Zašto je trka za megapikseli u pametnim telefonima apsurdna

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 03:49

Kvalitet fotografije zavisi od mnogih karakteristika, tako da kamera od 48 megapiksela i dalje ništa ne govori.

Kako radi kamera pametnog telefona

Kamera je složena stvar: kombinuje senzor, optički sistem, kontroler i druge pomoćne komponente, kao i softver za obradu fotografija i videa. Razmotrimo svaki element detaljnije.

Matrix

Matrica je pravokutni mikro krug koji se sastoji od elemenata osjetljivih na svjetlost - piksela. Svaki piksel sadrži tri podpiksela. Jedan podpiksel prenosi samo određene talasne dužine: za crvenu, zelenu ili plavu (crvenu, zelenu, plavu). Ovaj model boja se zove RGB.

Takođe, matrica može biti jednobojna, bez filtera u boji. Tri puta više fotona pada na svaki njegov piksel. Kao rezultat toga, crno-bijele fotografije su oštrije. Takve matrice se mogu koristiti za poboljšanje slike u boji sa drugog modula kamere.

Jedna od glavnih karakteristika matrice je rezolucija. Odražava koliko piksela stane na njega.

Objektiv

Maleno sočivo pametnog telefona je gotovo komad nakita. Rijetki sistem uključuje 4-5 elemenata - obično 7-8 ili više.

U pametnim telefonima sa više kamera, svaka matrica će imati svoje sočivo. Svaki od njih rješava svoj problem:

• Telefoto objektiv (telefoto) je potrebno za snimanje sa velike udaljenosti.
• Široki ugao (shirik) će pomoći da se više objekata uklopi u okvir - ovo je korisno za grupne fotografije i arhitektonske fotografije.
• Universal objektiv će vam omogućiti da umjereno dobro snimite bilo koji subjekt: od portreta do pejzaža.
• Varifokalna sočiva (zum) može približiti subjekt.

Leće za sočiva pametnih telefona su izrađene od stakla ili specijalnih polimera. Ako je njihova transparentnost daleko od idealne, a elementi nisu dobro uklopljeni, ne očekujte dobre fotografije. Čak i ako se sočivo pomeri za nekoliko mikrona, optički sistem će se defokusirati.

Dijafragma

Dijafragma je rupa kroz koju svjetlost ulazi u kameru. Koliko svjetlosti senzor može primiti ovisi o tome. Vrijednost otvora blende se ispisuje u f / 1, 7 formatu.

Sistem stabilizacije

Stabilizacija kompenzuje zamućenje usled podrhtavanja fotoaparata, kao što je pri snimanju iz ruke, a ne pomoću stativa. Može biti dvije vrste:

• Optički. Iskreni elektronsko-mehanički sistem koji fizički drži kameru u jednom položaju (bar pokušava). Daje vam oštrije fotografije uz minimalan šum i praktično eliminiše potrebu za softverskom obradom.
• Electronic. Ovo su softverski algoritmi. Kamera se i dalje trese, ali analizom nekoliko kadrova stvara se manje-više pristojan rezultat.

Sistem autofokusa

Sam autofokus određuje udaljenost do objekta i shodno tome prilagođava parametre optike kamere. U modernim pametnim telefonima koriste se tri tipa sistema:

• Faza. Specijalni senzori prikupljaju svjetlosne zrake na različitim mjestima u okviru. Svjetlost se zatim dijeli na dva toka i šalje svjetlosnom senzoru kako bi se odredila udaljenost do objekta. Prednosti: visoka preciznost i brzina rada. Nedostaci: visoka cijena, složenost dizajna i njegovih postavki.
• Kontrastno. Analizira se kontrast scene. Pomjeranjem sočiva, kamera pokušava maksimizirati kontrast subjekta u odnosu na pozadinu. Prednosti: kompaktna veličina i niska cijena. Nedostaci: Sistem je sporiji i nije pogodan za dinamične scene.
• Hibrid. Kombinira fazno i kontrastno fokusiranje za postizanje najboljih rezultata.

