Prečo sú preteky o megapixely v smartfónoch absurdné

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 04:09

Kvalita fotografie závisí od mnohých charakteristík, takže 48 megapixelový fotoaparát stále nič nehovorí.

Ako funguje fotoaparát smartfónu

Kamera je komplexná vec: kombinuje senzor, 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 len určité vlnové dĺžky: pre červenú, zelenú alebo modrú (červená, zelená, modrá). Tento farebný model sa nazýva RGB.

Matrica môže byť aj monochromatická, bez farebných filtrov. Na každý z jeho pixelov dopadá trikrát toľko fotónov. Vďaka tomu sú čiernobiele fotografie ostrejšie. Takéto matrice možno použiť na vylepšenie farebného obrazu z iného modulu kamery.

Jednou z hlavných charakteristík matice je rozlíšenie. Odráža, koľko pixelov sa naň zmestí.

Objektív

Maličká šošovka smartfónu je takmer šperk. Vzácny systém obsahuje 4–5 prvkov – zvyčajne 7–8 alebo viac.

V smartfónoch s viacerými kamerami bude mať každá matica svoju vlastnú šošovku. Každý z nich rieši svoj vlastný problém:

• Teleobjektív (teleobjektív) je potrebný na snímanie z veľkej vzdialenosti.
• Široký uhol (shirik) pomôže umiestniť do záberu viac objektov – to je užitočné pri skupinových fotografiách a fotografovaní architektúry.
• Univerzálny objektív vám umožní stredne dobre nasnímať akýkoľvek objekt: od portrétu po krajinu.
• Varifokálna šošovka (zoom) môže priblížiť objekt.

Šošovky pre šošovky smartfónov sú vyrobené zo skla alebo špeciálnych polymérov. Ak je ich priehľadnosť ďaleko od ideálu a prvky nie sú dobre osadené, nečakajte dobré fotografie. Aj keď sa šošovka posunie o niekoľko mikrónov, optický systém sa rozostrí.

Membrána

Membrána je otvor, cez ktorý vstupuje svetlo do fotoaparátu. Od toho závisí, koľko svetla dokáže senzor prijať. Hodnota clony je na výstupe vo formáte f / 1, 7.

Stabilizačný systém

Stabilizácia kompenzuje rozmazanie spôsobené chvením fotoaparátu, napríklad pri snímaní z ruky namiesto použitia statívu. Môže byť dvoch typov:

• Optické. Poctivý elektronicko-mechanický systém, ktorý fyzicky drží fotoaparát v jednej polohe (aspoň to skúša). Poskytuje ostrejšie fotografie s minimálnym šumom a prakticky eliminuje potrebu softvérového spracovania.
• Elektronické. Toto sú softvérové algoritmy. Fotoaparát sa stále trasie, no rozborom niekoľkých záberov vznikne viac-menej slušný výsledok.

Systém automatického zaostrovania

Autofocus sám určí vzdialenosť k objektu a podľa toho prispôsobí parametre optiky fotoaparátu. V moderných smartfónoch sa používajú tri typy systémov:

• Fáza. Špeciálne senzory zbierajú svetelné lúče na rôznych miestach rámu. Svetlo sa potom rozdelí na dva prúdy a pošle sa do svetelného senzora na určenie vzdialenosti k objektu. Výhody: vysoká presnosť a rýchlosť práce. Nevýhody: vysoká cena, zložitosť dizajnu a jeho nastavenia.
• Kontrastné. Analyzuje sa kontrast scény. Posunutím šošoviek sa fotoaparát snaží maximalizovať kontrast objektu voči pozadiu. Výhody: kompaktné rozmery a nízke náklady. Nevýhody: Systém je pomalší a nie je vhodný pre dynamické scény.
• Hybrid. Kombinuje fázové a kontrastné zaostrovanie na dosiahnutie najlepších výsledkov.

softvér

Za súčasť fotoaparátu možno považovať aj softvér, pretože sa priamo podieľa na získaní výsledku natáčania. Dnes vám žiadny smartfón neposkytne snímky také, aké sú, bez softvérového spracovania. Sofistikované algoritmy, často využívajúce rozsiahlu databázu alebo technológiu umelej inteligencie, upravujú každý záber tak, aby ste boli krásni.

