Γιατί ο αγώνας για megapixel σε smartphone είναι παράλογος
Συσκευές / / January 06, 2021
Πώς λειτουργεί η κάμερα smartphone
Η κάμερα είναι ένα πολύπλοκο πράγμα: συνδυάζει έναν αισθητήρα, ένα οπτικό σύστημα, έναν ελεγκτή και άλλα βοηθητικά στοιχεία, καθώς και λογισμικό για επεξεργασία φωτογραφιών και βίντεο. Ας εξετάσουμε κάθε στοιχείο με περισσότερες λεπτομέρειες.
Μήτρα
Η μήτρα είναι ένα ορθογώνιο μικροκύκλωμα που αποτελείται από ευαίσθητα στο φως στοιχεία - pixel. Κάθε pixel περιέχει τρία subpixels. Ένα υπο-pixel μεταδίδει μόνο κύματα συγκεκριμένου μήκους: για κόκκινο, πράσινο ή μπλε (κόκκινο, πράσινο, μπλε). Αυτό το χρωματικό μοντέλο ονομάζεται RGB.
Επίσης, η μήτρα μπορεί να είναι μονόχρωμη, χωρίς φίλτρα χρώματος. Τρεις φορές περισσότερα πτώματα πέφτουν σε καθένα από τα pixel του. Το αποτέλεσμα είναι ευκρινέστερες ασπρόμαυρες φωτογραφίες. Τέτοιοι πίνακες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ενίσχυση της έγχρωμης εικόνας από μια άλλη μονάδα κάμερας.
Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά μιας μήτρας είναι η ανάλυση. Αντικατοπτρίζει πόσα pixel ταιριάζουν σε αυτό.
Φακός
Ο μικροσκοπικός φακός smartphone είναι σχεδόν ένα κόσμημα. Ένα σπάνιο σύστημα περιλαμβάνει 4–5 στοιχεία - συνήθως υπάρχουν 7–8 και περισσότερα.
Σε smartphone με πολλές κάμερες, κάθε μήτρα θα έχει το δικό της φακό. Κάθε ένα από αυτά επιλύει το δικό του πρόβλημα:
- Τηλεφακός (τηλεφακό) απαιτείται για λήψη από μεγάλη απόσταση.
- Ευρεία γωνεία (shirik) θα σας βοηθήσει να χωρέσετε περισσότερα αντικείμενα στο πλαίσιο - αυτό είναι χρήσιμο για ομαδικές φωτογραφίες και αρχιτεκτονική λήψης.
- Παγκόσμιος Ο φακός θα σας επιτρέψει να τραβήξετε με μέτριο τρόπο οποιοδήποτε θέμα: από ένα πορτρέτο σε ένα τοπίο.
- Φακός Varifocal (ζουμ) μπορεί να φέρει το θέμα πιο κοντά.
Οι φακοί για φακούς smartphone είναι κατασκευασμένοι από γυαλί ή ειδικά πολυμερή. Εάν η διαφάνεια τους απέχει πολύ από το ιδανικό και τα στοιχεία δεν είναι σωστά τοποθετημένα, μην περιμένετε καλές φωτογραφίες. Ακόμα κι αν ο φακός κινείται μερικά μικρά, το οπτικό σύστημα θα απενεργοποιηθεί.
Διάφραγμα
Το διάφραγμα είναι η οπή μέσω της οποίας το φως εισέρχεται στην κάμερα. Καθορίζει πόσο φως μπορεί να λάβει ο αισθητήρας. Η τιμή διαφράγματος εξάγεται σε μορφή f / 1.7.
Σύστημα σταθεροποίησης
Η σταθεροποίηση αντισταθμίζει το θόλωμα από το κούνημα της κάμερας, όπως κατά τη λήψη φορητών συσκευών αντί για τη χρήση τρίποδου. Μπορεί να είναι δύο τύπων:
- Οπτικός. Ένα ειλικρινές ηλεκτρομηχανικό σύστημα που κρατά φυσικά την κάμερα σε μία θέση (τουλάχιστον προσπαθεί). Σας δίνει καθαρότερες φωτογραφίες με ελάχιστο θόρυβο και σας επιτρέπει να κάνετε σχεδόν χωρίς επεξεργασία λογισμικού.
