Зміст
- Датчик
- Скло / лінзи
- Кілька камер
- Стабілізація зображення
- ОІС
- EIS
- Розпізнавання пікселів
- Автофокусування
- Автофокусування - виявлення контрасту
- Автофокусування фазового виявлення
- Автофокус з подвійним пікселем
- Мегапікселі
- Коли більше МП, то краще
- Коли менше МП, то краще
- Програмне забезпечення
- Отже, на що слід звернути увагу?
Наші смартфони - це дивовижні фотографії. Вони настільки передові, що навіть кидають виклик спеціалізованим системам камер. Звичайно, багато хто з вас замислювались, як ці крихітні камери вийшли настільки хорошими.
Компанії витрачають мільярди на НДДКР, щоб ви могли сфотографувати свою їжу в Instagram. Все дуже складно, і більшість людей не розуміють купу пов'язаних термінів та понять.
Ми тут, щоб очистити води та допомогти вам зрозуміти, що робить ці прекрасні фотографії можливими. Багато робиться для створення чудової камери для смартфонів, тому давайте переглянемо кожен компонент.
Компанії витрачають мільярди на НДДКР, щоб ви могли сфотографувати свою їжу в Instagram.
Едгар СервантесДатчик
Камери для смартфонів пройшли довгий шлях, але галузь завжди буде боротися з датчиками зображення. Більші датчики перевершують менші (однакової якості). Розмір має значення, і навколо цього немає способу.
Розмір має значення, і цього немає у світі із сенсорами зображень.
Едгар СервантесЦе виклик для виробників смартфонів. Вони не можуть точно упакувати повнокадровий датчик у маленьку тонку трубку. Враховуючи, що більший сенсор також потребує більшого об'єктива, виробники смартфонів зазвичай тримаються з 1 / 2,3-дюймовими на 1 / 1,7-дюймові датчики.
Щоб поставити ці цифри в перспективу, Huawei P30 Pro має 1 / 1,7-дюймовий датчик. Google Pixel 3 XL відомий також своєю дивовижною камерою та має датчик 1 / 2,55 дюйма. Це карлики порівняно з повнокадровими 1,38-дюймовими датчиками в деяких камерах DSLR.
Якщо простір є обмеженням, виробникам потрібно створити датчики кращої якості та змінити кілька речей. Маючи менший датчик - недолік, але компанії можуть робити певні речі для покращення якості зображення.
- Хто є хто в смартфонній камері
Один з популярних методів - це створення датчиків з більшими пікселями, які б дозволяли захоплювати більше світла. Розмір пікселів вимірюється в мкм (мікрометрів) і зазвичай становить від 1,2 мкм до 2,0 мкм у світі смартфонів.
Ще одним цікавим методом, який Huawei представив з P30 Pro, було використання датчика RYB (червоно-жовто-синій) на відміну від традиційної конфігурації RGB (червоно-зелений-синій). Перехід на фотозйомку, що фіксує жовто, дозволяє захоплювати більше світла. Ви можете дізнатися більше про це в нашій спеціальній статті.
Як користувач, ви помітите, що кращий сенсор створюватиме менше шуму та зерна, кращі показники низької освітленості, покращені кольори, покращений динамічний діапазон та чіткіші зображення.
Скло / лінзи
Лінзи зазвичай ігноруються, коли говорять про фотографії смартфонів. Це дивно, якщо вважати, що це один з найважливіших предметів у звичайній фотографії. Добре розроблений, прозорий та чистий об'єктив забезпечить кращу якість зображення.
Ми всі любимо чути про об'єктиви з широкою діафрагмою, але вони ризикують.
Едгар СервантесЛінзи також визначають діафрагму, що є важливим фактором, який слід враховувати. Ми всі любимо чути про об'єктиви з широкою діафрагмою, але вони ризикують. Об'єктиви камери побудовані з декількох «коригуючих груп», призначених для правильного фокусування світла та зменшення аберацій. Дешевші лінзи, як правило, мають менше груп, і тому більш схильні до проблем. Тут важливу роль відіграють матеріали для лінз, а більш якісне скло та багаторазове покриття пропонують кращу корекцію та менше викривлення.
- Розуміння діафрагми - що це означає і як це впливає на якість зображення?
Важко сказати, наскільки хороші чи погані лінзи для смартфонів, оскільки виробники зазвичай не говорять про них. Однак є деякі торгові марки, яким ми можемо довіряти в галузі смартфонів. Sony і Nokia працюють з Zeiss, а Huawei працює з Leica. Ці марки відомі тим, що пропонують якісні лінзи.
Кілька камер
Смартфони використовувались для однієї камери, але додавання більше стало загальним явищем. На сьогоднішній день багато телефонів мають дві-три камери. Тоді у нас є такі божевільні, як Nokia 9 PureView та його п’ять шутерів.
