Kodėl lenktynės dėl megapikselių išmaniuosiuose telefonuose yra absurdiškos
Prietaisai / / January 06, 2021
Kaip veikia išmaniojo telefono kamera
Fotoaparatas yra sudėtingas dalykas: jame yra jutiklis, optinė sistema, valdiklis ir kiti pagalbiniai komponentai, taip pat programinė įranga, skirta nuotraukų ir vaizdo apdorojimui. Apsvarstykime kiekvieną elementą išsamiau.
Matrica
Matrica yra stačiakampio formos mikroschema, susidedanti iš šviesai jautrių elementų - pikselių. Kiekviename pikselyje yra trys pikseliai. Vienas pikselis perduoda tik tam tikrus bangos ilgius: raudonai, žaliai arba mėlynai (raudona, žalia, mėlyna). Šis spalvų modelis vadinamas RGB.
Be to, matrica gali būti vienspalvė, be spalvų filtrų. Tris kartus daugiau fotonų patenka ant kiekvieno jo taško. Todėl juodos ir baltos nuotraukos yra ryškesnės. Tokios matricos gali būti naudojamos norint pagerinti spalvotą vaizdą iš kito fotoaparato modulio.
Viena iš pagrindinių matricos savybių yra skiriamoji geba. Tai atspindi, kiek pikselių jame telpa.
Objektyvas
Mažas išmaniojo telefono objektyvas yra beveik papuošalas. Reta sistema apima 4–5 elementus - paprastai jų yra 7–8 ir daugiau.
Išmaniuosiuose telefonuose su keliomis kameromis kiekviena matrica turės savo objektyvą. Kiekvienas iš jų išsprendžia savo problemą:
- Teleobjektyvas (teleobjektyvas) reikalingas fotografuojant iš toli.
- Platus kampas (shirik) padės į kadrą sutalpinti daugiau objektų - tai naudinga grupinėms nuotraukoms ir fotografijai architektūroje.
- Universalus objektyvas leis vidutiniškai gerai fotografuoti bet kurį objektą: nuo portreto iki peizažo.
- Varifokalinis lęšis (priartinimas) gali suartinti objektą.
Išmaniųjų telefonų lęšių lęšiai yra pagaminti iš stiklo arba specialių polimerų. Jei jų skaidrumas toli gražu nėra idealus ir elementai nėra tinkamai pritaikyti, nesitikėkite gerų nuotraukų. Net jei objektyvas pajudins kelis mikronus, optinė sistema sufokusuos.
Diafragma
Diafragma yra skylė, per kurią šviesa patenka į kamerą. Tai nustato, kiek jutiklis gali priimti šviesos. Diafragmos vertė pateikiama f / 1.7 formatu.
Stabilizavimo sistema
Stabilizavimas kompensuoja neryškumą dėl fotoaparato drebėjimo, pavyzdžiui, fotografuojant rankoje, o ne naudojant trikojį. Tai gali būti dviejų tipų:
- Optinis. Sąžininga elektromechaninė sistema, fiziškai išlaikanti kamerą vienoje padėtyje (bent jau bando). Tai suteikia jums aiškesnes nuotraukas su minimaliu triukšmu ir leidžia tai padaryti beveik be programinės įrangos apdorojimo.
- Elektroninis. Tai yra programinės įrangos algoritmai. Kamera vis dar dreba, tačiau išanalizavus kelis kadrus, gaunamas daugmaž padorus rezultatas.
Automatinio fokusavimo sistema
Pats automatinis fokusavimas nustato atstumą iki objekto ir atitinkamai koreguoja fotoaparato optikos parametrus. Šiuolaikiniuose išmaniuosiuose telefonuose naudojamos trijų tipų sistemos:
- Fazė. Specialūs jutikliai renka šviesos spindulius skirtinguose kadro taškuose. Tada šviesa padalijama į du srautus ir siunčiama į šviesos jutiklį, kad būtų galima nustatyti atstumą iki objekto. Privalumai: didelis tikslumas ir darbo greitis. Trūkumai: didelė kaina, dizaino ir jo nustatymų sudėtingumas.
- Kontrastingas. Analizuojamas scenos kontrastas. Judindama objektyvus, kamera bando maksimaliai padidinti objekto kontrastą fone. Privalumai: kompaktiškas dydis ir maža kaina. Trūkumai: sistema yra lėtesnė ir nėra gerai pritaikyta dinamiškoms scenoms.
- Hibridas. Kad gautumėte geriausius rezultatus, derinamas fazių ir kontrasto fokusavimas.
Programinė įranga
Programinė įranga taip pat gali būti laikoma fotoaparato dalimi, nes ji tiesiogiai dalyvauja gaunant fotografavimo rezultatą. Šiandien ne vienas išmanusis telefonas suteikia jums rėmus tokius, kokie yra, be programinės įrangos apdorojimo. Patobulinti algoritmai, dažnai naudojantys didžiulę duomenų bazę ar dirbtinio intelekto technologijas, kiekvieną kadrą redaguoja taip, kad būtų „gražus“.
