de hoogte worden gehalveerd, blijft ongeveer een kwart van het oorspronkelijke aantal pixels over.
Je camera of telefoon kan dat kleinere beeld vervolgens weer opschalen naar bijvoorbeeld 24 megapixels. Het bestand heeft dan misschien opnieuw dezelfde afmetingen, maar dat betekent niet dat de oorspronkelijke details zijn teruggekomen.
De ontbrekende pixels moeten namelijk worden berekend op basis van de pixels die nog wel beschikbaar zijn. Nikon beschrijft dit proces bij klassieke digitale zoom als interpolatie en merkt daarbij op dat dit de beeldkwaliteit kan verminderen.
Waarom gaat de kwaliteit achteruit?
Een camerasensor kan alleen details registreren die daadwerkelijk op de gebruikte pixels terechtkomen. Wanneer je digitaal inzoomt, gebruik je minder pixels om hetzelfde uiteindelijke beeld te maken.
Kleine details krijgen daardoor steeds minder beeldpunten tot hun beschikking. Denk aan haren, grassprietjes, veren, letters in de verte of structuren in gebouwen. Bij flinke digitale zoom kunnen deze details langzaam in elkaar overlopen.
Daar komt nog bij dat ruis en kleine foutjes eveneens worden uitvergroot. Een klein beetje ruis dat in de normale foto nauwelijks zichtbaar is, kan na een sterke digitale vergroting een stuk opvallender worden.
Software probeert dat vervolgens vaak te verbergen met ruisonderdrukking en verscherping. Daardoor kan het beeld er uiteindelijk vreemd glad of juist overdreven scherp uitzien.
Hoe verder je digitaal inzoomt, hoe meer software moet reconstrueren of schatten hoe bepaalde details eruit zouden kunnen zien.
Waarom ziet digitale zoom op een moderne telefoon soms toch goed uit?
Bij smartphones is digitale zoom tegenwoordig minder eenvoudig dan alleen een uitsnede maken. Moderne telefoons combineren meerdere technieken om een ingezoomde foto zo goed mogelijk te maken.
Veel smartphones beschikken bijvoorbeeld over meerdere camera's met verschillende brandpuntsafstanden. Je kunt een ultragroothoek-, standaard- en telecamera in hetzelfde toestel hebben. Wanneer je bijvoorbeeld op 3x drukt, kan je telefoon dus daadwerkelijk overschakelen naar een camera met een langere brandpuntsafstand.
Tussen die vaste brandpuntsafstanden gebruikt de telefoon vaak een combinatie van optische en digitale technieken.
Daarnaast kunnen smartphones meerdere foto's vlak achter elkaar maken en informatie uit die beelden combineren. Software kan details vergelijken, beweging corrigeren, ruis verminderen en het uiteindelijke beeld verscherpen.
Daarom wordt soms gesproken over hybride of computationele zoom. Het resultaat kan aanzienlijk beter zijn dan wanneer je simpelweg één foto neemt en daar een klein stukje uit knipt.
Toch kan ook slimme software geen onbeperkt detail creëren. Ga je ver genoeg digitaal inzoomen, dan zal de kwaliteit uiteindelijk afnemen.
2x betekent op een telefoon niet altijd hetzelfde
De zoomknoppen op een smartphone kunnen hierdoor behoorlijk verwarrend zijn.
Heb je bijvoorbeeld een telefoon met een hoofdcamera en een aparte 3x-telecamera, dan betekent 3x meestal dat de telefoon naar die telecamera kan overschakelen. Kies je 2x, dan kan de telefoon een uitsnede van de hoofdcamera gebruiken.
Bij sommige telefoons heeft de hoofdsensor zoveel pixels dat zo'n uitsnede nog steeds voldoende resolutie overhoudt. Apple gebruikt bijvoorbeeld bij recente 48-megapixelhoofdcamera's het centrale deel van de sensor om een 2x-weergave van 12 megapixel te maken. Apple noemt dit 'optische kwaliteit', hoewel het technisch niet hetzelfde is als een aparte 2x-telelens.
Ook omstandigheden spelen mee. De telecamera in een telefoon heeft soms een kleinere sensor of een minder lichtsterk objectief dan de hoofdcamera. In weinig licht kan de software daarom besluiten om niet naar die telecamera over te schakelen, maar digitaal in te zoomen op het beeld van de hoofdcamera.
Je kiest dan bijvoorbeeld 3x, maar je telefoon bepaalt uiteindelijk zelf welke camera en welke beeldinformatie daarvoor worden gebruikt.
Is digitale zoom dan altijd verkeerd?
Nee. Het hangt vooral af van hoeveel je zoomt en waarvoor je de foto nodig hebt.
Een kleine digitale uitsnede kan nauwelijks zichtbaar kwaliteitsverlies opleveren, zeker wanneer je met een hoge resolutie begint. Voor een foto die uiteindelijk alleen op een telefoonscherm of sociale media wordt bekeken, heb je bovendien lang niet altijd alle oorspronkelijke megapixels nodig.
Digitale zoom kan ook handig zijn wanneer je de foto direct met de juiste uitsnede wilt maken. Je ziet tijdens het fotograferen meteen welk gedeelte uiteindelijk in beeld komt en hoeft achteraf niet meer te croppen.
Het probleem ontstaat vooral wanneer je digitale zoom gebruikt omdat je denkt dat je daarmee daadwerkelijk meer detail vastlegt. Bij gewone digitale zoom is dat niet het geval.
Kun je fysiek dichterbij komen, dan is dat vaak beter. Heb je een optische zoom of aparte telecamera beschikbaar, dan kun je die eveneens beter gebruiken wanneer maximale beeldkwaliteit belangrijk is.
Maar soms kun je nu eenmaal niet dichterbij. Dan kan een digitale vergroting nog altijd bruikbaarder zijn dan helemaal geen foto.
Digitale zoom of achteraf uitsnijden?
Als digitale zoom in feite grotendeels neerkomt op croppen, kun je je afvragen waarom je niet gewoon achteraf een uitsnede maakt.
Dat heeft een duidelijk voordeel. Wanneer je zonder digitale zoom fotografeert, bewaar je het volledige beeld. Je kunt later zelf bepalen hoeveel je uitsnijdt en eventueel toch wat extra ruimte rondom je onderwerp behouden.
Bij sterke digitale zoom kan die informatie buiten het gekozen kader al tijdens het opslaan verdwijnen, afhankelijk van camera, telefoon en bestandsformaat.
Aan de andere kant kan digitaal zoomen tijdens het fotograferen helpen om je compositie beter te beoordelen. Je onderwerp staat meteen groter in beeld, waardoor timing en plaatsing makkelijker te zien kunnen zijn.
De belangrijkste les is daarom niet dat je digitale zoom nooit moet gebruiken. Je moet vooral weten wat er gebeurt.
Optische zoom zorgt ervoor dat je onderwerp groter op de sensor wordt afgebeeld. Bij digitale zoom wordt doorgaans een kleiner deel van het geregistreerde beeld gebruikt en vergroot.
Dat kan prima werken, zeker met moderne software en sensoren met veel pixels. Maar iedere keer dat je verder digitaal inzoomt, lever je uiteindelijk beeldinformatie in. Een zoomknop kan het onderwerp dus dichterbij laten lijken, maar hij kan niet onbeperkt details tevoorschijn halen die de sensor nooit heeft vastgelegd.
