Ce spun caracteristicile camerelor smartphone și poți avea încredere în ele?

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

Lifehacker spune cum să descoperi zeci de megapixeli și diferite distanțe focale.

În zorii dezvoltării smartphone-urilor, s-a evidențiat o categorie separată - telefonul cu cameră: în aceste gadget-uri, atenția maximă a fost acordată camerei. Acum fiecare model emblematic al aproape fiecare brand încearcă să atragă atenția cu cea mai complexă și interesantă implementare a camerei. Caracteristicile dispozitivelor sunt mascate de cuvinte zgomotoase, sloganuri îndrăznețe, numere uriașe și propriile nume de tehnologii. Dar este posibil să scădem ceva util din ele și să înțelegem dacă această cameră este capabilă să producă o imagine decentă? Să ne dăm seama acum.

Caracteristici cheie ale camerelor smartphone

Caracteristicile unei camere pentru smartphone sunt în esență aceleași cu cele ale oricărei camere digitale. Dar trebuie să înțelegeți de ce este responsabil acest sau acela parametru.

Megapixeli

Producătorii le acordă cea mai mare atenție în campaniile publicitare. Un pixel este un element sensibil la lumină de pe un senzor de cameră sau o fotodiodă. Este alcătuit din patru subpixeli, fiecare dintre care, datorită filtrelor de lumină, permite trecerea numai luminii din propria sa nuanță. Cel mai adesea acestea sunt roșu, albastru și verde. Din combinarea acestor culori se obține un punct de nuanță și luminozitate dorită.

Unii producători se îndepărtează de cea mai populară schemă și adaugă alb sau galben la filtrele de culoare roșu, albastru și verde. În acest caz, fotodioda captează mai multă lumină, iar imaginile sunt mai luminoase.

Megapixelii arată ce rezoluție este capabilă să facă fotografii, adică din câte milioane de pixeli va consta imaginea finală.

Astăzi, mulți producători prezintă smartphone-uri cu camere de 48, 64 sau 108 megapixeli care funcționează în modul de fuziune puncte. La astfel de senzori, pixelii nu sunt formați din patru, ci din 16 subpixeli, combinați cu patru. În timp ce într-un senzor clasic, de exemplu, un pixel este format dintr-un subpixeli albaștri, doi verzi și unul roșu, în camerele de înaltă rezoluție este format din patru subpixeli albaștri, opt verzi și patru subpixeli roșii.

Prin creșterea numărului de pixeli, sensibilitatea la lumină crește și intervalul dinamic al imaginii crește - diferența dintre cele mai întunecate și cele mai luminoase zone din fotografie. Dar, în același timp, camerele de 48 de megapixeli, datorită unei astfel de combinații, creează de fapt imagini cu o rezoluție de 12 megapixeli. Și nu este nimic greșit aici: acesta este cazul când cantitatea se transformă în calitate, iar imaginile cu o rezoluție de 4000 × 3000 (aceiași 12 megapixeli) sunt destul de suficiente pentru publicarea pe rețelele de socializare.

Dimensiunea senzorului

Acesta este poate cel mai important element al camerei unui smartphone. Dimensiunea senzorului indică zona peste care sunt amplasate diodele sensibile la lumină. Cu cât senzorul este mai mare, cu atât pixelii înșiși pot fi mai mari și cu cât pixelul este mai mare, cu atât captează mai bine lumina. Dimensiunile tipice ale pixelilor din senzorii moderni pentru camerele mobile sunt de la 0,8 la 2,4 microni, totuși, acesta din urmă se realizează tocmai prin combinarea subpixelilor, despre care am vorbit în paragraful anterior.

Cu cât senzorul poate capta mai multă lumină, cu atât imaginile surprinse de cameră vor fi mai bune. Acest lucru este deosebit de important atunci când fotografiați în condiții de lumină scăzută. Și într-o astfel de situație, se poate dovedi că un senzor cu un număr mai mic de pixeli mai mari va produce o imagine mai bună decât un senzor cu un număr mai mare de pixeli mai mici, deoarece fiecare fotodiodă a prins mai multă lumină și, în consecință, mai multe informații.

Adică, o cameră cu mai puțini pixeli în specificațiile sale poate depăși o cameră cu un număr mare de pixeli datorită faptului că pixelii înșiși sunt mai mari.

La smartphone-urile moderne, dimensiunile senzorilor sunt indicate în părți fracționale de inch. Cel mai mare senzor - Samsung ISOCELL GN2 de 50 de megapixeli - este instalat în Xiaomi Mi 11 Ultra: diagonala sa este de 1/1, 12 inci.

