Prečo je závod o megapixely v smartfónoch absurdný
Zariadenie / / January 06, 2021
Ako funguje fotoaparát smartphonu
Kamera je zložitá vec: integruje snímač, optický systém, ovládač a ďalšie pomocné komponenty, ako aj softvér na spracovanie fotografií a videa. Zvážme každý prvok podrobnejšie.
Matrix
Matrica je obdĺžnikový mikroobvod pozostávajúci z prvkov citlivých na svetlo - pixelov. Každý pixel obsahuje tri subpixely. Jeden subpixel prenáša iba určité vlnové dĺžky: pre červenú, zelenú alebo modrú (červenú, zelenú, modrú). Tento farebný model sa nazýva RGB.
Matica môže byť tiež čiernobiela, bez farebných filtrov. Na každý z jeho pixelov dopadne trikrát viac fotónov. Vďaka tomu sú čiernobiele fotografie ostrejšie. Takéto matice sa dajú použiť na vylepšenie farebného obrazu z iného kamerového modulu.
Jednou z hlavných charakteristík matice je rozlíšenie. Odráža to, koľko pixelov sa na ňu zmestilo.
Objektív
Drobný objektív smartfónu je takmer šperkom. Vzácny systém obsahuje 4–5 prvkov - zvyčajne ich je 7–8 a viac.
Smartfóny s viacerými fotoaparátmi budú mať oproti každej matici vlastný objektív. Každý z nich rieši svoj vlastný problém:
- Teleobjektív (teleobjektív) je potrebný na snímanie z veľkej vzdialenosti.
- Široký uhol (shirik) pomôže umiestniť do rámčeka viac objektov - je to užitočné pre skupinové fotografie a fotografie architektúry.
- Univerzálny objektív vám umožní stredne dobre nasnímať akýkoľvek objekt: od portrétu po krajinu.
- Varifokálna šošovka (priblíženie) môže priblížiť objekt.
Šošovky pre šošovky smartfónov sú vyrobené zo skla alebo špeciálnych polymérov. Ak ich priehľadnosť nie je ani zďaleka ideálna a prvky nie sú dobre osadené, nečakajte dobré fotografie. Aj keď sa objektív pohne o niekoľko mikrónov, optický systém sa rozostrí.
Membrána
Membrána je otvor, ktorým svetelný prúd vstupuje do kamery. Určuje, koľko svetla môže snímač prijať. Hodnota clony je na výstupe vo formáte f / 1.7.
Stabilizačný systém
Stabilizácia kompenzuje rozmazanie spôsobené otrasmi fotoaparátu, napríklad pri snímaní z ruky, a nie na statíve. Môže to byť dvoch typov:
- Optické. Poctivý elektromechanický systém, ktorý fyzicky drží kameru v jednej polohe (aspoň sa snaží). Poskytne vám ostrejšie fotografie s minimálnym šumom a umožní vám to takmer bez softvérového spracovania.
- Elektronické. Toto sú softvérové algoritmy. Fotoaparát sa stále chveje, ale rozborom niekoľkých snímok sa získa viac či menej slušný výsledok.
Systém automatického zaostrovania
Samotné automatické zaostrovanie určuje vzdialenosť od objektu a podľa toho upravuje parametre optiky fotoaparátu. Moderné smartfóny používajú tri typy systémov:
- Fáza. Špeciálne senzory zhromažďujú svetelné lúče v rôznych bodoch rámu. Svetlo sa potom rozdelí na dva prúdy a vysiela sa do svetelného senzora na určenie vzdialenosti od objektu. Výhody: vysoká presnosť a rýchlosť práce. Nevýhody: vysoká cena, zložitosť dizajnu a jeho nastavenia.
- Kontrastné. Analyzuje sa kontrast scény. Pohybom objektívov sa fotoaparát snaží maximalizovať kontrast subjektu proti pozadiu. Výhody: kompaktná veľkosť a nízke náklady. Nevýhody: Systém je pomalší a nie je vhodný na dynamické scény.
- Hybrid. Kombinuje fázové a kontrastné zaostrenie, aby ste dosiahli čo najlepšie výsledky.
Softvér
Softvér možno považovať aj za súčasť fotoaparátu, pretože sa priamo podieľa na získaní výsledku snímania. Dnes vám žiadny smartphone nedáva rámy také, aké sú, bez softvérového spracovania. Sofistikované algoritmy, často využívajúce rozsiahlu databázu alebo technológiu umelej inteligencie, upravujú každý záber tak, aby „vás spravili krásnou“.