- Ηλεκτρονικός. Αυτοί είναι αλγόριθμοι λογισμικού. Η κάμερα εξακολουθεί να ανακινείται, αλλά με ανάλυση πολλών καρέ, δημιουργείται ένα περισσότερο ή λιγότερο αξιοπρεπές αποτέλεσμα.
Σύστημα αυτόματης εστίασης
Η αυτόματη εστίαση καθορίζει την απόσταση από το αντικείμενο και προσαρμόζει ανάλογα τις παραμέτρους της οπτικής της κάμερας. Τα σύγχρονα smartphone χρησιμοποιούν τρεις τύπους συστημάτων:
- Φάση. Οι ειδικοί αισθητήρες συλλέγουν ακτίνες φωτός σε διαφορετικά σημεία του πλαισίου. Το φως στη συνέχεια χωρίζεται σε δύο ροές και αποστέλλεται σε έναν αισθητήρα φωτός για να προσδιορίσει την απόσταση από το αντικείμενο. Πλεονεκτήματα: υψηλή ακρίβεια και ταχύτητα εργασίας. Μειονεκτήματα: υψηλή τιμή, πολυπλοκότητα του σχεδιασμού και των ρυθμίσεών του.
- Αντίθετος. Αναλύεται η αντίθεση της σκηνής. Μετακινώντας τους φακούς, η κάμερα προσπαθεί να μεγιστοποιήσει την αντίθεση του θέματος στο φόντο. Πλεονεκτήματα: μικρό μέγεθος και χαμηλό κόστος. Μειονεκτήματα: Το σύστημα είναι πιο αργό και δεν είναι κατάλληλο για σκηνές δράσης.
- Υβρίδιο. Συνδυάζει εστίαση φάσης και αντίθεσης για να έχει τα καλύτερα αποτελέσματα.
Λογισμικό
Το λογισμικό μπορεί επίσης να θεωρηθεί μέρος της κάμερας, επειδή εμπλέκεται άμεσα στην απόκτηση του αποτελέσματος της λήψης. Σήμερα, κανένα smartphone δεν σας παρέχει πλαίσια ως έχουν, χωρίς επεξεργασία λογισμικού. Οι εξελιγμένοι αλγόριθμοι, που συχνά χρησιμοποιούν μια τεράστια βάση δεδομένων ή τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης, επεξεργάζονται κάθε λήψη για να "σας κάνουν όμορφους".
Οι ακατέργαστες εικόνες δεν θα είναι αρκετά φωτεινές ή αρκετά καθαρές. Το λογισμικό αφαιρεί την υπερέκθεση, βγάζει σκοτεινές περιοχές, βελτιώνει τα χρώματα, αυξάνει την ευκρίνεια. Και τα κάνει όλα αυτά αυτόματα και πολύ γρήγορα.
Υπάρχει όμως και το μειονέκτημα του νομίσματος. Η επιθετική μείωση του θορύβου μπορεί να κάνει μια φωτογραφία που τραβήχτηκε το σούρουπο να φαίνεται κοκκώδης - σαν να περιέχει πολλά μικρά σημεία. Αυτό υποβαθμίζει τη λεπτομέρεια και κάνει τα χρώματα αφύσικα.
Τι επηρεάζει ο αριθμός των pixel;
Οι λεπτομερείς προδιαγραφές ενός smartphone συνήθως υποδηλώνουν το φυσικό μέγεθος της μήτρας της κάμερας - περίπου 1 / 2,6 ″. Στον ιστότοπο του κατασκευαστή, μπορείτε να βρείτε δεδομένα σχετικά με το μέγεθος των pixel στη μήτρα. Αυτή η παράμετρος επηρεάζει τον αριθμό των σημείων στο πλαίσιο. Όσο υψηλότερη είναι η ανάλυση, τόσο καλύτερη είναι η αναπαραγωγή των λεπτομερειών.