Якщо ви не можете мати більший датчик або більш складне скло, ви можете також мати їх.
Едгар СервантесІснують найрізноманітніші причини розміщення декількох камер на телефоні - це робить досвід фотографії більш гнучким. Візьміть Huawei P30 Pro; вона має основну камеру загального призначення, ширококутну камеру та знаменитий 125-міліметровий масштабний перископний об'єктив. Це дає можливість використовувати кожну камеру для конкретних обставин.
Налаштування кількох камер також відіграють велику роль в обчислювальній фотографії. Наприклад, Nokia 9 PureView має 3 монохромні датчики, два RGB-датчики та камеру ToF (час польоту). Усі ці зображення працюють разом на кожному знімку, щоб отримати найбільш детальну інформацію, колір, світло та глибину. Насправді кожен знімок із цього смартфона - це фотографія HDR.
Якщо у вас немає більшого датчика або більш досконалого скла, ви можете також мати їх. Ось так виробники компенсують обмеження щодо фотографії, представлені смартфонами.
- Кілька об'єктивів: Наступна велика тенденція в мобільній фотографії?
- Кращі телефони з подвійними передніми камерами
- Найкращі телефони з трійкою камер - які варіанти?
Стабілізація зображення
Камери смартфона використовують два типи стабілізації зображення: оптичну стабілізацію зображення (OIS) та електронну стабілізацію зображення (EIS). Залежно від телефону, у вас може бути жодна, одна або обидві ці функції.
Технології стабілізації зображення покликані зменшити тремтіння та забезпечити більш плавний та чіткіший знімок. В ідеалі ви хочете мати можливість використовувати обидва, оскільки OIS краще для фотографій, а EIS орієнтований на відео. Якщо вам потрібно вибрати один з них, найкращий варіант - OIS.
ОІС
OIS компенсує невеликі рухи камери під час експозиції. Загалом, він використовує плаваючу лінзу, гіроскопи та невеликі двигуни. Елементи управляються мікроконтролером, який дуже злегка переміщує об'єктив, щоб протидіяти тремтінню камери чи телефону - якщо телефон рухається праворуч, об'єктив рухається ліворуч.
- OIS - оптична стабілізація зображення - пояснює Гері!
Це найкращий варіант, оскільки вся стабілізація проводиться механічно, а не за допомогою програмного забезпечення. Це означає, що в процесі не втрачається якість.
EIS
Електронна стабілізація зображення працює за допомогою програмного забезпечення. По суті, те, що робить EIS - це розбити відео на шматки та порівняти його з попередніми кадрами. Потім він визначає, чи був рух у кадрі природним або небажаним тряском, і виправляє його.
EIS зазвичай погіршує якість, оскільки для корегування потрібен простір від країв вмісту. Однак він покращився за останні кілька років. Смартфон EIS зазвичай використовує переваги гіроскопа та акселерометра, що робить його більш точним і зменшує втрати якості. Як завжди, програмне забезпечення вбиває це.
Розпізнавання пікселів
Ви, напевно, чули цей термін раніше і не знаєте, що він означає. Справа в тому, що він зменшує шум і допомагає в умовах слабкої освітленості.
Піксельне поєднання - це процес, який поєднує в собі дані з чотирьох пікселів в одне. Використовуючи цю техніку, датчик камери з 0,9 мкм може створити результати, еквівалентні 1,8 мкм.
Найбільшим недоліком є роздільна здатність, також розділена на чотири, коли робиться знімок із пікселями. Це означає, що постріл на камері 48 Мп насправді 12 Мп.
Бінінг пікселів, як правило, стає можливим завдяки використанню фільтра на чотири байєри на датчиках камери. Фільтр Bayer - це кольоровий фільтр, який використовується у всіх датчиках цифрової камери, сидячи на пікселях і фіксуючи зображення червоним, зеленим та синім кольорами.
- Що таке розпізнавання пікселів? Все, що ви повинні знати про цю фотографічну техніку
Ваш стандартний фільтр Bayer складається з 50 відсотків зелених фільтрів, 25 відсотків червоних фільтрів та 25 відсотків синіх фільтрів. За даними ресурсу фотографії Cambridge in Color, ця композиція має на меті імітувати людське око, яке чутливе до зеленого світла. Після того, як це зображення буде зроблено, воно буде інтерпольовано та оброблене для отримання остаточного повнокольорового зображення.
Не багато телефонів використовують піксельні функції, але це приємне частування. Деякі з них включають LG G8 ThinQ, Xiaomi Redmi Note 7 серії, Xiaomi Mi 9, Honor View 20, Huawei Nova 4, Vivo V15 Pro та ZTE Blade V10.
