Miért abszurd a megapixelért folytatott verseny az okostelefonokban

Hogyan működik az okostelefon kamera

A kamera összetett dolog: integrál egy érzékelőt, egy optikai rendszert, egy vezérlőt és egyéb kiegészítő alkatrészeket, valamint szoftvert a fényképek és videók feldolgozásához. Vizsgáljuk meg az egyes elemeket részletesebben.

Mátrix

A mátrix egy téglalap alakú mikrokapcsolás, amely fényérzékeny elemekből - pixelekből áll. Minden pixel három alpixelt tartalmaz. Egy alpixel csak bizonyos hullámhosszakat továbbít: piros, zöld vagy kék (piros, zöld, kék) esetében. Ezt a színes modellt RGB-nek hívják.

A mátrix monokróm is lehet, színszűrők nélkül. Háromszor annyi foton esik mindegyik képpontjára. Az eredmény élesebb fekete-fehér fotók. Az ilyen mátrixok felhasználhatók egy másik kamera modul színes képének javítására.

A mátrix egyik fő jellemzője a felbontás. Azt tükrözi, hogy hány pixel fér el rajta.

Lencse

Az apró okostelefon lencséje szinte ékszer. Egy ritka rendszer 4-5 elemet tartalmaz - általában 7–8 és több is van.

Több kamerás okostelefonoknál mindegyik mátrixnak meg lesz a saját lencséje. Mindegyikük megoldja saját problémáját:

• Teleobjektív (teleobjektív) szükséges a nagy távolságból történő fényképezéshez.
• Nagylátószögű (shirik) segít több objektum elhelyezésében a keretben - ez hasznos csoportos és építészeti fotózáshoz.
• Egyetemes Az objektív lehetővé teszi, hogy bármilyen témát mérsékelten jól készítsen: portrétól a tájig.
• Varifokális lencse (zoom) közelebb hozhatja a témát.

Az okostelefon lencsék lencséi üvegből vagy speciális polimerekből készülnek. Ha átlátszóságuk korántsem ideális, és az elemek nincsenek megfelelően felszerelve, ne számítsanak jó fotókra. Még akkor is, ha az objektív elmozdít néhány mikronot, az optikai rendszer defókuszál.

Diafragma

A membrán az a lyuk, amelyen keresztül a fény bejut a kamerába. Meghatározza, hogy az érzékelő mennyi fényt képes fogadni. A rekeszérték f / 1.7 formátumban kerül kiadásra.

Stabilizációs rendszer

A stabilizáció kompenzálja a fényképezőgép remegéséből fakadó elmosódást, például állvány használata helyett kézi felvétel készítésekor. Kétféle lehet:

• Optikai. Őszinte elektro-mechanikus rendszer, amely fizikailag egy helyzetben tartja a kamerát (legalább megpróbálja). Tisztább fényképeket ad, minimális zajszint mellett, és szinte szoftveres feldolgozás nélkül teszi lehetővé.
• Elektronikus. Ezek szoftveres algoritmusok. A kamera még mindig remeg, de több képkockát elemezve többé-kevésbé tisztességes eredmény jön létre.

Autofókusz rendszer

Az autofókusz maga határozza meg az objektumtól való távolságot, és ennek megfelelően állítja be a kamera optikájának paramétereit. A modern okostelefonok háromféle rendszert használnak:

• Fázis. A speciális érzékelők összegyűjtik a fénysugarakat a keret különböző pontjain. Ezután a fényt két folyamra osztják, és egy fényérzékelőhöz küldik, hogy meghatározzák az objektumtól való távolságot. Előnyök: nagy pontosság és gyors munkavégzés. Hátrányok: magas ár, a tervezés és a beállítások összetettsége.
• Kontrasztos. A jelenet kontrasztját elemzik. Az objektívek mozgatásával a kamera megpróbálja maximalizálni a téma kontrasztját a háttérrel szemben. Előnyök: kompakt méret és alacsony költség. Hátrányok: A rendszer lassabb és dinamikus jelenetekhez nem megfelelő.
• Hibrid. A fázis és a kontraszt fókuszálásával egyesíti a legjobb eredményt.

Szoftver

A szoftver a kamera részének is tekinthető, mivel közvetlenül részt vesz a felvétel eredményének megszerzésében. Manapság egyetlen okostelefon sem ad olyan kereteket, amilyenek, szoftver nélkül. Kifinomult algoritmusok, amelyek gyakran hatalmas adatbázist vagy mesterséges intelligencia technológiát használnak, minden egyes felvételt úgy szerkesztenek, hogy "szebbé tegyenek".