Αλλά αν τα pixel είναι μικρά, καθένα από αυτά λαμβάνει λίγο φως και δεν μπορεί να προσδιορίσει με ακρίβεια το χρώμα ενός σημείου στην πραγματική εικόνα. Ως αποτέλεσμα, ο θόρυβος εμφανίζεται στη φωτογραφία.
Ο θόρυβος είναι κουκκίδες τυχαίου χρώματος και φωτεινότητας διασκορπισμένων σε όλο το πλαίσιο. Όσο χειρότερος είναι ο φωτισμός και όσο χαμηλότερη είναι η ποιότητα της μήτρας της κάμερας, τόσο περισσότερος θόρυβος θα είναι στη φωτογραφία.
Ο αριθμός του στο πλαίσιο είναι ανάλογος με το μέγεθος των pixel ή το τετράγωνο της διαγώνιας μήτρας. Αν συγκρίνουμε δύο πίνακες με κουκκίδες 1,55 μm και 1,1 μm, τότε το πλαίσιο με το πρώτο θα έχει το μισό θόρυβο.
Η δυναμική εμβέλεια του πίνακα είναι επίσης σημαντική - η ικανότητά της να συλλάβει ολόκληρο το φάσμα των χρωμάτων και τη φωτεινότητα του γύρω κόσμου. Τα φθηνά έχουν μικρή γκάμα και οι φωτογραφίες είναι ξεθωριασμένες, θολές
Γιατί οι κατασκευαστές smartphone κυνηγούν pixel
Επειδή οι αγοραστές θέλουν πάντα το περισσότερο. Ακόμα κι αν σε ένα αυτοκίνητο για 300 άλογα πρέπει να σταθείτε σε μποτιλιάρισμα ή να παίξετε πασιέντζα σε έναν δροσερό υπολογιστή τυχερού παιχνιδιού.
Ποιο smartphone θα αγοράζατε στην ίδια τιμή: με κάμερα 12MP ή 48MP; Επιλέγοντας το δεύτερο, παίρνετε τέσσερις φορές περισσότερα megapixel για τα ίδια χρήματα. Αλλά οι φωτογραφίες σας δεν θα τετραπλασιαστούν.
Ένας αισθητήρας με μεγάλο αριθμό μικρών pixel είναι φθηνότερος από έναν αισθητήρα με μεγάλα pixel και θα πουλά καλύτερα.
Οι μεγάλες μήτρες καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο στο smartphone. Το οπτικό σύστημα για αυτούς θα πρέπει επίσης να είναι μεγαλύτερο. Κατά συνέπεια, θα υπάρχει λιγότερος χώρος για τα υπόλοιπα μέρη στο σώμα. Το smartphone θα γίνει πιο παχύ ή η κάμερα θα κολλήσει. Θα πρέπει να προστατεύεται με σκληρυμένο γυαλί ή ζαφείρι. Και αυτό είναι επίσης χρήμα.
Η πώληση ενός λιπαρού, ακριβού smartphone είναι δύσκολη. Είναι πιο εύκολο να παραγγείλετε πίνακες με μεγάλο αριθμό μικρών εικονοστοιχείων και να πραγματοποιήσετε μια δυνατή καμπάνια μάρκετινγκ: στη φωτογραφία με οι κάμερες προσθέτουν μια αυτόματη σφραγίδα "λήψη με supermegaflagman με 48 megapixels" έτσι ώστε όλοι να γνωρίζουν ότι κάποιος έχει αγοράσει ένα νέο smartphone. Και αφήστε τους θαυμαστές και τους επαγγελματίες να χρησιμοποιούν DSLR.
Αν και η Nokia, για παράδειγμα, ανέλαβε τον κίνδυνο και πήρε τα θρυλικά smartphone Lumia 1020 με κάμερες 41 megapixel. Και αυτό είναι το 2013!