Lentile

Lentilele folosite au un impact semnificativ asupra calității imaginii. Ele constau din lentile - plăci transparente cu anumite proprietăți optice. Funcția principală a unui obiectiv este de a distorsiona corect fasciculul de lumină incidentă. Tipul de distorsiune depinde de forma plăcii.

Lentilele sunt cel mai adesea formate din mai multe lentile, deoarece una nu este suficientă. Lentilele curbe și concave de diferite densități alternează unele cu altele. Selecția și plasarea corectă în obiectiv vor afecta claritatea și contrastul imaginii. Cu lentilele curbate, poate apărea distorsiunea optică. În unele lentile, cum ar fi lentilele cu unghi larg, distorsiunea, dimpotrivă, a devenit o caracteristică stilistică. Adevărat, unele dispozitive le corectează programatic în etapa de post-procesare.

În smartphone-urile moderne, modulele camerelor constau din mai multe lentile, fiecare având propriul senzor, potrivit pentru o anumită sarcină. Cel mai adesea acestea sunt lentile standard, cu unghi larg și macro. În același timp, nu se poate spune că smartphone-urile cu mai multe lentile filmează evident mai bine decât cu unul singur: depinde de implementarea unui anumit dispozitiv. Se poate întâmpla ca dintre multele camere dintr-un singur modul, niciuna să nu dea un rezultat acceptabil și cantitatea să nu se transforme în calitate.

Distanța focală și diafragma

Cu cât distanța focală este mai mică, cu atât unghiul de vedere al lentilei este mai mare și invers - obiectivele cu distanță focală mare trag departe, dar în același timp cu un unghi de vedere mic.

Diafragma arată cât de multă lumină lovește senzorul camerei prin obiectiv. Majoritatea smartphone-urilor au o deschidere fixă, care este raportul dintre distanța focală și dimensiunea intrării camerei.

Cu cât mai multă lumină lovește senzorul și cu cât intrarea camerei este mai mare, cu atât profunzimea câmpului este mai mică, adică doar subiectul va fi focalizat, iar fundalul din spatele acestuia va fi neclar.

Pentru a crește adâncimea câmpului, trebuie să reduceți intrarea, cu toate acestea, acest lucru va reduce și luminozitatea. În smartphone-uri, acest lucru se realizează cel mai adesea în mod programatic. Cu toate acestea, dispozitivele moderne folosesc module cu mai multe obiective - cu lentile de dimensiuni diferite, distanțe focale și deschideri diferite. Deci, în loc să vă bazați pe procesarea software, puteți comuta între lentile.

Telefoanele inteligente de astăzi sunt echipate cu sisteme avansate de focalizare automată. De exemplu, în tehnologia PDAF, unele dintre punctele senzorului camerei sunt folosite ca puncte focale. Doi pixeli adiacenți sunt amplasați astfel încât unul dintre ei percepe fluxul de lumină care vine de sus, iar celălalt de jos, iar sistemul ajustează focalizarea dacă cantități diferite de lumină cad pe pixeli.

Există și autofocus bazat pe laser și contrast. Unele companii folosesc tehnologii în camere care vă permit să vă concentrați pe anumite obiecte din cadru, de exemplu, să recunoașteți fețele și să le clarificați.

Zoom

Zoom-ul arată cât de aproape poate fi imaginea. Există două opțiuni de zoom: digital și optic. Digital pur și simplu mărește și decupează imaginea la dimensiune completă. Lentila optică folosește lentile speciale pentru mărire, care, datorită sistemului corect de lentile, pot privi departe.

Odată cu dezvoltarea camerelor în smartphone-uri, au început să apară tot mai multe module cu zoom optic - de obicei 2X sau 3X. Cu toate acestea, există și opțiuni pe care producătorii le numesc periscoape. Astfel de lentile folosesc un sistem de lentile și oglinzi situate lateral în corpul smartphone-ului și, datorită acestora, puteți obține, de exemplu, un zoom de cinci ori. Cât de aproape te poți apropia de o imagine depinde de distanța focală.

Zoomul optic maxim pe care îl oferă smartphone-urile astăzi este de 10x. Se găsește în Huawei P40 Pro + (în el este folosit același „periscop”) și în lentilele individuale ale Samsung Galaxy S21 Ultra. Pentru acele cazuri în care nu este nevoie de un zoom atât de puternic, aceste smartphone-uri au și lentile cu o mărire mai mică - de trei ori.

Senzori auxiliari

Senzori de lumină, senzori de adâncime, telemetru, lidar - toate aceste sisteme ajută smartphone-ul să înțeleagă unde sunt situate obiectele fotografiate, cum sunt iluminate, dacă se mișcă sau nu. Smartphone-ul folosește datele obținute atât în vizor, cât și în procesul de post-procesare, completând și editând imaginea.