Nespracované obrázky nebudú dostatočne jasné alebo jasné. Softvér odstraňuje preexponovanie, vykresľuje tmavé oblasti, zlepšuje farby, zvyšuje ostrosť. A to všetko robí automaticky a veľmi rýchlo.

Ale minca má aj negatívnu stránku. Agresívna redukcia šumu môže spôsobiť, že fotografia zachytená za súmraku bude zrnitá – ako keby obsahovala veľa malých škvŕn. To zhoršuje detaily a robí farby neprirodzenými.

Čo ovplyvňuje počet pixelov?

Podrobné špecifikácie smartfónu zvyčajne označujú fyzickú veľkosť matrice fotoaparátu - niečo ako 1/2, 6 ″. Na stránke výrobcu nájdete údaje o veľkosti pixelov v matici. Tento parameter ovplyvňuje počet bodov v rámci. Čím vyššie rozlíšenie, tým lepšie sú reprodukované detaily.

Ak sú však pixely malé, každý z nich dostáva málo svetla a nedokáže presne určiť farbu bodu na skutočnom obrázku. V dôsledku toho sa na fotografii objaví šum.

Šum sú rozptýlené body náhodnej farby a jasu. Čím horšie je osvetlenie a čím nižšia je kvalita matrice fotoaparátu, tým viac šumu bude na fotografii.

Jeho počet v rámci je úmerný veľkosti pixelov alebo štvorcu uhlopriečky matice. Ak porovnáme dve matice s pixelmi s veľkosťou 1, 55 µm a 1, 1 µm, potom v snímke s prvou bude polovičný šum.

Dôležitý je aj dynamický rozsah matice – jej schopnosť zachytiť celé spektrum farieb a jasu okolitého sveta. Tie lacné majú malý rozsah a fotografie sa ukážu ako vyblednuté, zahmlené.

Prečo sa výrobcovia smartfónov naháňajú za pixelmi

Pretože kupujúci chcú vždy najviac. Aj keď v aute pre 300 koní musíte stáť v zápche alebo hrať solitaire na cool hernom počítači.

Ktorý smartfón by ste si kúpili za rovnakú cenu: s 12 MP alebo 48 MP fotoaparátom? Výberom druhého získate štyrikrát viac megapixelov za rovnaké peniaze. Ale vaše fotografie nebudú štyrikrát lepšie.

Snímač s množstvom malých pixelov je lacnejší ako snímač s veľkými pixelmi a bude sa lepšie predávať.

Veľké matrice zaberajú viac miesta vo vnútri smartfónu. Väčší by mal byť aj optický systém pre ne. V súlade s tým bude v karosérii menej miesta pre ostatné časti. Smartfón zhrubne alebo vytŕča fotoaparát. Ten bude musieť byť chránený tvrdeným alebo zafírovým sklom. A toto sú tiež peniaze.

Predať tučný a drahý smartfón je ťažké. Je jednoduchšie objednať matrice s veľkým počtom malých pixelov a viesť hlasnú marketingovú kampaň: pridajte na fotografiu fotoaparátu automatickú pečiatku „záber 48MP supermegaflagmanom“, aby každý vedel, že si niekto kúpil nový smartfón. A nechajte fanúšikov a profesionálov používať DSLR.

Hoci napríklad Nokia sa chopila šance a dostala legendárne smartfóny Lumia 1020 so 41 megapixelovými fotoaparátmi. A to je rok 2013!

Od čoho naozaj závisí kvalita fotografie?

Veľkosť matice a pixelov

Ak zoberiete dve matice rovnakého rozlíšenia, fotografia lepšej kvality bude potenciálne získaná s väčšou z nich. Tam sú pixely väčšie, čo znamená, že na každý dopadá pri streľbe viac fotónov. Vďaka tomu môžu subpixely presnejšie určiť farbu konkrétneho bodu.

Zdá sa, že ak v jednej matici majú pixely veľkosť 1, 4 mikrónov a v druhej 1, 2 mikróny, sú prakticky rovnaké. Ale 17% je citeľný rozdiel, ktorý sa určite prejaví na kvalite fotiek a videí, najmä ak fotíte pri slabom osvetlení.