Softver

Softver se također može smatrati dijelom kamere, jer je direktno uključen u dobijanje rezultata snimanja. Danas vam nijedan pametni telefon ne daje okvire kakve jesu, bez softverske obrade. Sofisticirani algoritmi, koji često koriste ogromnu bazu podataka ili tehnologiju umjetne inteligencije, uređuju svaki snimak kako bi vas "učinili lijepom".

Neobrađene slike neće biti dovoljno svijetle ili jasne. Softver uklanja pretjeranu ekspoziciju, izvlači tamna područja, poboljšava boje, povećava oštrinu. I sve to radi automatski i vrlo brzo.

Ali postoji i loša strana novčića. Agresivno smanjenje šuma može učiniti da fotografija snimljena u sumrak izgleda zrnasto - kao da sadrži mnogo malih tačaka. To degradira detalje i čini boje neprirodnim.

Na šta utiče broj piksela?

Detaljne specifikacije pametnog telefona obično ukazuju na fizičku veličinu matrice kamere - nešto poput 1/2, 6 ″. Na web stranici proizvođača možete pronaći podatke o veličini piksela u matrici. Ovaj parametar utiče na broj tačaka u okviru. Što je veća rezolucija, to su detalji bolje reprodukovani.

Ali ako su pikseli mali, svaki od njih prima malo svjetla i ne može precizno odrediti boju tačke na stvarnoj slici. Kao rezultat, na fotografiji se pojavljuje šum.

Šum je rasute tačke nasumične boje i svjetline. Što je osvjetljenje lošije i kvalitet matrice fotoaparata niži, to će biti više šuma na fotografiji.

Njegov broj u okviru je proporcionalan veličini piksela ili kvadratu dijagonale matrice. Ako uporedimo dvije matrice s tačkama veličine 1,55 µm i 1,1 µm, tada će u okviru s prvom biti upola manji šum.

Važan je i dinamički raspon matrice - njena sposobnost da uhvati cijeli spektar boja i svjetline okolnog svijeta. Jeftini imaju mali domet, a fotografije ispadnu izblijedjele, maglovite.

Zašto proizvođači pametnih telefona jure piksele

Jer kupci uvek žele najviše. Čak i ako u autu od 300 konja morate stajati u saobraćajnoj gužvi ili igrati pasijans na cool gaming kompjuteru.

Koji pametni telefon biste kupili po istoj cijeni: sa kamerom od 12MP ili kamerom od 48MP? Odabirom drugog, dobijate četiri puta više megapiksela za isti novac. Ali vaše fotografije neće biti četiri puta bolje.

Senzor s puno malih piksela jeftiniji je od senzora s velikim pikselima i bolje će se prodavati.

Velike matrice zauzimaju više prostora u pametnom telefonu. Optički sistem za njih također bi trebao biti veći. Shodno tome, biće manje prostora za ostale delove tela. Pametni telefon će postati deblji ili će kamera stršiti. Morat će biti zaštićen kaljenim ili safirnim staklom. I ovo je takođe novac.

Teško je prodati debeli, skupi pametni telefon. Lakše je naručiti matrice s velikim brojem malih piksela i provesti glasnu marketinšku kampanju: na fotografiju kamere dodajte automatski pečat "snimljeno sa 48MP supermegaflagmanom", tako da svi znaju da je neko kupio novi pametni telefon. I neka obožavatelji i profesionalci koriste DSLR.

Iako je Nokia, na primer, rizikovala i dobila legendarne pametne telefone Lumia 1020 sa kamerama od 41 megapiksela. I to 2013. godine!

Od čega zapravo zavisi kvalitet fotografije?

Matrica i veličina piksela

Ako uzmete dvije matrice iste rezolucije, onda će se potencijalno dobiti fotografija boljeg kvaliteta s većom od njih. Tamo su pikseli veći, što znači da više fotona pada na svaki pri snimanju. Kao rezultat toga, podpikseli mogu preciznije odrediti boju određene tačke.

Čini se da ako su u jednoj matrici pikseli veličine 1,4 mikrona, au drugoj - 1,2 mikrona, oni su praktički isti. Ali 17% je opipljiva razlika koja će se definitivno pokazati u kvaliteti fotografija i video zapisa, posebno ako snimate pri slabom svjetlu.

