画素数だけで画質が決まるわけじゃない

高画素＝高画質、という単純な図式があてはまらないのは、多くのデジカメ解説書で触れています。
まず、撮像素子（CCDやCMOS）の大きさが影響します。小さな撮像素子にたくさんの画素を詰め込んでも、１画素あたりの面積（画素ピッチ、などと呼びます）が小さくなりますから、１画素あたりがうける光の量が確保できません。
１画素をバケツにたとえれば、小さな部屋にたくさんバケツを敷き詰めるには、バケツが小さくなるわけですから、バケツ１つに入る水の量も少なくなり、たくさんの水が入ってくればすぐに溢れ出て隣のバケツの水と混じってしまいます。
デジタル写真では、このバケツにはそれぞれ固有の色や明るさを持った色水（カラー情報）が入るわけですから、溢れ出た色水は隣のバケツの色水と混じって、画像全体はどんどん濁っていくことになります。
濁った暗い点がたくさん集まっても高画質にはならないということは、誰でも理解できますね。
次にレンズの性能です。光が入ってくる入り口（窓）が小さかったり、くもっていたりしたら、その後ろにいくら高性能な撮像素子を置いてもきれいな画像は記録できません。
画質を決定する要素として、撮像素子面積とレンズ性能は決定的なものですが、どちらも性能を上げるにはコストがかかります。
各カメラメーカーは、この部分のコストを抑えて、電子回路の部分でなんとかきれいな画像にまとめあげる努力をしているわけです。レンズや撮像素子のコストは物理的に考えて低価格化できないのに対して、電子回路部分は技術革新でどんどん進歩しますし、安くできるからです。
下の画像は、うちにあるいくつかのデジカメで庭を撮ったものです。WEB用に、横幅400ピクセルにリサイズしていますが、色などはいじっていません。

解像度の違いよりも、色味の違いがはっきりしていますね。これは色の味付けが違うというよりも、色や明るさの「階調」の差があるからです。
ディスプレイ上で見るよりも、印刷してみれば、クオリティの差はさらに歴然とします。
ディスプレイ上ではその差がよく分からないので、葉っぱ１枚をトリミングして抽出したものを並べてみました。

同じ1280×980の解像度ですが、これだけ違います。この差は主に、レンズの性能と撮像素子の大きさから生まれています。
撮像素子が小さいと、１画素あたりの受容光量が減るので、いわゆる「白飛び」「黒つぶれ」が多くなります。ちょっと光が強いとすぐにオーバーフローして真っ白に飛んでしまうため、全体に階調が大雑把な画像になるわけです。そういう状況では、いくら画素数が多く（解像度が高く）ても意味がありません。むしろ、撮像素子面積に合わせて画素数を減らしたほうが、理論的にはきれいな写真になるはずです。

こちらの比較では、2000年に発売されたC2040ZOOMの健闘ぶりが光ります。F1.8という明るいレンズのおかげで、シャッター速度も1/200秒が確保できています。暗い場所での撮影では、このシャッター速度の差がさらにものをいいます。
C2040は６年も前のカメラなので、日進月歩の電子回路部分の進化から見れば過去の遺物ですが、レンズというカメラにとって最も基本的な性能部分をケチらなかったため、室内での静物写真撮影などでは、今なお、現役の中級デジカメに匹敵する画質の写真が撮れます。
ちなみにこのカメラは200万画素（最高解像度1600×1200）ですが、私はこのカメラを使っていたとき、画素数のことで不満を覚えたことはありません。
このカメラのレンズユニットをそのまま使い、画素数を500万画素以下に抑えて、今の技術レベルで作り直せば、すばらしいカメラになることでしょう。しかし、どのカメラメーカーもそういうことをしません。小さな撮像素子にたくさんの画素を詰め込み、高画素を謳い、その一方でコストダウンのためにレンズの明るさを犠牲にしたニューモデルを発表し続けています。