Zašto je utrka za megapikselima u pametnim telefonima apsurdna
Uređaji / / January 06, 2021
Kako radi kamera pametnog telefona
Kamera je složena stvar: ona integrira senzor, optički sustav, kontroler i druge pomoćne komponente, kao i softver za obradu fotografija i video zapisa. Razmotrimo svaki element detaljnije.
Matrica
Matrica je pravokutni mikrovez, koji se sastoji od elemenata osjetljivih na svjetlost - piksela. Svaki piksel sadrži tri subpiksela. Jedan podpiksel emitira samo valove određene duljine: za crvenu, zelenu ili plavu (crvena, zelena, plava). Ovaj model boje naziva se RGB.
Također, matrica može biti jednobojna, bez filtara u boji. Tri puta više fotona padne na svaki njegov piksel. Rezultat su oštrije crno-bijele fotografije. Takve se matrice mogu koristiti za poboljšanje slike u boji s drugog modula kamere.
Jedna od glavnih karakteristika matrice je razlučivost. Odražava koliko piksela stane na njega.
Leće
Sićušna leća pametnog telefona gotovo je nakit. Rijetki sustav uključuje 4-5 elemenata - obično ih ima 7-8 i više.
Pametni telefoni s više kamera imat će vlastiti objektiv nasuprot svake matrice. Svatko od njih rješava svoj problem:
- Teleobjektiv (telefoto) je potreban za snimanje iz velike daljine.
- Široki kut (shirik) pomoći će smjestiti više objekata u kadar - ovo je korisno za grupne fotografije i fotografije arhitekture.
- Univerzalni leća će vam omogućiti da umjereno dobro fotografirate bilo koji objekt: od portreta do pejzaža.
- Varifokalna leća (zumiranje) može približiti objekt.
Leće za leće pametnih telefona izrađene su od stakla ili posebnih polimera. Ako je njihova prozirnost daleko od idealne i elementi nisu pravilno postavljeni, ne očekujte dobre fotografije. Čak i ako se leća pomiče za nekoliko mikrona, optički sustav će se fokusirati.
Dijafragma
Dijafragma je rupa kroz koju svjetlost ulazi u kameru. Određuje koliko svjetla senzor može primiti. Vrijednost otvora blende daje se u formatu f / 1.7.
Sustav stabilizacije
Stabilizacija kompenzira zamućenje od podrhtavanja fotoaparata, primjerice kod ručnog snimanja, a ne korištenja stativa. Može biti dvije vrste:
- Optički. Iskren elektro-mehanički sustav koji fizički drži kameru u jednom položaju (barem pokušava). Daje vam oštrije fotografije s minimalnim šumom i omogućuje vam gotovo bez softverske obrade.
- Elektronički. To su softverski algoritmi. Kamera se i dalje trese, ali analizom nekoliko okvira stvara se manje-više pristojan rezultat.
Sustav autofokusa
Sam autofokus određuje udaljenost do objekta i u skladu s tim podešava parametre optike fotoaparata. Suvremeni pametni telefoni koriste tri vrste sustava:
- Faza. Posebni senzori sakupljaju svjetlosne zrake na različitim točkama u kadru. Zatim se svjetlost podijeli u dvije struje i pošalje na svjetlosni senzor kako bi se odredila udaljenost do objekta. Prednosti: visoka preciznost i brzina rada. Mane: visoka cijena, složenost dizajna i njegovih postavki.
- Kontrastna. Analizira se kontrast scene. Premještanjem leća fotoaparat pokušava maksimizirati kontrast objekta u odnosu na pozadinu. Prednosti: kompaktna veličina i niska cijena. Mane: Sustav je sporiji i nije prikladan za dinamične scene.
- Hibrid. Kombinira fazno i kontrastno fokusiranje za postizanje najboljih rezultata.
Softver
Softver se također može smatrati dijelom fotoaparata jer je izravno uključen u dobivanje rezultata snimanja. Danas vam niti jedan pametni telefon ne daje okvire kakve jesu, bez softverske obrade. Sofisticirani algoritmi, koji često koriste golemu bazu podataka ili tehnologiju umjetne inteligencije, uređuju svaki kadar da bi vas "učinili lijepima".