Još jedna važna točka je udaljenost između susjednih piksela. U malim matricama, proizvođači iskreno štede na tome. U većim vam mogu omogućiti da kvalitativno odvojite susjedne piksele tako da ne utiču jedni na druge.

Tehnologija proizvodnje

Nove metode omogućavaju preciznije određivanje intenziteta svjetlosnog toka od manje fotona, što znači da možete osigurati nisku razinu šuma i dobar prikaz boja, čak i ako snimate u sumrak bez blica.

Ali morate čitati i analizirati. Na primjer, HTC One (M7) pametni telefon nudi UltraPixel tehnologiju. Proizvođač je obećao ozbiljno povećanje kvaliteta fotografija i video zapisa.

U stvari, pokazalo se da su UltraPixels samo veći pikseli od 2 mikrona. Može li se ovo smatrati novom tehnologijom? Malo vjerovatno. Poređenja radi: Google Pixel, koji je HTC takođe sastavio i koji je svojevremeno važio za jedan od najboljih telefona sa kamerom na tržištu, imao je matricu sa pikselima od 1,55 mikrona. Veličina kamere nije povećana kako se ne bi povećala debljina pametnog telefona. Rezolucija matrice od 5 megapiksela bila je mala čak i za 2014. godinu. Kao rezultat toga, nije bilo redova za HTC One (M7).

Drugi primjer su tehnologije kao što su Super Pixel ili Quad Pixel. Četiri susedna piksela velike matrice se kombinuju da bi se dobila fotografija niže rezolucije, ali boljeg kvaliteta. Rješenje je isključivo softversko. Ako je matrica tako-tako, efikasnost će biti niska.

Stabilizacija

Optička stabilizacija je uvijek bolja od digitalne. Algoritmi za naknadnu obradu i dalje će se primjenjivati na okvir, a bolje je ako je u početku oštar.

Zoom

Da biste se približili subjektu u kadru, optički zum pomera sočiva, a na kvalitet fotografije praktički ne utiče. Digitalni zum proteže dio slike kako bi popunio cijeli okvir. Ova funkcija je dostupna u bilo kojem uređivaču fotografija, često čak iu standardnoj aplikaciji za kameru. Stoga, nema smisla plaćati digitalni zum.

Sistem autofokusa

Contrast AF je jeftin sistem za osrednje kamere. Autofokus za detekciju faze je prikladan ako snimate djecu, mačke ili sportaše koji brzo trče. Ali idealna opcija je hibridni sistem koji kombinuje prednosti detekcije faze i autofokusa za detekciju kontrasta.

Dijafragma

Budući da se pametni telefon koristi za snimanje u različitim situacijama, kamera sa većim otvorom blende će imati koristi: f / 1, 7 je bolje od f / 2, 0. Što je veća vrijednost (ili manji broj nakon kose crte), što je veći otvor blende i to će biti efikasniji rad u sumrak ili u zatvorenom prostoru.

Brand name

Da, to nije samo alat za oglašavanje. Dešava se da je ista matrica instalirana u kineski pametni telefon i vodeći A-brend. Ali izlazni snimci su veoma različiti.

Ako proizvođač ne ulaže trud i novac u razvoj komponenti, tehnologija i softvera, ne treba očekivati lijepe, jasne okvire. Ako uštedi na svemu, na primjer, stavi jeftine leće sa slabom prozirnošću, to će utjecati na rezultat.

Šta treba zapamtiti

• Deseci megapiksela su prvenstveno marketinški. Kvalitet fotografija i video zapisa ne zavisi direktno od njih.
• Čak 5 ili 8 megapiksela je dovoljno za štampanje slike dobrog kvaliteta na pejzažnom listu. 4K rezolucija ekrana naprednog televizora je oko 8-9 megapiksela. Full HD - samo 2 megapiksela.
• Veći pikseli prikupljaju više svjetla. Rezultat je oštar, dobro detaljan okvir sa prirodnom reprodukcijom boja i bez šuma.
• Ako ne želite da se zamarate teorijom, idite na praksu. Uporedni pregledi pametnih telefona i fotografija s fotoaparata (u punoj veličini i izrezani - izrezani i uvećani fragmenti) omogućit će razumijevanje stvarnog stanja stvari.