Ką sako išmaniųjų telefonų fotoaparatų savybės ir ar galite jomis pasitikėti?

2024 Autorius: Malcolm Clapton | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 04:04

Lifehacker pasakoja, kaip išsiaiškinti dešimtis megapikselių ir skirtingus židinio nuotolius.

Išmaniųjų telefonų kūrimo aušroje išsiskyrė atskira kategorija – telefonas su kamera: šiose programėlėse didžiausias dėmesys buvo skiriamas kamerai. Dabar kiekvienas pavyzdinis beveik kiekvieno prekės ženklo modelis bando pritraukti dėmesį sudėtingiausiu ir įdomiausiu fotoaparato įgyvendinimu. Įrenginių charakteristikas maskuoja skambūs žodžiai, drąsūs šūkiai, didžiuliai skaičiai ir savais technologijų pavadinimai. Tačiau ar įmanoma iš jų atimti ką nors naudingo ir suprasti, ar ši kamera pajėgi sukurti neblogą vaizdą? Išsiaiškinkime tai dabar.

Pagrindinės išmaniųjų telefonų kamerų savybės

Išmaniojo telefono fotoaparato charakteristikos iš esmės yra tokios pačios kaip ir bet kurio skaitmeninio fotoaparato. Bet jūs turite suprasti, už ką atsakingas tas ar tas parametras.

megapikselių

Gamintojai reklaminėse kampanijose skiria jiems didžiausią dėmesį. Pikselis yra šviesai jautrus fotoaparato jutiklio elementas arba fotodiodas. Jį sudaro keturi subpikseliai, kurių kiekvienas dėl šviesos filtrų praleidžia tik savo atspalvio šviesą. Dažniausiai tai yra raudona, mėlyna ir žalia. Iš šių spalvų derinio gaunamas reikiamo atspalvio ir norimo ryškumo taškas.

Kai kurie gamintojai atsisako populiariausios schemos ir prie raudonos, mėlynos ir žalios spalvų filtrų prideda baltą arba geltoną spalvą. Tokiu atveju fotodiodas fiksuoja daugiau šviesos ir vaizdai yra ryškesni.

Megapikseliai parodo, kokia raiška fotoaparatas gali fotografuoti, tai yra, iš kiek milijonų pikselių sudarys galutinis vaizdas.

Šiandien daugelis gamintojų pristato išmaniuosius telefonus su 48, 64 arba 108 megapikselių kameromis, veikiančiomis taškų sujungimo režimu. Tokiuose jutikliuose pikseliai susideda ne iš keturių, o iš 16 subpikselių, sujungtų keturiais. Pavyzdžiui, klasikiniame jutiklyje vienas pikselis susideda iš vieno mėlyno, dviejų žalių ir vieno raudono subpikselio, o didelės raiškos fotoaparatuose jį sudaro keturi mėlyni, aštuoni žali ir keturi raudoni subpikseliai.

Didinant pikselių skaičių, didėja šviesos jautrumas ir auga vaizdo dinaminis diapazonas – skirtumas tarp tamsiausių ir šviesiausių nuotraukos sričių. Tačiau tuo pačiu metu 48 megapikselių kameros dėl tokio derinio iš tikrųjų sukuria 12 megapikselių raiškos vaizdus. Ir čia nėra nieko blogo: taip yra, kai kiekybė virsta kokybe, o 4000 × 3000 raiškos (tų pačių 12 megapikselių) nuotraukų publikavimui socialiniuose tinkluose visiškai pakanka.

Jutiklio dydis

Tai bene svarbiausias išmaniojo telefono kameros elementas. Jutiklio dydis rodo sritį, kurioje yra šviesai jautrūs diodai. Kuo didesnis jutiklis, tuo didesni gali būti patys pikseliai, o kuo didesnis pikselis, tuo geriau jis paima šviesą. Įprasti pikselių dydžiai šiuolaikiniuose mobiliųjų kamerų jutikliuose yra nuo 0,8 iki 2,4 mikrono, tačiau pastarasis yra tiksliai pasiekiamas sujungiant subpikselius, apie kuriuos kalbėjome ankstesnėje pastraipoje.