Neapdoroti vaizdai nebus pakankamai ryškūs ar aiškūs. Programinė įranga pašalina per didelę ekspoziciją, atkreipia tamsias sritis, pagerina spalvas ir padidina ryškumą. Visa tai daro automatiškai ir labai greitai.
Tačiau yra ir monetos minusas. Dėl agresyvaus triukšmo mažinimo sutemus užfiksuota nuotrauka gali atrodyti grūdėta - tarsi joje būtų daug mažų dėmių. Tai sumenkina detales ir daro spalvas nenatūralias.
Ką paveikia pikselių skaičius?
Išsamios išmaniojo telefono charakteristikos paprastai nurodo fizinį fotoaparato matricos dydį - maždaug 1 / 2,6 ″. Gamintojo svetainėje matricoje galite rasti duomenų apie pikselių dydį. Šis parametras veikia taškų skaičių kadre. Kuo didesnė skiriamoji geba, tuo geriau atkuriamos detalės.
Bet jei pikseliai yra maži, kiekvienas iš jų gauna mažai šviesos ir negali tiksliai nustatyti tikrojo vaizdo taško spalvos. Todėl nuotraukoje atsiranda triukšmas.
Triukšmas yra išsklaidyti atsitiktinių spalvų ir ryškumo taškai. Kuo blogesnis apšvietimas ir prastesnė fotoaparato matricos kokybė, tuo daugiau triukšmo bus nuotraukoje.
Jo skaičius kadre yra proporcingas pikselių dydžiui arba matricos įstrižainės kvadratui. Jei palyginsime dvi matricas, kurių taškai yra 1,55 µm ir 1,1 µm, tada rėmelis su pirmuoju turės pusę triukšmo.
Svarbus ir dinaminis matricos diapazonas - jos gebėjimas užfiksuoti visą supančio pasaulio spalvų spektrą ir ryškumą. Pigių asortimentas yra nedidelis, o nuotraukos išblukusios, drumstos.
Kodėl išmaniųjų telefonų gamintojai vaikosi pikselių
Nes pirkėjai visada nori labiausiai. Net jei automobilyje už 300 arklių turite stovėti kamštyje arba žaisti pasjansą šauniu žaidimų kompiuteriu.
Kurį išmanųjį telefoną pirktumėte už tą pačią kainą: su 12MP fotoaparatu ar 48MP fotoaparatu? Pasirinkę antrąją, už tuos pačius pinigus gausite keturis kartus daugiau megapikselių. Bet jūsų nuotraukos nebus keturgubos.
Jutiklis su daugybe mažų pikselių yra pigesnis nei jutiklis su dideliais pikseliais ir bus parduodamas geriau.
Didelės matricos užima daugiau vietos išmaniojo telefono viduje. Jiems skirta optinė sistema taip pat turėtų būti didesnė. Atitinkamai, likusiose kūno dalyse bus mažiau vietos. Išmanusis telefonas taps storesnis arba kamera iškiš. Jis turės būti apsaugotas grūdintu ar safyro stiklu. Ir tai taip pat yra pinigai.
Parduoti riebų, brangų išmanųjį telefoną yra sunku. Lengviau užsisakyti matricas su dideliu mažų taškų skaičiumi ir surengti garsią rinkodaros kampaniją: nuotraukoje su kameros prideda automatinį antspaudą „nufotografuotas supermegaflagmanu su 48 megapikselių“, kad visi žinotų, jog kažkas nusipirko naują išmanusis telefonas. Leiskite gerbėjams ir profesionalams naudotis DSLR.
Nors, pavyzdžiui, „Nokia“ rizikavo ir įsigijo legendinius išmaniuosius telefonus „Lumia 1020“ su 41 megapikselių kameromis. Ir tai 2013 m.!
Kas lemia nuotraukos kokybę tikrovėje
Matrica ir pikselių dydis
Jei padarysite dvi tos pačios raiškos matricas, geresnės kokybės nuotraukos potencialiai bus gautos su didesne iš jų. Ten pikseliai yra didesni, o tai reiškia, kad fotografuojant ant kiekvieno krenta daugiau fotonų. Todėl subpikseliai gali tiksliau nustatyti konkretaus taško spalvą.
Atrodytų, jei vienoje matricoje pikseliai yra 1,4 mikrono dydžio, o kitoje - 1,2 mikrono, jie yra praktiškai vienodi. Bet 17% yra apčiuopiamas skirtumas, kuris tikrai pasireikš nuotraukų ir vaizdo įrašų kokybėje, ypač jei fotografuosite esant silpnam apšvietimui.
Kitas svarbus momentas yra atstumas tarp gretimų taškų. Mažose matricose gamintojai atvirai tai taupo. Didesniuose jie gali leisti kokybiškai atskirti kaimyninius taškus, kad jie neveiktų vienas kito.