Sirove slike neće biti dovoljno svijetle ili jasne. Softver uklanja prekomjernu izloženost, izvlači tamna područja, poboljšava boje i povećava oštrinu. I sve to radi automatski i vrlo brzo.
No, novčić ima i lošu stranu. Agresivno smanjenje šuma može učiniti da fotografija snimljena u sumrak izgleda zrnasto - kao da se sastoji od mnogo malih mjesta. To pogoršava detalje i boje čini neprirodnima.
Na što utječe broj piksela?
Detaljne karakteristike pametnog telefona obično ukazuju na fizičku veličinu matrice fotoaparata - otprilike 1 / 2,6 ″. Na web mjestu proizvođača podatke o veličini piksela možete pronaći u matrici. Ovaj parametar utječe na broj točaka u okviru. Što je veća razlučivost, to se detalji bolje reproduciraju.
Ali ako su pikseli mali, svaki od njih prima malo svjetla i ne može točno odrediti boju točke na stvarnoj slici. Kao rezultat, na fotografiji se pojavljuje šum.
Buka su točke slučajne boje i svjetline raspršene po cijelom kadru. Što je lošije osvjetljenje i što je kvaliteta matrice fotoaparata niža, to će na fotografiji biti više šuma.
Njegov broj u okviru proporcionalan je veličini piksela ili kvadratu dijagonale matrice. Ako usporedimo dvije matrice s točkama od 1,55 µm i 1,1 µm, tada će okvir s prvom imati pola šuma.
Važan je i dinamički raspon matrice - njezina sposobnost hvatanja čitavog spektra boja i svjetline okolnog svijeta. Oni jeftini imaju mali domet, a fotografije su izblijedjele, mutne.
Zašto proizvođači pametnih telefona ganjaju piksele
Jer kupci uvijek žele najviše. Čak i ako u automobilu za 300 konja morate stajati u gužvi ili igrati pasijans na hladnom igračkom računalu.
Koji biste pametni telefon kupili po istoj cijeni: s kamerom od 12MP ili onom od 48MP? Odabirom drugog, za isti novac dobivate četiri puta više megapiksela. Ali vaše se fotografije neće učetverostručiti.
Senzor s puno malih piksela jeftiniji je od senzora s velikim pikselima i bolje će se prodavati.
Velike matrice zauzimaju više prostora unutar pametnog telefona. Optički sustav za njih također bi trebao biti veći. Sukladno tome, bit će manje mjesta za preostale dijelove tijela. Pametni telefon postat će deblji ili će kamera stršiti. Morat će biti zaštićen kaljenim ili safirnim staklom. A ovo je također novac.
Teško je prodati debeli, skupi pametni telefon. Lakše je naručiti matrice s velikim brojem malih piksela i provesti glasnu marketinšku kampanju: na fotografiji s kamere dodaju automatski pečat "snimljen supermegaflagmanom s 48 megapiksela" tako da svi znaju da je netko kupio novi pametni telefon. A ljubitelji i profesionalci neka koriste DSLR-ove.
Iako je, primjerice, Nokia riskirala i dobila legendarne pametne telefone Lumia 1020 s kamerama od 41 megapiksela. A ovo je 2013. godina!
Što određuje kvalitetu fotografije u stvarnosti
Veličina matrice i piksela
Ako uzmete dvije matrice iste razlučivosti, fotografije veće kvalitete potencijalno će se dobiti s većom od njih. Tamo su pikseli veći, što znači da na svaki padne više fotona prilikom snimanja. Kao rezultat, subpikseli mogu točnije odrediti boju određene točke.
Čini se da ako su u jednoj matrici pikseli veličine 1,4 mikrona, a u drugoj 1,2 mikrona, oni su praktički isti. No, 17% je opipljiva razlika koja će se definitivno pokazati u kvaliteti fotografija i videozapisa, pogotovo ako snimate pri slabom osvjetljenju.
Druga važna točka je udaljenost između susjednih piksela. U malim matricama proizvođači iskreno štede na tome. U većim vam mogu omogućiti kvalitativno odvajanje susjednih piksela tako da ne utječu jedni na druge.
