De ce este absurdă cursa pentru megapixeli în smartphone-uri

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 04:09

Calitatea fotografiei depinde de multe caracteristici, așa că camera de 48 de megapixeli tot nu spune nimic.

Cum funcționează camera smartphone-ului

O cameră este un lucru complex: combină un senzor, un sistem optic, un controler și alte componente auxiliare, precum și software pentru procesarea foto și video. Să luăm în considerare fiecare element mai detaliat.

Matrice

Matricea este un microcircuit dreptunghiular format din elemente sensibile la lumină - pixeli. Fiecare pixel conține trei subpixeli. Un sub-pixel transmite doar anumite lungimi de undă: pentru roșu, verde sau albastru (roșu, verde, albastru). Acest model de culoare se numește RGB.

De asemenea, matricea poate fi monocroma, fara filtre de culoare. De trei ori mai mulți fotoni cad pe fiecare dintre pixelii săi. Drept urmare, fotografiile alb-negru sunt mai clare. Astfel de matrici pot fi folosite pentru a îmbunătăți imaginea color de la alt modul de cameră.

Una dintre principalele caracteristici ale unei matrice este rezoluția. Reflectă câți pixeli încap pe el.

Obiectiv

Micul obiectiv al smartphone-ului este aproape o bijuterie. Un sistem rar include 4-5 elemente - de obicei 7-8 sau mai multe.

În smartphone-urile cu mai multe camere, fiecare matrice va avea propriul obiectiv. Fiecare dintre ele își rezolvă propria problemă:

• Teleobiectiv (telefoto) este necesar pentru fotografierea de la distanță lungă.
• Unghi larg (shirik) va ajuta la încadrarea mai multor obiecte în cadru - acest lucru este util pentru fotografiile de grup și fotografia de arhitectură.
• universal obiectivul vă va permite să fotografiați moderat de bine orice subiect: de la un portret la un peisaj.
• Lentila varifocala (zoom) poate aduce subiectul mai aproape.

Lentilele pentru smartphone-uri sunt fabricate din sticlă sau polimeri speciali. Dacă transparența lor este departe de a fi ideală și elementele nu sunt bine montate, nu vă așteptați la fotografii bune. Chiar dacă obiectivul se mișcă cu câțiva microni, sistemul optic va defocaliza.

Diafragmă

Diafragma este orificiul prin care lumina intră în cameră. Câtă lumină poate primi senzorul depinde de aceasta. Valoarea diafragmei este scoasă în format f/1, 7.

Sistem de stabilizare

Stabilizarea compensează neclaritatea cauzată de mișcarea camerei, cum ar fi atunci când fotografiați cu mâna, în loc să utilizați un trepied. Poate fi de două tipuri:

• Optic. Un sistem electronic-mecanic onest care ține fizic camera într-o singură poziție (cel puțin încearcă). Vă oferă fotografii mai clare cu zgomot minim și practic elimină nevoia de procesare software.
• Electronic. Aceștia sunt algoritmi software. Camera încă tremură, dar analizând mai multe cadre se creează un rezultat mai mult sau mai puțin decent.

Sistem de focalizare automată

Focalizarea automată în sine determină distanța până la obiect și ajustează parametrii opticii camerei în consecință. Trei tipuri de sisteme sunt utilizate în smartphone-urile moderne:

• Fază. Senzorii speciali colectează razele de lumină în diferite puncte ale cadrului. Lumina este apoi împărțită în două fluxuri și trimisă la un senzor de lumină pentru a determina distanța până la obiect. Avantaje: mare precizie si rapiditate de lucru. Dezavantaje: preț ridicat, complexitate a designului și setărilor acestuia.
• Contrast. Se analizează contrastul scenei. Prin deplasarea lentilelor, camera încearcă să maximizeze contrastul subiectului față de fundal. Avantaje: dimensiune compactă și cost redus. Dezavantaje: Sistemul este mai lent și nu este potrivit pentru scenele dinamice.
• Hibrid. Combină focalizarea de fază și contrast pentru a obține cele mai bune rezultate.

Software

Software-ul poate fi considerat parte a camerei, deoarece este direct implicat în obținerea rezultatului fotografierii. Astăzi, niciun smartphone nu vă oferă cadre așa cum sunt, fără procesare software. Algoritmi sofisticați, care folosesc adesea o bază de date vastă sau o tehnologie de inteligență artificială, editează fiecare fotografie pentru a „te face frumoasă”.