Gamybos technologija
Nauji metodai leidžia tiksliau nustatyti šviesos srauto intensyvumą iš mažesnio fotonų skaičiaus ir reiškia užtikrinti mažą triukšmą ir gerą spalvų atkūrimą, net jei fotografuojate sutemus be blykstė.
Bet reikia skaityti ir analizuoti. Pavyzdžiui, „HTC One“ (M7) išmanusis telefonas pasiūlė „UltraPixel“ technologiją. Gamintojas pažadėjo rimtai pagerinti nuotraukų ir vaizdo įrašų kokybę.
Iš tikrųjų pasirodė, kad „UltraPixels“ yra tik didesni 2 mikronų pikseliai. Ar tai galima laikyti nauja technologija? Mažai tikėtina. Palyginimui: „Google Pixel“, kurį taip pat surinko „HTC“ ir kuris vienu metu buvo laikomas vienu geriausių kamerinių telefonų rinkoje, matrica buvo 1,55 mikrono pikselių. Kameros dydis nebuvo padidintas, kad nepadidėtų išmaniojo telefono storis. 5 megapikselių matricos skiriamoji geba buvo maža net 2014 m. Todėl „HTC One“ (M7) eilių nebuvo.
Kitas pavyzdys yra tokios technologijos kaip „Super Pixel“ arba „Quad Pixel“. Keturi gretimi didelės matricos pikseliai sujungiami, kad gautų mažesnės raiškos, bet geresnės kokybės nuotrauką. Sprendimas yra grynai programinė įranga. Jei matrica yra tokia, efektyvumas bus mažas.
Stabilizavimas
Optinis stabilizavimas visada yra geresnis nei skaitmeninis. Rėmeliui vis tiek bus taikomi po apdorojimo algoritmai, ir geriau, jei jis iš pradžių būtų aštrus.
Mastelis
Kad priartėtų prie objekto kadre, optinis artinimas perkelia objektyvus, o nuotraukos kokybė praktiškai neturi įtakos. Skaitmeninis priartinimas ištempia dalį nuotraukos, kad užpildytų visą kadrą. Ši funkcija pasiekiama bet kuriame nuotraukų redaktoriusdažnai net standartinėje kameros programoje. Todėl nėra prasmės mokėti už skaitmeninį priartinimą.
Automatinio fokusavimo sistema
„Contrast AF“ yra nebrangi vidutinių kamerų sistema. Fazių aptikimo automatinis fokusavimas tinka, jei šaudote greitai bėgančius vaikus, kates ar sportininkus. Tačiau idealus variantas yra hibridinė sistema, apjungianti fazių aptikimo ir kontrasto aptikimo automatinio fokusavimo pranašumus.
Diafragma
Kadangi išmanusis telefonas naudojamas fotografuoti įvairiose situacijose, naudinga bus didesnės diafragmos kamera: f / 1.7 yra geriau nei f / 2.0. Kuo didesnė vertė (ar mažesnis skaičius po pasvirojo brūkšnio), tuo didesnė objektyvo diafragma ir tuo efektyviau ji veiks sutemus ar patalpose.
Markės pavadinimas
Taip, tai ne tik reklamos įrankis. Būna, kad ta pati matrica yra įdiegta kinų išmaniajame telefone ir „A“ prekės ženklo flagmane. Tačiau išvesties kadrai yra labai skirtingi.
Jei gamintojas neinvestuoja pastangų ir pinigų į komponentų, technologijų ir programinės įrangos kūrimą, neturėtumėte tikėtis gražių, aiškių rėmų. Jei jis taupys viską, pavyzdžiui, uždės pigius lęšius, kurių skaidrumas bus prastas, tai turės įtakos rezultatui.
Ką prisiminti
- Dešimtys megapikselių pirmiausia yra rinkodara. Nuotraukų ir vaizdo įrašų kokybė nuo jų tiesiogiai nepriklauso.
- Geros kokybės paveikslėlio atspausdinimui ant kraštovaizdžio lapo pakanka net 5 ar 8 megapikselių. Pažangaus televizoriaus 4K ekrano skiriamoji geba yra apie 8–9 megapikseliai. „Full HD“ - tik 2 megapikseliai.
- Didesni pikseliai surenka daugiau šviesos. Rezultatas yra aiškus, išsamus ir natūralių spalvų kadras be triukšmo.
- Jei nenorite jaudintis su teorija, eikite į praktiką. Lyginamosios išmaniųjų telefonų apžvalgos ir fotoaparatų nuotraukos (viso dydžio ir apkarpytos - iškirpti ir padidinti fragmentai) leis suprasti tikrąją situaciją.
Taip pat skaitykite📸
- Kaip fotografuoti kates: 19 profesionalių patarimų
- Kaip padaryti gerą nuotrauką: 6 pagrindiniai principai
- 5 priežastys, kodėl fotografuoti išmaniuoju telefonu yra geriau nei įprasta kamera