Zašto je trka za megapiksela u pametnim telefonima apsurdna

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 03:58

Kvaliteta fotografije ovisi o mnogim karakteristikama, pa kamera od 48 megapiksela i dalje ništa ne govori.

Kako radi kamera pametnog telefona

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

Matrica

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

Također, 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 se matrice mogu koristiti za poboljšanje slike u boji s drugog modula kamere.

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

Leće

Sitna leća pametnog telefona gotovo je komad nakita. Rijetki sustav uključuje 4-5 elemenata - obično 7-8 ili više.

U pametnim telefonima s više kamera, svaka matrica će imati svoju leću. Svaki od njih rješava svoj problem:

• Telefoto objektiv (telefoto) potreban je za snimanje s velike udaljenosti.
• Široki kut (shirik) pomoći će da stane više objekata u okvir - to je korisno za grupne fotografije i arhitektonske fotografije.
• Univerzalni objektiv će vam omogućiti umjereno dobro snimanje bilo kojeg objekta: od portreta do krajolika.
• Varifokalna leća (zumiranje) može približiti objekt.

Leće za leće za pametne telefone izrađene su od stakla ili posebnih polimera. Ako je njihova prozirnost daleko od idealne, a elementi nisu dobro uklopljeni, ne očekujte dobre fotografije. Čak i ako se leća pomakne za nekoliko mikrona, optički sustav će se defokusirati.

Dijafragma

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

Sustav stabilizacije

Stabilizacija kompenzira zamućenje zbog podrhtavanja fotoaparata, kao što je pri snimanju iz ruke, a ne korištenjem stativa. Može biti dvije vrste:

• Optički. Iskreni elektroničko-mehanički sustav koji fizički drži kameru u jednom položaju (barem pokušava). Omogućuje vam oštrije fotografije uz minimalan šum i praktički eliminira potrebu za softverskom obradom.
• Elektronički. To su softverski algoritmi. Kamera se i dalje trese, ali analizom nekoliko kadrova stvara se manje-više pristojan rezultat.

Sustav autofokusa

Autofokus sam određuje udaljenost do objekta i sukladno tome prilagođava parametre optike kamere. U modernim pametnim telefonima koriste se tri vrste sustava:

• Faza. Posebni senzori prikupljaju svjetlosne zrake na različitim točkama u okviru. Svjetlost se zatim dijeli u 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 prizora. Pomicanjem objektiva, kamera pokušava maksimalno povećati kontrast subjekta u odnosu na pozadinu. Prednosti: kompaktna veličina i niska cijena. Nedostaci: Sustav je sporiji i nije prikladan za dinamične scene.
• Hibrid. Kombinira fazno i kontrastno fokusiranje za postizanje najboljih rezultata.

Softver

Softver se također može smatrati dijelom kamere, jer je izravno uključen u dobivanje 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".

Sirove 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 točkica. To degradira detalje i čini boje neprirodnima.

Na što utječe 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 utječe na broj točaka u okviru. Što je razlučivost veća, to se detalji bolje reproduciraju.

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

Šum je raspršene točkice slučajne boje i svjetline. Što je osvjetljenje lošije i matrica fotoaparata niža kvaliteta, to će biti više šuma na fotografiji.

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

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

Zašto proizvođači pametnih telefona jure piksele

Jer kupci uvijek žele najviše. Čak i ako u autu od 300 konja morate stajati u prometnoj gužvi ili igrati pasijans na cool gaming računalu.

Koji pametni telefon biste kupili za istu cijenu: s kamerom od 12 MP ili s kamerom od 48 MP? Odabirom drugog dobivate 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 unutar pametnog telefona. Optički sustav za njih također bi trebao biti veći. Sukladno tome, bit će manje mjesta za ostale dijelove u tijelu. Smartfon će postati deblji ili će kamera stršiti. Morat će biti zaštićen kaljenim ili safirnim staklom. A ovo je također novac.

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

Iako je Nokia, primjerice, riskirala i dobila legendarne pametne telefone Lumia 1020 s kamerama od 41 megapiksela. I to 2013. godine!

O čemu zapravo ovisi kvaliteta fotografije?

Veličina matrice i piksela

Ako uzmete dvije matrice iste razlučivosti, onda će se fotografija bolje kvalitete potencijalno dobiti s većom od njih. Tamo su pikseli veći, što znači da pri snimanju na svaki padne više fotona. Kao rezultat toga, podpikseli mogu točnije odrediti boju određene točke.

Čini se da ako su u jednoj matrici pikseli veličine 1,4 mikrona, au drugoj - 1,2 mikrona, oni su praktički isti. No 17% je opipljiva razlika koja će se svakako očitovati u kvaliteti fotografija i videa, pogotovo ako snimate pri slabom osvjetljenju.

Druga 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 utječu jedni na druge.

Tehnologija proizvodnje

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

Ali morate čitati i analizirati. Primjerice, pametni telefon HTC One (M7) nudio je UltraPixel tehnologiju. Proizvođač je obećao ozbiljno povećanje kvalitete fotografija i videa.

U stvari, UltraPixeli su se pokazali samo većim pikselima od 2 mikrona. Može li se to smatrati novom tehnologijom? malo vjerojatno. Za usporedbu: Google Pixel, koji je HTC također sastavio i koji je svojedobno važio za jedan od najboljih telefona s kamerom na tržištu, imao je matricu s 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 poput Super Pixela ili Quad Pixela. Četiri susjedna piksela velike matrice se kombiniraju kako bi se dobila fotografija niže rezolucije, ali bolje kvalitete. Rješenje je isključivo softversko. Ako je matrica tako-tako, učinkovitost će biti niska.

Stabilizacija

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

Zum

Kako bi se približili objektu u kadru, optički zum pomiče leće, a na kvalitetu fotografije praktički ne utječe. Digitalno zumiranje proteže dio slike kako bi ispunio cijeli okvir. Ova je značajka dostupna u bilo kojem uređivaču fotografija, često čak iu standardnoj aplikaciji za fotoaparat. Stoga nema smisla plaćati digitalni zum.

Sustav autofokusa

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

Dijafragma

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

Naziv robne marke

Da, to nije samo alat za oglašavanje. Događa se da je ista matrica instalirana u kineski pametni telefon i vodeću marku A. Ali izlazni snimci su vrlo različiti.

Ako proizvođač ne ulaže trud i novac u razvoj komponenti, tehnologija i softvera, ne biste trebali očekivati lijepe, jasne okvire. Ako uštedi na svemu, na primjer, stavi jeftine leće loše prozirnosti, to će utjecati na rezultat.

Što treba zapamtiti

• Deseci megapiksela prvenstveno su marketinški. Kvaliteta fotografija i videa ne ovisi izravno o njima.
• Čak 5 ili 8 megapiksela dovoljno je za ispis slike dobre kvalitete na pejzažnom listu. 4K razlučivost zaslona naprednog televizora je oko 8-9 megapiksela. Full HD - samo 2 megapiksela.
• Veći pikseli prikupljaju više svjetla. Rezultat je oštar okvir s dobrim detaljima s prirodnom reprodukcijom boja i bez šuma.
• Ako se ne želiš zamarati teorijom, idi na praksu. Usporedni pregledi pametnih telefona i fotografija s fotoaparata (u punoj veličini i izrezani - izrezani i uvećani fragmenti) omogućit će razumijevanje stvarnog stanja stvari.