Ďalším dôležitým bodom je vzdialenosť medzi susednými pixelmi. V malých matriciach na tom výrobcovia úprimne šetria. Vo väčších môžu umožniť kvalitatívne oddeliť susedné pixely tak, aby sa navzájom neovplyvňovali.

Technológia výroby

Nové metódy umožňujú presnejšie určiť intenzitu svetelného toku z menšieho počtu fotónov, čo znamená, že si môžete zabezpečiť nízky šum a dobré podanie farieb, aj keď budete fotiť za šera bez blesku.

Ale treba čítať a analyzovať. Napríklad smartfón HTC One (M7) ponúkal technológiu UltraPixel. Výrobca sľuboval poriadny nárast kvality fotografií a videí.

V skutočnosti sa ukázalo, že UltraPixels sú len väčšie 2 mikrónové pixely. Dá sa to považovať za novú technológiu? nepravdepodobné. Pre porovnanie: Google Pixel, ktorý montovalo aj HTC a ktorý bol svojho času považovaný za jeden z najlepších fotomobilov na trhu, mal maticu s pixelmi 1,55 mikrónu. Veľkosť fotoaparátu nebola zväčšená, aby sa nezväčšila hrúbka smartfónu. Rozlíšenie matice 5 megapixelov bolo malé aj pre rok 2014. Výsledkom bolo, že pri HTC One (M7) neboli žiadne fronty.

Ďalším príkladom sú technológie ako Super Pixel alebo Quad Pixel. Štyri susediace pixely veľkej matice sa kombinujú, aby sa získala fotografia s nižším rozlíšením, ale lepšou kvalitou. Riešenie je čisto softvérové. Ak je matica taká-tak, účinnosť bude nízka.

Stabilizácia

Optická stabilizácia je vždy lepšia ako digitálna. Algoritmy následného spracovania sa budú aj naďalej používať na snímku a je lepšie, ak bude na začiatku ostrá.

Zoom

Aby ste sa priblížili k objektu v zábere, optický zoom posúva šošovky a kvalitu fotografie to prakticky neovplyvní. Digitálny zoom roztiahne časť obrazu tak, aby vyplnil celý rám. Táto funkcia je dostupná v akomkoľvek editore fotografií, často dokonca aj v štandardnej aplikácii fotoaparátu. Preto nemá zmysel platiť za digitálny zoom.

Systém automatického zaostrovania

Contrast AF je lacný systém pre priemerné fotoaparáty. Automatické zaostrovanie s detekciou fázy je vhodné, ak fotíte rýchlo bežiace deti, mačky alebo športovcov. Ideálnou možnosťou je však hybridný systém, ktorý kombinuje výhody fázovej detekcie a automatického zaostrovania s detekciou kontrastu.

Membrána

Keďže smartfón sa používa na snímanie v rôznych situáciách, bude mať prospech fotoaparát s väčšou clonou: f / 1, 7 je lepšie ako f / 2, 0. Čím vyššia hodnota (alebo čím nižšie číslo za lomkou), čím vyššia je clona objektívu a tým bude efektívnejšia. pracujte za súmraku alebo v interiéri.

Názov značky

Áno, nie je to len 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 námahu a peniaze do vývoja komponentov, technológií a softvéru, nemali by ste očakávať krásne, jasné rámy. Ak sa na všetkom ušetrí, napríklad si nasadí lacné šošovky so slabou priehľadnosťou, odrazí sa to na výsledku.

Čo si zapamätať

• Desiatky megapixelov sú predovšetkým marketing. Kvalita fotografií a videí od nich priamo nezávisí.
• Dokonca aj 5 alebo 8 megapixelov stačí na vytlačenie kvalitného obrázka na list na šírku. Rozlíšenie 4K obrazovky pokročilého televízora je približne 8-9 megapixelov. Full HD – iba 2 megapixely.
• Väčšie pixely zbierajú viac svetla. Výsledkom je ostrý, detailne prepracovaný rám s prirodzenou reprodukciou farieb a bez šumu.
• Ak sa nechceš trápiť teóriou, choď do praxe. Porovnávacie recenzie smartfónov a fotografie z fotoaparátov (v plnej veľkosti a orezané - orezané a zväčšené fragmenty) umožnia pochopiť skutočný stav vecí.