Rezoluția senzorilor este departe de cel mai important parametru: un număr foarte mic de pixeli este suficient pentru ca aceștia să își îndeplinească bine funcțiile. Prin urmare, nu ar trebui să fii surprins să vezi, de exemplu, un senzor de adâncime cu o rezoluție de 2 megapixeli: sunt destui pentru funcționarea acestuia.

Rezoluția video și rata de cadre

Rezoluția video indică câți pixeli vor fi conținuti într-un cadru. Și rata de cadre este câte astfel de cadre pe secundă vor fi luate.

Pe măsură ce pixelii cresc, detaliile și claritatea imaginii se îmbunătățesc. Pe măsură ce rata cadrelor crește, efectul de estompare scade, videoclipul arată mai clar și este mai bine perceput de ochiul uman. În plus, videoclipurile capturate la rate mari de cadre pot fi apoi încetinite la familiarul 24 fps pentru un efect interesant de încetinire.

HDR

HDR înseamnă High Dynamic Range, care reprezintă o diferență mare între cele mai întunecate și cele mai luminoase părți ale unei imagini. Aparatul foto în modul HDR realizează mai multe poze (în cazul filmărilor video - cadre) cu expuneri diferite și apoi le combină, echilibrând zonele luminoase și întunecate. Datorită acestui fapt, este posibil să se obțină un contrast mai mare și un detaliu al imaginii.

Magie de post-procesare

Caracteristicile uscate ale camerelor smartphone sunt, desigur, confuze și înspăimântătoare. Și principala problemă este că este nerealist să înțelegem doar din aceste cifre cum va filma camera smartphone-ului.

Pe lângă sistemul de lentile și senzori din jurul camerei, există și un cablaj de la procesorul de imagine și software-ul de post-procesare - algoritmi care analizează datele primite și folosesc diverși amplificatori proprietari. Drept urmare, companiile care folosesc aceiași senzori pot ajunge la imagini complet diferite datorită sistemelor diferite de post-procesare.

Fiecare producător are propria sa abordare pentru redarea culorilor și analiza limitelor obiectelor. Fiecare companie folosește o varietate de trucuri și tehnologii pentru a obține o imagine care se potrivește cu simțul frumuseții. Unele mărci folosesc învățarea automată pentru a identifica corect obiectele din cadru și cum ar trebui să arate în mod ideal, iar acest lucru face, de asemenea, parte din procesare.

Să luăm un exemplu simplu printre smartphone-urile destul de populare. În Realme 7 Pro și Samsung Galaxy M51, camerele principale sunt construite pe aceiași senzori - Sony IMX682. Este un senzor de 64 de megapixeli alimentat de sistemul de agregare sub-pixeli Quad Bayer și produce imagini cu o rezoluție de 16 megapixeli (dar capabil să funcționeze și în modul full-size). În ciuda faptului că au aceiași senzori, imaginile în sine sunt complet diferite.

Redarea culorilor Samsung la lumina zilei este mai suculentă și mai vibrantă, deși fără a fi suprasaturată. Fotografiile de pe Realme 7 Pro au primit o gamă ceva mai moale și mai realistă, dar uneori limitele micilor detalii se pierd în ele, de exemplu firele individuale de iarbă, împușcate relativ departe. La Samsung, sistemul de post-procesare și de reducere a zgomotului definește limitele mai clar, ceea ce, totuși, uneori creează un sentiment de artificialitate. Confuzia fotografiilor făcute cu aceste telefoane nu va funcționa, în ciuda acelorași senzori.

Cum funcționează postprocesarea imaginilor pe un anumit telefon nu poate fi înțeles din caracteristici. Doar recenziile profesionale cu fotografii de testare realizate în diferite moduri vă vor ajuta aici.

Fără încredere în megapixeli

Specificațiile nu garantează calitatea imaginii. Nu se poate argumenta că o cameră de 108 megapixeli va filma mai bine decât o cameră de 64 de megapixeli, deoarece pe lângă megapixeli, și alți parametri ai camerei afectează rezultatul.

Primul pas este să acordați atenție dimensiunii senzorului: cu cât este mai mare, cu atât primește mai multă lumină, iar calitatea imaginii depinde direct de cantitatea de lumină. Următoarea ca importanță este partea hardware a sistemului de post-procesare a imaginii și apoi software-ul. Modul în care funcționează poate fi înțeles doar văzând pozele făcute de un telefon cu acest sistem.

Singura opțiune este să aveți încredere în recenziile în care fotografiile de testare sunt publicate în diferite condiții de fotografiere: în diferite condiții de iluminare, în mișcare, la diferite distanțe și așa mai departe. Și nu uitați că principalele instrumente ale fotografului și ale operatorului sunt brațele drepte și capacitatea de a surprinde momentul. Iar restul este secundar.