Nespracované obrázky nebudú dostatočne jasné alebo jasné. Softvér odstraňuje preexponovanie, vykresľuje tmavé oblasti, vylepšuje farby a zvyšuje ostrosť. A to všetko robí automaticky a veľmi rýchlo.
Existuje však aj negatívum mince. Agresívne potlačenie šumu môže spôsobiť, že fotografia nasnímaná za súmraku bude vyzerať zrnitá - akoby sa skladala z mnohých malých škvŕn. Degradujú sa tak detaily a farby sú neprirodzené.
Čo ovplyvňuje počet pixelov?
Podrobné vlastnosti smartphonu zvyčajne naznačujú fyzickú veľkosť matice fotoaparátu - niečo ako 1 / 2,6 ″. Na webových stránkach výrobcu nájdete v matici údaje o veľkosti pixelov. Tento parameter ovplyvňuje počet bodov v rámci. Čím vyššie rozlíšenie, tým lepšie sú detaily reprodukované.
Ak sú ale pixely malé, každý z nich prijíma málo svetla a nedokáže presne určiť farbu bodu v skutočnom obraze. Vo výsledku sa na fotografii objaví šum.
Šum je rozptýlené bodky náhodnej farby a jasu. Čím horšie je osvetlenie a čím nižšia je kvalita matice fotoaparátu, tým viac bude na fotografii šum.
Jeho počet v ráme je úmerný veľkosti pixelov alebo štvorcu matice uhlopriečky. Ak porovnáme dve matice s bodmi 1,55 µm a 1,1 µm, potom rám s prvou bude mať polovicu šumu.
Dôležitý je aj dynamický rozsah matice - jej schopnosť zachytiť celé spektrum farieb a jasu okolitého sveta. Lacné majú malý rozsah a fotografie sú vyblednuté, zamračené.
Prečo výrobcovia smartfónov prenasledujú pixely
Pretože kupujúci chcú vždy najviac. Aj keď v aute pre 300 koní musíte stáť v zápche alebo hrať solitér na chladnom hernom počítači.
Ktorý smartphone by ste kúpili za rovnakú cenu: s 12MP fotoaparátom alebo 48MP fotoaparátom? Ak zvolíte druhú, získate za rovnaké peniaze štyrikrát viac megapixelov. Vaše fotografie však nebudú štvornásobné.
Senzor s veľkým počtom malých pixelov je lacnejší ako senzor s veľkými pixelmi a bude sa lepšie predávať.
Veľké matice zaberajú vo vnútri smartfónu viac miesta. Optický systém pre nich by mal byť tiež väčší. V súlade s tým bude v tele menej miesta pre zostávajúce časti. Smartfón bude hrubší alebo bude trčať fotoaparát. Bude musieť byť chránený tvrdeným alebo zafírovým sklom. A toto sú tiež peniaze.
Predať tučný a drahý smartphone je ťažké. Je jednoduchšie objednať matice s veľkým počtom malých pixelov a uskutočniť hlasnú marketingovú kampaň: na fotografii s fotoaparáty pridávajú automatickú známku „snímaný supermegaflagmanom so 48 megapixelmi“, aby každý vedel, že si niekto kúpil nový smartphone. A nechajte fanúšikov a profesionálov používať digitálne zrkadlovky.
Aj keď napríklad Nokia využila šancu a zaobstarala si legendárne smartfóny Lumia 1020 so 41 megapixelovými fotoaparátmi. A to je rok 2013!
Čo určuje kvalitu fotografie v skutočnosti
Veľkosť matice a pixelu
Ak vezmete dve matice rovnakého rozlíšenia, potom bude fotografia lepšej kvality potenciálne získaná s väčšou z nich. Tam sú pixely väčšie, čo znamená, že pri fotografovaní dopadne na každý z nich viac fotónov. Vďaka tomu môžu subpixely presnejšie určiť farbu konkrétneho bodu.
Zdalo by sa, že ak v jednej matici majú pixely veľkosť 1,4 mikrónu a v druhej - 1,2 mikrónu, sú prakticky rovnaké. Ale 17% je hmatateľný rozdiel, ktorý sa určite prejaví na kvalite fotografií a videí, najmä ak fotografujete pri slabom osvetlení.
Ďalším dôležitým bodom je vzdialenosť medzi susednými pixelmi. V malých matriciach to výrobcovia úprimne šetria. Vo väčších vám umožnia kvalitatívne oddeliť susedné pixely tak, aby sa navzájom neovplyvňovali.