Imaginile brute nu vor fi suficient de luminoase sau clare. Software-ul elimină supraexpunerea, scoate zonele întunecate, îmbunătățește culorile, crește claritatea. Și face toate acestea automat și foarte repede.

Dar există și un dezavantaj al monedei. Reducerea agresivă a zgomotului poate face ca o fotografie capturată la amurg să pară granulată - ca și cum ar conține multe pete mici. Acest lucru degradează detaliile și face culorile nenaturale.

Ce afectează numărul de pixeli?

Specificațiile detaliate ale unui smartphone indică de obicei dimensiunea fizică a matricei camerei - ceva de genul 1/2, 6 ″. Pe site-ul producătorului, puteți găsi date despre dimensiunea pixelilor din matrice. Acest parametru afectează numărul de puncte din cadru. Cu cât rezoluția este mai mare, cu atât detaliile sunt reproduse mai bine.

Dar dacă pixelii sunt mici, fiecare dintre ei primește puțină lumină și nu poate determina cu exactitate culoarea unui punct din imaginea reală. Ca urmare, zgomotul apare în fotografie.

Zgomotul este împrăștiat puncte de culoare și luminozitate aleatoare. Cu cât iluminarea este mai slabă și cu cât calitatea matricei camerei este mai scăzută, cu atât va fi mai mult zgomot în fotografie.

Numărul său din cadru este proporțional cu dimensiunea pixelului sau pătratul diagonalei matricei. Dacă comparăm două matrice cu pixeli de 1, 55 µm și 1, 1 µm, atunci în cadrul cu prima va fi jumătate din zgomot.

Gama dinamică a matricei este, de asemenea, importantă - capacitatea sa de a capta întregul spectru de culori și luminozitatea lumii înconjurătoare. Cele ieftine au o gamă mică, iar fotografiile se dovedesc a fi estompate, neclare.

De ce producătorii de smartphone-uri urmăresc pixelii

Pentru că cumpărătorii își doresc întotdeauna cel mai mult. Chiar dacă într-o mașină pentru 300 de cai trebuie să stai într-un ambuteiaj sau să joci solitaire pe un computer de gaming cool.

Ce smartphone ai cumpăra la același preț: cu o cameră de 12 MP sau una de 48 MP? Alegându-l pe al doilea, obțineți de patru ori mai mulți megapixeli pentru aceiași bani. Dar fotografiile tale nu vor deveni de patru ori mai bune.

Un senzor cu o mulțime de pixeli mici este mai ieftin decât un senzor cu pixeli mari și se va vinde mai bine.

Matricele mari ocupă mai mult spațiu în interiorul smartphone-ului. Sistemul optic pentru ei ar trebui să fie, de asemenea, mai mare. În consecință, va fi mai puțin spațiu pentru restul părților din corp. Smartphone-ul va deveni mai gros sau camera va ieși în afară. Va trebui protejată cu sticlă călită sau safir. Și asta sunt și bani.

A vinde un smartphone gras și scump este dificil. Este mai ușor să comandați matrice cu un număr mare de pixeli mici și să desfășurați o campanie de marketing puternică: adăugați o ștampilă automată „împușcat cu un supermegaflagman de 48MP” la fotografia camerei, astfel încât toată lumea să știe că cineva a cumpărat un nou smartphone. Și lăsați fanii și profesioniștii să folosească DSLR-uri.

Deși Nokia, de exemplu, a luat o șansă și a obținut legendarele smartphone-uri Lumia 1020 cu camere de 41 de megapixeli. Și asta este în 2013!

De ce depinde cu adevărat calitatea fotografiei?

Dimensiunea matricei și a pixelilor

Dacă luați două matrice de aceeași rezoluție, atunci fotografia de calitate mai bună va fi potențial obținută cu cea mai mare dintre ele. Acolo, pixelii sunt mai mari, ceea ce înseamnă că mai mulți fotoni cad pe fiecare la fotografiere. Ca rezultat, subpixelii pot determina cu mai multă precizie culoarea unui anumit punct.

S-ar părea că dacă într-o matrice pixelii au dimensiunea de 1,4 microni, iar în cealaltă - 1,2 microni, sunt practic la fel. Dar 17% este o diferență tangibilă care va apărea cu siguranță în calitatea fotografiilor și videoclipurilor, mai ales dacă fotografiați în lumină slabă.