Kuo daugiau šviesos jutiklis gali užfiksuoti, tuo geresni bus fotoaparato užfiksuoti vaizdai. Tai ypač svarbu fotografuojant prasto apšvietimo sąlygomis. Ir tokioje situacijoje gali pasirodyti, kad jutiklis su mažesniu didesnių pikselių skaičiumi sukurs geresnį vaizdą nei jutiklis su didesniu mažesnių pikselių skaičiumi, nes kiekvienas fotodiodas pagavo daugiau šviesos ir atitinkamai daugiau informacijos.

Tai reiškia, kad fotoaparatas, kurio specifikacijose yra mažiau pikselių, gali pranokti fotoaparatą su dideliu pikselių skaičiumi dėl to, kad patys pikseliai yra didesni.

Šiuolaikiniuose išmaniuosiuose telefonuose jutiklių matmenys nurodomi trupmeninėmis colio dalimis. Didžiausias jutiklis – 50 megapikselių Samsung ISOCELL GN2 – sumontuotas „Xiaomi Mi 11 Ultra“: jo įstrižainė yra 1/1, 12 colių.

Objektyvai

Naudojami objektyvai daro didelę įtaką vaizdo kokybei. Jie susideda iš lęšių – skaidrių plokščių, turinčių tam tikras optines savybes. Pagrindinė objektyvo funkcija yra teisingai iškraipyti krintančios šviesos spindulį. Iškraipymo tipas priklauso nuo plokštės formos.

Lęšiai dažniausiai susideda iš kelių lęšių, nes vieno neužtenka. Skirtingo tankio lenkti ir įgaubti lęšiai kaitaliojasi vienas su kitu. Teisingas objektyvo pasirinkimas ir padėtis turės įtakos vaizdo aiškumui ir kontrastui. Naudojant lenktus lęšius, gali atsirasti optinių iškraipymų. Kai kuriuose objektyvuose, pavyzdžiui, plataus kampo objektyvuose, iškraipymas, priešingai, tapo stilistiniu bruožu. Tiesa, kai kurie įrenginiai juos programiškai koreguoja papildomo apdorojimo etape.

Šiuolaikiniuose išmaniuosiuose telefonuose fotoaparato moduliai susideda iš kelių objektyvų, kurių kiekvienas turi savo jutiklį, tinkantį konkrečiai užduočiai atlikti. Dažniausiai tai yra standartiniai, plataus kampo ir makro objektyvai. Tuo pačiu negalima teigti, kad išmanieji telefonai su keliais objektyvais akivaizdžiai fotografuoja geriau nei su vienu: tai priklauso nuo konkretaus įrenginio įdiegimo. Gali atsitikti taip, kad tarp daugybės kamerų viename modulyje nei viena neduos priimtino rezultato, o kiekis nevirs kokybe.

Židinio nuotolis ir diafragma

Kuo mažesnis židinio nuotolis, tuo didesnis objektyvo matymo kampas, ir atvirkščiai – objektyvai su dideliu židinio nuotoliu fotografuoja toli, bet tuo pačiu ir mažu matymo kampu.

Diafragma rodo, kiek šviesos per objektyvą patenka į fotoaparato jutiklį. Dauguma išmaniųjų telefonų turi fiksuotą diafragmą, kuri yra židinio nuotolio ir fotoaparato įvado dydžio santykis.

Kuo daugiau šviesos patenka į jutiklį ir kuo didesnis fotoaparato įėjimas, tuo mažesnis lauko gylis, tai yra, bus sufokusuotas tik objektas, o fonas už jo bus neryškus.

Norėdami padidinti lauko gylį, turite sumažinti įėjimą, tačiau tai taip pat sumažins ryškumą. Išmaniuosiuose telefonuose tai dažniausiai pasiekiama programiškai. Tačiau šiuolaikiniuose įrenginiuose naudojami moduliai su keliais objektyvais – su skirtingų dydžių, skirtingų židinio nuotolių ir diafragmų objektyvais. Taigi, užuot pasikliavę programine įranga, galite perjungti objektyvus.