A nyers képek nem lesznek elég világosak és tiszták. A szoftver eltávolítja a túlexponálást, sötét területeket rajzol ki, javítja a színeket, növeli az élességet. És mindezt automatikusan és nagyon gyorsan teszi.

De van egy hátránya is az érmének. Az agresszív zajcsökkentéssel az alkonyatkor készült fénykép szemcsésnek tűnhet - mintha sok apró foltból állna. Ez rontja a részleteket és természetellenessé teszi a színeket.

Mit befolyásol a pixelek száma?

Az okostelefon részletes jellemzői általában a kamera mátrixának fizikai méretét jelzik - például 1 / 2,6 ″. A gyártó weboldalán a mátrixban megtalálhatók a pixel méretére vonatkozó adatok. Ez a paraméter befolyásolja a keret pontjainak számát. Minél nagyobb a felbontás, annál jobb a részletek reprodukálása.

De ha a képpontok kicsiek, mindegyik kevés fényt kap, és nem tudja pontosan meghatározni a valós kép egy pontjának színét. Ennek eredményeként zaj jelenik meg a fényképen.

A zaj szétszórt véletlenszerű szín és fényerő. Minél rosszabb a megvilágítás és annál rosszabb a kameramátrix minősége, annál nagyobb a zaj a fotón.

A keretben lévő száma arányos a képpont méretével vagy a mátrix átlójának négyzetével. Ha két mátrixot hasonlítunk össze 1,55 µm és 1,1 µm pontokkal, akkor az elsővel rendelkező keretnek a fele zaj lesz.

Fontos a mátrix dinamikus tartománya is - képes a környező világ teljes szín- és fényspektrumának megragadására. Az olcsó kicsi hatótávolsággal rendelkezik, a képek pedig elhalványultak, felhősek.

Miért üldözik az okostelefon-gyártók a képpontokat

Mert a vásárlók mindig a legtöbbet akarják. Még akkor is, ha egy 300 lovas autóban forgalmi dugóban kell állnia, vagy pasziánszot kell játszania egy klassz játék számítógépen.

Melyik okostelefont vásárolná ugyanolyan áron: 12MP-s vagy 48MP-s kamerával? A másodikat választva négyszer több megapixelt kap ugyanazért a pénzért. De a fotóid nem lesznek négyszeresek.

A nagy számú kis pixelű érzékelő olcsóbb, mint a nagy pixelű érzékelő, és jobban fog eladni.

A nagy mátrixok több helyet foglalnak el az okostelefon belsejében. Számukra az optikai rendszernek is nagyobbnak kell lennie. Ennek megfelelően kevesebb hely marad a test többi részének. Az okostelefon vastagabb lesz, vagy a kamera kilóg. Edzett vagy zafír üveggel kell védeni. És ez is pénz.

Kövér, drága okostelefon eladása nehéz. Könnyebb nagy mennyiségű kis képpontot tartalmazó mátrixokat rendelni és hangos marketingkampányt folytatni: a fotón a A kamerák automatikus bélyegzőt adnak hozzá "48 megapixeles szupermegaflagmannal lőtték", hogy mindenki tudja, hogy valaki újat vásárolt okostelefon. És a rajongók és profik használhassák a DSLR-ket.

Bár például a Nokia megragadta az esélyt, és megkapta a legendás Lumia 1020 okostelefont 41 megapixeles kamerákkal. És ez 2013-ban van!

Mi határozza meg a fénykép minőségét a valóságban

Mátrix és pixel méret

Ha két ugyanolyan felbontású mátrixot készít, akkor a jobb minőségű fotókat nagyobbakkal készítheti el. Ott a képpontok nagyobbak, ami azt jelenti, hogy mindegyikre több foton esik fényképezéskor. Ennek eredményeként az alpontok pontosabban meghatározhatják egy adott pont színét.

Úgy tűnik, hogy ha az egyik mátrixban a pixelek mérete 1,4 mikron, a másikban pedig - 1,2 mikron, akkor gyakorlatilag megegyeznek. A 17% azonban kézzelfogható különbség, amely mindenképpen megmutatkozik a fényképek és videók minőségében, különösen, ha gyenge fényviszonyok mellett fényképez.