Un alt punct important este distanța dintre pixelii adiacenți. În matrice mici, producătorii economisesc sincer pe el. În cele mai mari, vă pot permite să separați calitativ pixelii vecini, astfel încât să nu se afecteze unul pe altul.

Tehnologia de producție

Noile metode fac posibilă determinarea mai precisă a intensității fluxului de lumină de la mai puțini fotoni, ceea ce înseamnă că puteți asigura un zgomot scăzut și o bună redare a culorii, chiar dacă fotografiați la amurg fără bliț.

Dar trebuie să citești și să analizezi. De exemplu, smartphone-ul HTC One (M7) a oferit tehnologia UltraPixel. Producătorul a promis o creștere serioasă a calității fotografiilor și videoclipurilor.

De fapt, UltraPixels s-au dovedit a fi doar pixeli mai mari de 2 microni. Poate fi considerată o nouă tehnologie? Improbabil. Spre comparație: Google Pixel, pe care l-a asamblat și HTC și care la un moment dat era considerat unul dintre cele mai bune telefoane cu cameră de pe piață, avea o matrice cu pixeli de 1,55 microni. Dimensiunea camerei nu a fost mărită pentru a nu crește grosimea smartphone-ului. Rezoluția matricei de 5 megapixeli a fost mică chiar și pentru 2014. Drept urmare, nu au existat cozi pentru HTC One (M7).

Un alt exemplu sunt tehnologii precum Super Pixel sau Quad Pixel. Patru pixeli adiacenți ai unei matrice mari sunt combinați pentru a obține o fotografie cu o rezoluție mai mică, dar de calitate mai bună. Soluția este pur software. Dacă matricea este așa, eficiența va fi scăzută.

Stabilizare

Stabilizarea optică este întotdeauna mai bună decât cea digitală. Algoritmii de post-procesare vor fi aplicați în continuare cadrului și este mai bine dacă inițial este clar.

Zoom

Pentru a ajunge mai aproape de subiectul din cadru, zoom-ul optic deplasează lentilele, iar calitatea fotografiei practic nu este afectată. Zoomul digital întinde o parte a imaginii pentru a umple întregul cadru. Această caracteristică este disponibilă în orice editor foto, adesea chiar și într-o aplicație standard pentru cameră. Prin urmare, nu are sens să plătești pentru zoom digital.

Sistem de focalizare automată

Contrast AF este un sistem ieftin pentru camere mediocre. Focalizarea automată cu detecție de fază este potrivită dacă fotografiați copii, pisici sau sportivi care alergă rapid. Însă opțiunea ideală este un sistem hibrid care combină avantajele detecției de fază și autofocusului cu detecția contrastului.

Diafragmă

Deoarece un smartphone este folosit pentru fotografiere într-o varietate de situații, o cameră cu o diafragmă mai mare va beneficia: f / 1, 7 este mai bun decât f / 2, 0. Cu cât valoarea este mai mare (sau numărul după bară oblică este mai mic), cu cât diafragma lentilei este mai mare și cu atât va fi mai eficient.lucrați la amurg sau în interior.

Nume de marcă

Da, nu este doar un instrument de publicitate. Se întâmplă că aceeași matrice este instalată în smartphone-ul chinezesc și în flagship-ul mărcii A. Dar fotografiile de ieșire sunt foarte diferite.

Dacă producătorul nu investește efort și bani în dezvoltarea componentelor, tehnologiilor și software-ului, nu trebuie să vă așteptați la cadre frumoase și clare. Dacă economisește pe tot, de exemplu, își pune lentile ieftine cu o transparență slabă, acest lucru va afecta rezultatul.

Ce să-ți amintești

• Zeci de megapixeli sunt în primul rând marketing. Calitatea fotografiilor și videoclipurilor nu depinde direct de ele.
• Chiar și 5 sau 8 megapixeli sunt suficienți pentru a imprima o imagine de bună calitate pe o foaie de peisaj. Rezoluția ecranului 4K a unui televizor avansat este de aproximativ 8-9 megapixeli. Full HD - doar 2 megapixeli.
• Pixelii mai mari colectează mai multă lumină. Rezultatul este un cadru clar, bine detaliat, cu reproducere naturală a culorilor și fără zgomot.
• Dacă nu vrei să te deranjezi cu teorie, mergi la practică. Recenziile comparative ale smartphone-urilor și fotografiilor de la camerele foto (la dimensiune completă și tăiate - fragmente tăiate și mărite) vor face posibilă înțelegerea stării reale a lucrurilor.