Šiandien išmanieji telefonai aprūpinti pažangiomis automatinio fokusavimo sistemomis. Pavyzdžiui, naudojant PDAF technologiją, kai kurie fotoaparato jutiklio taškai naudojami kaip židinio taškai. Du gretimi pikseliai yra išdėstyti taip, kad vienas iš jų suvoktų iš viršaus, o kitas iš apačios sklindantį šviesos srautą, o sistema sureguliuoja židinį, jei ant pikselių patenka skirtingi šviesos kiekiai.

Taip pat yra lazerinis ir kontrastinis automatinis fokusavimas. Kai kurios įmonės naudoja kameras technologijas, kurios leidžia fokusuoti į konkrečius objektus kadre, pavyzdžiui, atpažinti veidus ir padaryti juos aiškesnius.

Padidinti

Priartinimas parodo, kaip arti gali būti vaizdas. Yra dvi priartinimo parinktys: skaitmeninis ir optinis. Skaitmeninis tiesiog padidina ir apkarpo viso dydžio vaizdą. Optinis lęšis padidinimui naudoja specialius lęšius, kurie dėl teisingos lęšių sistemos gali atrodyti toli.

Tobulėjant kameroms išmaniuosiuose telefonuose, pradėjo atsirasti vis daugiau modulių su optiniu priartinimu – dažniausiai 2X arba 3X. Tačiau yra ir variantų, kuriuos gamintojai vadina periskopais. Tokiuose objektyvuose naudojama lęšių ir veidrodžių sistema, esanti į šonus išmaniojo telefono korpuse, ir dėl jų galima gauti, pavyzdžiui, penkis kartus didesnę mastelį. Kaip arti galite priartėti prie vaizdo, priklauso nuo židinio nuotolio.

Didžiausias optinis priartinimas, kurį šiandien siūlo išmanieji telefonai, yra 10 kartų. Jis randamas „Huawei P40 Pro +“(jame naudojamas tas pats „periskopas“) ir atskiruose „Samsung Galaxy S21 Ultra“objektyvuose. Tais atvejais, kai toks stiprus priartinimas nereikalingas, šie išmanieji telefonai turi ir mažesnio padidinimo objektyvus – tris kartus.

Pagalbiniai jutikliai

Šviesos jutikliai, gylio jutikliai, tolimačiai, lidarai – visos šios sistemos padeda išmaniajam telefonui suprasti, kur yra fotografuojami objektai, kaip jie apšviesti, juda ar ne. Išmanusis telefonas naudoja gautus duomenis tiek vaizdo ieškiklyje, tiek papildomo apdorojimo procese, pildydamas ir redaguodamas vaizdą.

Jutiklių raiška toli gražu nėra svarbiausias parametras: pakanka labai mažo pikselių skaičiaus, kad jie gerai atliktų savo funkcijas. Todėl nereikėtų nustebti pamatę, pavyzdžiui, 2 megapikselių raiškos gylio jutiklį: jo darbui jų užtenka.

Vaizdo įrašo skyra ir kadrų dažnis

Vaizdo įrašo raiška nurodo, kiek pikselių bus viename kadre. O kadrų dažnis – kiek tokių kadrų per sekundę bus nufotografuota.

Didėjant pikselių skaičiui, tobulėja vaizdo detalumas ir aiškumas. Didėjant kadrų dažniui, suliejimo efektas mažėja, vaizdo įrašas atrodo ryškesnis ir geriau suvokiamas žmogaus akimi. Be to, dideliu kadrų dažniu užfiksuotą vaizdo įrašą galima sulėtinti iki pažįstamo 24 kadrų per sekundę greičiu, kad gautumėte įdomų sulėtinto vaizdo efektą.

HDR

HDR reiškia didelį dinaminį diapazoną, kuris yra didelis skirtumas tarp tamsiausių ir šviesiausių vaizdo dalių. Kamera HDR režimu padaro kelias nuotraukas (vaizdo įrašymo atveju - kadrus) su skirtinga ekspozicija ir jas sujungia, subalansuodama šviesias ir tamsias sritis. Dėl to galima pasiekti didesnį kontrastą ir vaizdo detalumą.

