Зашто је трка за мегапикселима у паметним телефонима апсурдна
Уређаји / / January 06, 2021
Како ради камера паметног телефона
Камера је сложена ствар: она интегрише сензор, оптички систем, контролер и друге помоћне компоненте, као и софтвер за обраду фотографија и видео записа. Размотримо сваки елемент детаљније.
Матрик
Матрица је правоугаона микровезница која се састоји од елемената осетљивих на светлост - пиксела. Сваки пиксел садржи три подпиксела. Један подпиксел преноси само таласе одређене дужине: за црвену, зелену или плаву (црвена, зелена, плава). Овај модел боје назива се РГБ.
Такође, матрица може бити једнобојна, без филтера у боји. Три пута више фотона падне на сваки од његових пиксела. Резултат су оштрије црно-беле фотографије. Такве матрице се могу користити за побољшање слике у боји са другог модула камере.
Једна од главних карактеристика матрице је резолуција. Одражава колико пиксела стане на њега.
Објектив
Сићушна лећа паметног телефона готово је накит. Ретки систем укључује 4-5 елемената - обично их има 7-8 и више.
У паметним телефонима са више камера, свака матрица ће имати свој објектив. Свака од њих решава свој проблем:
- Телеобјектив (телефото) је потребан за снимање са велике даљине.
- Широкоугаони (схирик) ће вам помоћи да уклопите више објеката у кадар - ово је корисно за групне фотографије и архитектуру снимања.
- универзалан сочиво ће вам омогућити да умерено добро снимате било који објекат: од портрета до пејзажа.
- Варифокална сочива (зум) може приближити предмет.
Сочива за сочива паметних телефона израђена су од стакла или специјалних полимера. Ако је њихова транспарентност далеко од идеалне и елементи нису добро уклопљени, не очекујте добре фотографије. Чак и ако се сочиво помери за неколико микрона, оптички систем ће се фокусирати.
Дијафрагма
Дијафрагма је рупа кроз коју светлосни ток улази у камеру. Одређује колико светлости сензор може да прими. Вредност отвора бленде даје се у формату ф / 1.7.
Стабилизациони систем
Стабилизација компензује замућење од подрхтавања фотоапарата, на пример када снимате из руке, уместо да користите статив. Може бити две врсте:
- Оптички. Искрен електро-механички систем који физички држи камеру у једном положају (бар покушава). Даје оштрије фотографије са минималним шумом и омогућава вам готово без софтверске обраде.
- Електронски. То су софтверски алгоритми. Камера се и даље тресе, али анализом неколико кадрова ствара се мање-више пристојан резултат.
Систем аутофокуса
Сам аутофокус одређује удаљеност до објекта и у складу с тим подешава параметре оптике фотоапарата. Савремени паметни телефони користе три врсте система:
- Фаза. Специјални сензори сакупљају светлосне зраке у различитим тачкама оквира. Светлост се затим дели на два тока и шаље се светлосном сензору да би се одредила удаљеност до објекта. Предности: висока прецизност и брзина рада. Мане: висока цена, сложеност дизајна и његових подешавања.
- Контрастно. Анализира се контраст сцене. Премештањем сочива, фотоапарат покушава да максимизира контраст објекта у односу на позадину. Предности: компактна величина и ниска цена. Мане: Систем је спорији и није погодан за акционе сцене.
- Хибрид. Комбинује фазно и контрастно фокусирање за постизање најбољих резултата.
Софтвер
Софтвер се такође може сматрати делом камере, јер је директно укључен у добијање резултата снимања. Данас вам ниједан паметни телефон не даје оквире какве јесу, без софтверске обраде. Софистицирани алгоритми, који често користе огромну базу података или технологију вештачке интелигенције, уређују сваки кадар да би вас „учинили лепим“.
Необрађене слике неће бити довољно светле или јасне. Софтвер уклања прекомерну изложеност, извлачи тамне површине, побољшава боје и повећава оштрину. И све то ради аутоматски и врло брзо.
Али новчић има и недостатак. Агресивно смањење шума може учинити да фотографија снимљена у сумрак изгледа зрнаста - као да садржи много малих тачака. Ово погоршава детаље и чини боје неприродним.
На шта утиче број пиксела?
Детаљне спецификације паметног телефона обично указују на физичку величину матрице камере - отприлике 1 / 2,6 ″. На веб локацији произвођача можете пронаћи податке о величини пиксела у матрици. Овај параметар утиче на број бодова у оквиру. Што је већа резолуција, то се детаљи боље репродукују.
Али ако су пиксели мали, сваки од њих прима мало светлости и не може тачно да одреди боју тачке на стварној слици. Као резултат, на фотографији се појављује шум.
Бука су тачке случајне боје и осветљености расуте по целом кадру. Што је лошије осветљење и нижи је квалитет матрице камере, то ће на фотографији бити више шума.
Његов број у оквиру је пропорционалан величини пиксела или квадрату дијагонале матрице. Ако упоредимо две матрице са тачкама 1,55 µм и 1,1 µм, тада ће оквир са првом имати половину шума.
Важан је и динамички опсег матрице - њена способност да ухвати читав спектар боја и осветљеност околног света. Јефтине имају мали домет, а фотографије су избледеле, мутне.
Зашто произвођачи паметних телефона јуре пикселе
Јер купци увек желе највише. Чак и ако у аутомобилу за 300 коња морате да стојите у гужви или играте пасијанс на хладном рачунару за игре.
Који бисте паметни телефон купили по истој цени: камером од 12МП или оном од 48МП? Одабиром другог добијате четири пута више мегапиксела за исти новац. Али ваше фотографије се неће учетворостручити.