Αυτό που καθορίζει την ποιότητα της φωτογραφίας στην πραγματικότητα
Μέγεθος matrix και pixel
Εάν τραβήξετε δύο πίνακες της ίδιας ανάλυσης, τότε οι φωτογραφίες καλύτερης ποιότητας θα ληφθούν πιθανώς με τη μεγαλύτερη από αυτές. Εκεί, τα pixel είναι μεγαλύτερα, πράγμα που σημαίνει ότι περισσότερα φωτόνια πέφτουν σε κάθε ένα κατά τη λήψη. Ως αποτέλεσμα, τα subpixels μπορούν να προσδιορίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια το χρώμα ενός συγκεκριμένου σημείου.
Φαίνεται ότι εάν σε μια μήτρα τα εικονοστοιχεία έχουν μέγεθος 1,4 μικρά και στην άλλη - 1,2 μικρά, είναι σχεδόν τα ίδια. Αλλά το 17% είναι μια απτή διαφορά που σίγουρα θα εμφανιστεί στην ποιότητα των φωτογραφιών και των βίντεο, ειδικά αν κάνετε λήψη με χαμηλό φωτισμό.
Ένα άλλο σημαντικό σημείο είναι η απόσταση μεταξύ γειτονικών pixel. Σε μικρές μήτρες, οι κατασκευαστές το σώζουν ειλικρινά. Σε μεγαλύτερα, μπορούν να σας επιτρέψουν να διαχωρίσετε ποιοτικά γειτονικά εικονοστοιχεία, έτσι ώστε να μην επηρεάζουν το ένα το άλλο.
Τεχνολογία παραγωγής
Οι νέες μέθοδοι καθιστούν δυνατό τον ακριβέστερο προσδιορισμό της έντασης της φωτεινής ροής από μικρότερο αριθμό φωτονίων και σημαίνει να παρέχει χαμηλό θόρυβο και καλή αναπαραγωγή χρωμάτων, ακόμη και αν τραβάτε το σούρουπο χωρίς λάμψη.
Αλλά πρέπει να διαβάσετε και να αναλύσετε. Για παράδειγμα, το smartphone HTC One (M7) προσφέρει τεχνολογία UltraPixel. Ο κατασκευαστής υποσχέθηκε μια σοβαρή αύξηση της ποιότητας των φωτογραφιών και των βίντεο.
Στην πραγματικότητα, τα UltraPixels αποδείχθηκαν ότι ήταν μόλις μεγαλύτερα pixel 2 μικρών. Μπορεί αυτό να θεωρηθεί νέα τεχνολογία; Απίθανος. Συγκριτικά: το Google Pixel, το οποίο συναρμολόγησε επίσης η HTC και το οποίο κάποτε θεωρήθηκε ένα από τα καλύτερα τηλέφωνα με κάμερα στην αγορά, είχε μια μήτρα με pixel 1,55 μικρά. Το μέγεθος της κάμερας δεν αυξήθηκε έτσι ώστε να μην αυξηθεί το πάχος του smartphone. Η ανάλυση μήτρας 5 megapixels ήταν μικρή ακόμη και για το 2014. Ως αποτέλεσμα, δεν υπήρχαν ουρές για το HTC One (M7).
Ένα άλλο παράδειγμα είναι οι τεχνολογίες όπως το Super Pixel ή το Quad Pixel. Τέσσερα παρακείμενα εικονοστοιχεία ενός μεγάλου πίνακα συνδυάζονται για να λάβουν μια φωτογραφία χαμηλότερης ανάλυσης, αλλά καλύτερης ποιότητας. Η λύση είναι καθαρά λογισμικό. Εάν η μήτρα είναι έτσι, η απόδοση θα είναι χαμηλή.
Σταθεροποίηση
Η οπτική σταθεροποίηση είναι πάντα καλύτερη από την ψηφιακή. Οι αλγόριθμοι μετά την επεξεργασία θα εξακολουθούν να ισχύουν για το πλαίσιο και είναι καλύτερα εάν είναι αρχικά ευκρινείς.