Papildomo apdorojimo magija

Sausos išmaniųjų telefonų kamerų charakteristikos, žinoma, glumina ir gąsdina. O pagrindinė problema yra ta, kad nerealu vien iš šių skaičių suprasti, kaip fotografuos išmaniojo telefono kamera.

Be objektyvų ir jutiklių sistemos aplink fotoaparatą, taip pat yra vaizdo procesoriaus ir papildomo apdorojimo programinės įrangos laidai - algoritmai, analizuojantys gautus duomenis ir naudojantys įvairius patentuotus stiprintuvus. Todėl įmonės, naudojantys tuos pačius jutiklius, dėl skirtingų papildomo apdorojimo sistemų gali gauti visiškai skirtingus vaizdus.

Kiekvienas gamintojas turi savo požiūrį į spalvų perteikimą ir objektų ribų analizę. Kiekviena įmonė naudoja daugybę gudrybių ir technologijų, kad galų gale susidarytų įvaizdį, atitinkantį jos grožio jausmą. Kai kurie prekių ženklai naudoja mašininį mokymąsi, kad teisingai atpažintų objektus kadre ir kaip jie turėtų atrodyti idealiai. Visa tai taip pat yra apdorojimo dalis.

Paimkime paprastą pavyzdį tarp gana populiarių išmaniųjų telefonų. „Realme 7 Pro“ir „Samsung Galaxy M51“pagrindinės kameros yra sukurtos ant tų pačių jutiklių – „Sony IMX682“. Tai 64 megapikselių jutiklis, maitinamas Quad Bayer subpikselių agregavimo sistema ir sukuria 16 megapikselių raiškos vaizdus (tačiau gali veikti ir viso dydžio režimu). Nepaisant to, kad jie turi tuos pačius jutiklius, patys vaizdai yra visiškai skirtingi.

„Samsung“spalvų perteikimas dienos šviesoje yra sultingesnis ir ryškesnis, nors ir nepersotintas. Nuotraukos iš „Realme 7 Pro“gavo kiek švelnesnę ir tikroviškesnę gamą, tačiau kartais jose prarandamos smulkių detalių ribos, pavyzdžiui, atskiri žolės stiebai, nufotografuoti gana toli. „Samsung“papildomo apdorojimo ir triukšmo mažinimo sistema aiškiai apibrėžia ribas, tačiau tai kartais sukuria dirbtinumo jausmą. Supainioti nuotraukas, darytas šiais telefonais, nepavyks, nepaisant tų pačių jutiklių.

Iš charakteristikų negalima suprasti, kaip vyksta tolesnis vaizdų apdorojimas konkrečiame telefone. Čia padės tik profesionalūs atsiliepimai su bandomomis nuotraukomis, darytomis įvairiais režimais.

Netikėkite megapikseliais

Specifikacijos negarantuoja vaizdo kokybės. Negalima ginčytis, kad 108 megapikselių kamera fotografuos geriau nei 64 megapikselių kamera, nes be megapikselių rezultatui įtakos turi ir kiti kameros parametrai.

Pirmiausia reikia atkreipti dėmesį į jutiklio dydį: kuo jis didesnis, tuo daugiau šviesos gauna, o nuo šviesos kiekio tiesiogiai priklauso vaizdo kokybė. Kitas pagal svarbą yra vaizdo papildomo apdorojimo sistemos aparatinė dalis, o tada programinė įranga. Kaip jie veikia, galima suprasti tik pamačius nuotraukas, darytas telefonu su šia sistema.

Vienintelė galimybė – pasitikėti apžvalgomis, kuriose publikuojamos bandomosios nuotraukos skirtingomis fotografavimo sąlygomis: esant skirtingoms apšvietimo sąlygoms, judant, skirtingais atstumais ir pan. Ir nepamirškite, kad pagrindiniai fotografo ir operatoriaus įrankiai yra tiesios rankos ir galimybė užfiksuoti akimirką. O visa kita yra antraeilė.