Egy másik fontos pont a szomszédos pixelek közötti távolság. Kis mátrixokban a gyártók őszintén szólva spórolnak rajta. Nagyobbaknál lehetővé tehetik a szomszédos pixelek minőségi elkülönítését, hogy azok ne befolyásolják egymást.

Gyártástechnológia

Új módszerek lehetővé teszik a fényáram intenzitásának pontosabb meghatározását kisebb számú fotonból, és az alacsony zajszint és a jó színvisszaadás biztosítása, még akkor is, ha alkonyatkor fényképez vaku.

De el kell olvasnod és elemezned. Például a HTC One (M7) okostelefon UltraPixel technológiát kínált. A gyártó a fényképek és videók minőségének komoly növekedését ígérte.

Valójában az UltraPixelek csak nagyobbnak bizonyultak, 2 mikronos pixelek. Ez új technológiának tekinthető? Valószínűtlen. Összehasonlításképpen: a Google Pixel, amelyet a HTC is összeállított, és amelyet egy időben a piac egyik legjobb kameratelefonjának számítottak, 1,55 mikronos képpontú mátrixú volt. A kamera méretét nem növelték, hogy ne növekedjen az okostelefon vastagsága. Az 5 megapixeles mátrix felbontás még 2014-re is kicsi volt. Ennek eredményeként nem voltak sorok a HTC One-hoz (M7).

Egy másik példa az olyan technológiák, mint a Super Pixel vagy a Quad Pixel. A nagy mátrix négy szomszédos pixelét egyesítve kisebb felbontású, de jobb minőségű fotót kapunk. A megoldás pusztán szoftver. Ha a mátrix így van, akkor a hatékonyság alacsony lesz.

Stabilizáció

Az optikai stabilizálás mindig jobb, mint a digitális. Az utófeldolgozási algoritmusok továbbra is érvényesek lesznek a keretre, és jobb, ha kezdetben éles.

Zoomolás

Ahhoz, hogy közelebb kerüljön a keretben lévő témához, az optikai zoom eltolja az objektíveket, és a fénykép minőségét gyakorlatilag ez nem befolyásolja. A digitális zoom kinyújtja a kép egy részét, hogy kitöltse a teljes keretet. Ez a funkció bármelyikben elérhető képszerkesztőgyakran még egy szabványos kameraalkalmazásban is. Ezért nincs értelme fizetni a digitális zoomért.

Autofókusz rendszer

A Contrast AF olcsó rendszer közepes kamerák számára. A fázisfelismerő autofókusz alkalmas, ha gyorsan futó gyerekeket, macskákat vagy sportolókat lövöldöz. De az ideális megoldás egy hibrid rendszer, amely egyesíti a fázisérzékelés és a kontrasztérzékeléses autofókusz előnyeit.

Diafragma

Mivel egy okostelefont sokféle helyzetben fényképeznek, a nagyobb rekeszű fényképezőgép előnyös lesz: az f / 1,7 jobb, mint az f / 2,0. Minél nagyobb az érték (vagy annál alacsonyabb a perjel utáni szám), annál nagyobb a lencse rekesze, és annál hatékonyabban fog működni alkonyatkor vagy bent.

Márkanév

Igen, ez nem csak reklámeszköz. Előfordul, hogy ugyanazt a mátrixot telepítik a kínai okostelefonra és az A-márka zászlóshajójára. De a kimeneti felvételek nagyon különbözőek.

Ha a gyártó nem fektet erőfeszítéseket és pénzt az alkatrészek, technológiák és szoftverek fejlesztésébe, akkor nem szabad szép, tiszta keretekre számítani. Ha mindenre spórol, például olcsó, gyenge átlátszóságú lencséket rak, akkor ez hatással lesz az eredményre.

Mire kell emlékezni

• A megapixelek tucatjai elsősorban marketinget jelentenek. A fényképek és videók minősége nem közvetlenül függ tőlük.
• Még 5 vagy 8 megapixel is elegendő ahhoz, hogy jó minőségű képet nyomtasson fekvő lapra. A fejlett TV 4K képernyőfelbontása körülbelül 8-9 megapixel. Full HD - csak 2 megapixel.
• A nagyobb pixelek több fényt gyűjtenek össze. Az eredmény egy éles, jól részletes keret, természetes színekkel és zaj nélkül.
• Ha nem akar bajlódni az elmélettel, menjen gyakorolni. Az okostelefonok és fényképezőgépek fényképeinek összehasonlító áttekintése (teljes méretű és kivágott - vágott és nagyított töredékek) lehetővé teszik a tényleges helyzet megértését.