Ανίπταμαι διαγωνίως
Για να πλησιάσετε το θέμα στο πλαίσιο, το οπτικό ζουμ μετατοπίζει τους φακούς και ουσιαστικά δεν επηρεάζεται η ποιότητα της φωτογραφίας. Το ψηφιακό ζουμ τεντώνει μέρος της εικόνας για να γεμίσει ολόκληρο το πλαίσιο. Αυτή η λειτουργία είναι διαθέσιμη σε οποιαδήποτε πρόγραμμα επεξεργασίας φωτογραφιώνσυχνά ακόμη και σε μια τυπική εφαρμογή κάμερας. Επομένως, δεν έχει νόημα να πληρώνετε για ψηφιακό ζουμ.
Σύστημα αυτόματης εστίασης
Το Contrast AF είναι ένα φθηνό σύστημα για μέτριες κάμερες. Η αυτόματη εστίαση ανίχνευσης φάσης είναι κατάλληλη εάν πυροβολείτε παιδιά, γάτες ή αθλητές που τρέχουν γρήγορα. Αλλά η ιδανική επιλογή είναι ένα υβριδικό σύστημα που συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της αυτόματης εστίασης ανίχνευσης φάσης και ανίχνευσης αντίθεσης.
Διάφραγμα
Δεδομένου ότι το smartphone χρησιμοποιείται για λήψη σε διάφορες καταστάσεις, μια κάμερα με μεγαλύτερο διάφραγμα θα επωφεληθεί: το f / 1.7 είναι καλύτερο από το f / 2.0. Όσο υψηλότερη είναι η τιμή (ή όσο χαμηλότερος είναι ο αριθμός μετά την κάθετο), τόσο υψηλότερο είναι το άνοιγμα του φακού και τόσο πιο αποτελεσματικό θα λειτουργεί το σούρουπο ή σε εσωτερικούς χώρους.
Μάρκα
Ναι, δεν είναι μόνο ένα διαφημιστικό εργαλείο. Συμβαίνει ότι το ίδιο matrix είναι εγκατεστημένο στο κινεζικό smartphone και τη ναυαρχίδα της μάρκας Α. Αλλά οι λήψεις εξόδου είναι πολύ διαφορετικές.
Εάν ο κατασκευαστής δεν επενδύει προσπάθεια και χρήματα στην ανάπτυξη εξαρτημάτων, τεχνολογιών και λογισμικού, δεν πρέπει να περιμένετε όμορφα, καθαρά πλαίσια. Εάν σώζει τα πάντα, για παράδειγμα, βάζει φθηνούς φακούς με χαμηλή διαφάνεια, αυτό θα επηρεάσει το αποτέλεσμα.
Τι να θυμάστε
- Δεκάδες megapixel είναι κυρίως μάρκετινγκ. Η ποιότητα των φωτογραφιών και των βίντεο δεν εξαρτάται άμεσα από αυτά.
- Ακόμα και 5 ή 8 megapixel αρκεί για να εκτυπώσετε μια εικόνα καλής ποιότητας σε ένα φύλλο τοπίου. Η ανάλυση οθόνης 4K μιας προηγμένης τηλεόρασης είναι περίπου 8-9 megapixel. Full HD - μόνο 2 megapixel.
- Μεγαλύτερα pixel συλλέγουν περισσότερο φως. Το αποτέλεσμα είναι ένα τραγανό, καλά λεπτομερές πλαίσιο με φυσικά χρώματα και χωρίς θόρυβο.
- Εάν δεν θέλετε να ασχοληθείτε με τη θεωρία, πηγαίνετε στην πρακτική. Συγκριτικές κριτικές για smartphone και φωτογραφίες από κάμερες (πλήρους μεγέθους και περικομμένα - κομμένα και μεγεθυμένα θραύσματα) θα καταστήσουν δυνατή την κατανόηση της πραγματικής κατάστασης.
Διαβάστε επίσης📸
- Πώς να φωτογραφίζετε γάτες: 19 επαγγελματικές συμβουλές
- Πώς να τραβήξετε μια καλή φωτογραφία: 6 βασικές αρχές
- 5 λόγοι για τους οποίους η λήψη με smartphone είναι καλύτερη από μια κανονική κάμερα