Výrobná technológia
Nové metódy umožňujú presnejšie určiť intenzitu svetelného toku z menšieho počtu fotónov a znamená zaistiť nízky šum a dobrú reprodukciu farieb, aj keď fotografujete za súmraku bez blesk.
Musíte si však prečítať a analyzovať. Napríklad smartfón HTC One (M7) ponúkol technológiu UltraPixel. Výrobca sľuboval vážne zvýšenie kvality fotografií a videí.
Ukázalo sa, že UltraPixely boli v skutočnosti len väčšie 2 mikrónové pixely. Dá sa to považovať za novú technológiu? Nepravdepodobné. Pre porovnanie: Google Pixel, ktorý tiež zmontoval HTC a ktorý bol svojho času považovaný za jeden z najlepších telefónov s fotoaparátom na trhu, mal matricu s pixelmi 1,55 mikrónu. Veľkosť fotoaparátu sa nezväčšila, aby sa nezväčšila hrúbka smartfónu. Matičné rozlíšenie 5 megapixelov bolo aj pre rok 2014 malé. Výsledkom bolo, že pre HTC One (M7) neexistovali žiadne fronty.
Ďalším príkladom sú technológie ako Super Pixel alebo Quad Pixel. Štyri susedné pixely veľkej matice sú kombinované, aby sa získala fotografia s nižším rozlíšením, ale s lepšou kvalitou. Riešením je čisto softvérové riešenie. Ak je matica taká, účinnosť bude nízka.
Stabilizácia
Optická stabilizácia je vždy lepšia ako digitálna. Algoritmy pre následné spracovanie budú na rám stále platiť a je lepšie, ak je na začiatku ostrý.
Zväčšiť
Aby ste sa priblížili k objektu v zábere, optický zoom posúva objektívy a kvalita fotografie nie je prakticky ovplyvnená. Digitálne zväčšenie roztiahne časť obrázka tak, aby vyplnil celý rám. Táto funkcia je k dispozícii v ľubovoľnom program na úpravu fotiekčasto dokonca aj v štandardnej aplikácii fotoaparátu. Preto nemá zmysel platiť za digitálne zväčšenie.
Systém automatického zaostrovania
Contrast AF je lacný systém pre priemerné fotoaparáty. Automatické zaostrovanie s fázovou detekciou je vhodné, ak fotografujete rýchlo bežiace deti, mačky alebo športovcov. Ideálnou možnosťou je ale hybridný systém, ktorý kombinuje výhody fázovej detekcie a automatického zaostrovania s detekciou kontrastu.
Membrána
Pretože sa smartfón používa na snímanie v najrôznejších situáciách, bude prínosom fotoaparát s väčšou clonou: f / 1,7 je lepšia ako f / 2,0. Čím vyššia je hodnota (alebo čím nižšie je číslo po lomítku), tým vyššia je clona objektívu a tým efektívnejšie bude pracovať za šera alebo v interiéri.
Názov značky
Áno, nejde iba o reklamný nástroj. Stáva sa, že rovnaká matica je nainštalovaná v čínskom smartfóne a vlajkovej lodi značky A. Ale výstupné zábery sú veľmi odlišné.
Ak výrobca neinvestuje úsilie a prostriedky do vývoja komponentov, technológií a softvéru, nemali by ste očakávať nádherné jasné rámy. Ak na všetkom ušetrí, napríklad nasadí lacné šošovky so slabou priehľadnosťou, ovplyvní to výsledok.
Čo treba pamätať
- Desiatky megapixelov sú primárne marketingové. Kvalita fotografií a videí na nich priamo nezávisí.
- Dokonca aj 5 alebo 8 megapixelov stačí na tlač dobrej kvality obrazu na šírku. Rozlíšenie obrazovky 4K pre pokročilý televízor je asi 8 - 9 megapixelov. Full HD - iba 2 megapixely.
- Väčšie pixely zhromažďujú viac svetla. Výsledkom je ostrý a detailný rám s prirodzenými farbami a bez šumu.
- Ak sa nechcete trápiť teóriou, choďte si zacvičiť. Porovnávacie recenzie na smartfóny a fotografie z fotoaparátov (v plnej veľkosti a orezané - vystrihnuté a zväčšené fragmenty) poskytnú pochopenie skutočného stavu veci.
Prečítajte si tiež📸
- Ako fotografovať mačky: 19 profesionálnych tipov
- Ako urobiť dobrú fotografiu: 6 základných princípov
- 5 dôvodov, prečo je snímanie pomocou inteligentného telefónu lepšie ako bežný fotoaparát