Сензор са пуно малих пиксела је јефтинији од сензора са великим пикселима и боље ће се продавати.
Велике матрице заузимају више простора унутар паметног телефона. Оптички систем за њих такође треба да буде већи. Сходно томе, биће мање простора за преостале делове у телу. Паметни телефон ће постати дебљи или ће камера стршити. Морат ће бити заштићен каљеним или сафирним стаклом. А ово је такође новац.
Продаја дебелог, скупог паметног телефона је тешко. Лакше је наручити матрице са великим бројем малих пиксела и водити гласну маркетиншку кампању: на фотографији са камере додају аутоматски печат „снимљен супермегафлагманом од 48 мегапиксела“ тако да сви знају да је неко купио нови паметни телефон. А љубитељи и професионалци нека користе ДСЛР фотоапарате.
Иако је Нокиа, на пример, ризиковала и добила легендарне паметне телефоне Лумиа 1020 са камерама од 41 мегапиксела. А ово је 2013. година!
Шта одређује квалитет фотографије у стварности
Величина матрице и пиксела
Ако узмете две матрице исте резолуције, тада ће се слика веће квалитете потенцијално добити са већом од њих. Тамо су пиксели већи, што значи да више фотона падне на сваки приликом снимања. Као резултат, субпиксели могу тачније одредити боју одређене тачке.
Чини се да ако су у једној матрици пиксели величине 1,4 микрона, а у другој 1,2 микрона, они су практично исти. Али 17% је опипљива разлика која ће се дефинитивно показати у квалитету фотографија и видео записа, посебно ако снимате при слабом осветљењу.
Друга важна тачка је растојање између суседних пиксела. У малим матрицама произвођачи искрено штеде на томе. У већим вам могу омогућити да квалитативно одвојите суседне пикселе тако да не утичу једни на друге.
Производна технологија
Нове методе омогућавају тачније одређивање интензитета светлосног флукса из мањег броја фотона и значи да се обезбеђује низак ниво шума и добра репродукција боја, чак и ако се у сумрак пуца без блиц.
Али треба читати и анализирати. На пример, паметни телефон ХТЦ Оне (М7) понудио је УлтраПикел технологију. Произвођач је обећао озбиљно повећање квалитета фотографија и видео записа.
У ствари, испоставило се да су УлтраПикелс били само већи од 2 микрона пиксела. Да ли се ово може сматрати новом технологијом? Мало вероватно. Поређења ради: Гоогле Пикел, који је ХТЦ такође саставио и који је својевремено сматран једним од најбољих телефона са камером на тржишту, имао је матрицу са пикселима од 1,55 микрона. Величина камере није повећана како се не би повећала дебљина паметног телефона. Резолуција матрице од 5 мегапиксела била је мала чак и за 2014. годину. Као резултат, није било редова за ХТЦ Оне (М7).
Други пример су технологије попут Супер Пикел или Куад Пикел. Четири суседна пиксела велике матрице комбинују се да би се добила фотографија ниже резолуције, али бољег квалитета. Решење је чисто софтверско. Ако је матрица тако-тако, ефикасност ће бити мала.
Стабилизација
Оптичка стабилизација је увек боља од дигиталне. Алгоритми накнадне обраде и даље ће се примењивати на кадар и боље је ако је у почетку оштар.
Зоом
Да би се приближио субјекту у кадру, оптички зум помера сочива, а на квалитет фотографије практично не утиче. Дигитални зум протеже део слике да би испунио цео кадар. Ова функција је доступна у било ком уређивач фотографијачесто чак и у стандардној апликацији за камеру. Због тога нема смисла плаћати дигитални зум.
Систем аутофокуса
Цонтраст АФ је јефтин систем за осредње камере. Аутофокус за откривање фазе је погодан ако снимате децу која трче брзо, мачке или спортисте. Али идеална опција је хибридни систем који комбинује предности аутоматског фокусирања детекције фазе и детекције контраста.
Дијафрагма
Будући да се паметни телефон користи за снимање у најразличитијим ситуацијама, користит ће фотоапарат са већим отвором бленде: ф / 1.7 је бољи од ф / 2.0. Што је већа вредност (или мањи број након косе црте), отвор бленде сочива је већи и ефикаснији ће радити у сумрак или у затвореном.
Марка
Да, то није само алат за оглашавање. Дешава се да је иста матрица инсталирана у кинеском паметном телефону и перјаници бренда А. Али излазни снимци су веома различити.
Ако произвођач не улаже труд и новац у развој компонената, технологија и софтвера, не треба очекивати лепе, јасне оквире. Ако уштеди на свему, на пример, стави јефтине сочива са лошом прозирношћу, то ће утицати на резултат.
Шта памтити
- Десетине мегапиксела су првенствено маркетинг. Квалитет фотографија и видео записа не зависи директно од њих.
- Чак је и 5 или 8 мегапиксела довољно за испис квалитетне слике на пејзажном листу. Резолуција 4К екрана напредног телевизора је око 8-9 мегапиксела. Фулл ХД - само 2 мегапиксела.
- Већи пиксели сакупљају више светлости. Резултат је оштар, добро детаљни оквир са природним бојама и без буке.
- Ако не желите да се замарате теоријом, идите на праксу. Упоредни прегледи паметних телефона и фотографија са фотоапарата (у пуној величини и обрезани - изрезани и увећани фрагменти) омогућиће разумевање стварног стања ствари.
Прочитајте такође📸
- Како фотографирати мачке: 19 професионалних савета
- Како направити добру фотографију: 6 основних принципа
- 5 разлога зашто је снимање паметним телефоном боље од обичног фотоапарата