Tehnologija proizvodnje
Nove metode omogućuju preciznije određivanje intenziteta svjetlosnog toka iz manjeg broja fotona i znači osigurati nisku razinu šuma i dobru reprodukciju boja, čak i ako snimate u sumrak bez bljesak.
Ali trebate čitati i analizirati. Primjerice, pametni telefon HTC One (M7) ponudio je UltraPixel tehnologiju. Proizvođač je obećao ozbiljan porast kvalitete fotografija i videozapisa.
U stvari, pokazalo se da su UltraPixels samo veći od 2 mikrona piksela. Može li se to smatrati novom tehnologijom? Malo vjerojatno. Za usporedbu: Google Pixel, koji je HTC također sastavio i koji se svojedobno smatrao jednim od najboljih telefona s kamerom na tržištu, imao je matricu s pikselima od 1,55 mikrona. Veličina kamere nije povećana kako se ne bi povećala debljina pametnog telefona. Razlučivost matrice od 5 megapiksela bila je mala čak i za 2014. godinu. Kao rezultat, nije bilo redova za HTC One (M7).
Sljedeći su primjer tehnologije poput Super Pixela ili Quad Pixela. Četiri susjedna piksela velike matrice kombiniraju se kako bi se dobila fotografija niže razlučivosti, ali bolje kvalitete. Rješenje je isključivo softversko. Ako je matrica tako-tako, učinkovitost će biti niska.
Stabilizacija
Optička stabilizacija je uvijek bolja od digitalne. Algoritmi naknadne obrade i dalje će se primjenjivati na okvir, a bolje je ako je u početku oštar.
Zum
Da bi se približio subjektu u kadru, optički zum pomiče leće i na kvalitetu fotografije to praktički ne utječe. Digitalni zum proteže dio slike kako bi ispunio cijeli kadar. Ova je funkcija dostupna u bilo kojem uređivač slikačesto čak i u standardnoj aplikaciji za kameru. Stoga nema smisla plaćati digitalni zum.
Sustav autofokusa
Contrast AF je jeftin sustav za osrednje kamere. Automatsko fokusiranje otkrivanja faze prikladno je ako snimate djecu koja trče brzo, mačke ili sportaše. Ali idealna opcija je hibridni sustav koji kombinira prednosti automatskog fokusiranja detekcije faze i detekcije kontrasta.
Dijafragma
Budući da se pametni telefon koristi za snimanje u raznim situacijama, koristit će fotoaparat s većim otvorom blende: f / 1.7 je bolji od f / 2.0. Što je veća vrijednost (ili manji broj nakon kose crte), otvor blende leće je veći i učinkovitiji će raditi u sumrak ili u zatvorenom.
Naziv robne marke
Da, to nije samo alat za oglašavanje. Događa se da je ista matrica instalirana u kineskom pametnom telefonu i perjanici A-marke. Ali izlazni snimci su vrlo različiti.
Ako proizvođač ne ulaže trud i novac u razvoj komponenata, tehnologija i softvera, ne biste trebali očekivati lijepe, jasne okvire. Ako uštedi na svemu, na primjer, stavi jeftine leće s lošom prozirnošću, to će utjecati na rezultat.
Što pamtiti
- Deseci megapiksela prvenstveno su marketing. Kvaliteta fotografija i videozapisa ne ovisi izravno o njima.
- Čak je 5 ili 8 megapiksela dovoljno za ispis kvalitetne slike na pejzažnom listu. Rezolucija 4K zaslona naprednog televizora iznosi oko 8-9 megapiksela. Full HD - samo 2 megapiksela.
- Veći pikseli sakupljaju više svjetla. Rezultat je svjež, dobro detaljni okvir s prirodnim bojama i bez buke.
- Ako se ne želite zamarati teorijom, idite na praksu. Usporedni pregledi pametnih telefona i fotografija s fotoaparata (u punoj veličini i obrezani - izrezani i povećani fragmenti) omogućit će razumijevanje stvarnog stanja stvari.
Pročitajte također📸
- Kako fotografirati mačke: 19 profesionalnih savjeta
- Kako napraviti dobru fotografiju: 6 osnovnih principa
- 5 razloga zašto je snimanje pametnim telefonom bolje od običnog fotoaparata