Автофокусування
Камери для смартфонів зазвичай використовують три типи систем автофокусування: подвійний піксель, фазове і контрастне детектування. Ми розповімо вам про них в порядку, від гіршого до кращого.
- Як працюють камери смартфонів - пояснює Гері
Автофокусування - виявлення контрасту
Це найстаріший з трьох, і працює шляхом вимірювання контрасту між областями. Ідея полягає в тому, що зосереджена область матиме більш високий контраст, оскільки краї будуть більш гострими. Коли область досягає певного контрасту, камера буде розглядати її у фокусі. Це стара, повільна техніка, оскільки вимагає переміщення елементів фокусування, поки камера не знайде правильний контраст.
Автофокусування фазового виявлення
"Фаза" означає, що світлові промені, що походять від певної точки, потрапляють в протилежні сторони лінзи однаковою інтенсивністю - іншими словами, вони знаходяться "у фазі". Автофокус для фазового виявлення використовує фотодіоди по датчику для вимірювання різниць у фазі. Потім він переміщує фокусуючий елемент в об'єктиві, щоб привести зображення у фокус. Це дійсно швидко і точно, але відстає від автофокусування з подвійним пікселем, оскільки він використовує виділені фотодіоди замість великої кількості пікселів.
Автофокус з подвійним пікселем
Це далеко не найкраща технологія автофокусування, доступна для смартфонів. Автофокус з подвійним пікселем подібний до фазового виявлення, але він використовує більшу кількість точок фокусування по датчику. Замість того, щоб зосереджуватися на виділених пікселях, кожен піксель складається з двох фотодіодів, які можуть порівнювати тонкі різниці фаз, щоб розрахувати, куди рухати лінзу. Оскільки розмір вибірки набагато більший, така й можливість камери швидше приводити зображення у фокус.
Деякі вважають, що швидше автофокусування не має великого значення, але, наприклад, це робить величезну різницю при знімку дії. Навіть частки секунди цінні під час втікаючих моментів. Ніхто не любить розмитого, напівфокусованого зображення.
Мегапікселі
Чи краще число мегапікселів? Відповідь - це залежить. Це залежить від власних потреб та інших факторів.
Коли більше МП, то краще
Більше мегапікселів означає більше визначення. Хоча це не завжди обов'язково покращить вашу фотографію, вона надасть їй більше деталей. Це приємне частування для тих, хто любить обрізати, оскільки зображення з високим мегапікселем матиме більше пікселів для роботи, а отже, і більше пікселів.
Більше пікселів також може гарантувати кращу якість друку, якщо ви коли-небудь вирішите зробити копії зображень. Це змінить лише те, якщо ваші відбитки досить великі. Теорема Найквіста вчить нас, що зображення буде виглядати істотно краще, якщо ми запишемо його у два рази максимальних розмірах наміченого носія. Зважаючи на це, для отримання найкращих результатів для фотографії розміром п’ять на сім дюймів у якості друку (300 точок на дюйм) для отримання найкращих результатів потрібно буде знімати 3 000 х 4 200 пікселів, або приблизно 12 Мп.
Коли менше МП, то краще
Друк фотографій на смартфонах - рідкісна і вмираюча звичка, тому більша потужність друку не вплине на більшість із нас. Що це зробить, це збільшити файли зображень більше, що займе ваш дорогоцінний простір для зберігання. Не кажучи вже про те, що їх редагування на малопотужних пристроях може спричинити мляве враження.
Також важливо пам’ятати, що більше пікселів у крихітному просторі зробить пікселі меншими. Менші пікселі можуть зайняти менше світла та видавати більше шуму. Виробники смартфонів, здається, знайшли баланс між розміром та якістю, утримуючи датчики приблизно в 12 Мп та збільшуючи пікселі.
Хоча завжди є винятки. Яскравий приклад - Honor View 20, який має 48 Мп датчик, але це також більший 1/2-дюймовий датчик, і камера використовує бінінг пікселів. У цьому випадку у виробника була причина використовувати більшу кількість мегапікселів і відповідно встановити апаратне забезпечення пристрою.
Програмне забезпечення
Деякі фізичні обмеження ми просто не можемо покращити - принаймні, не дуже. Апаратне забезпечення камер смартфонів досягає плато, і з часом виробники не зможуть продати камеру, яка на два і п’ять відсотків краще.До тих пір, поки якась проривна технологія візуалізації не замінить діючу, вона стала кодуючою битвою.
Забезпечення програмного забезпечення для врятування, куди не може доставити апаратне забезпечення.
Едгар СервантесЗабезпечення програмного забезпечення для врятування, де обладнання неможливо доставити. За допомогою обчислювальної фотографії телефони знають, що ти знімаєш, де ти знімаєш і в який час ти знімаєш. Ця методика може аналізувати кадр та приймати рішення для вас, наприклад, зробити небо синішим, адаптувати баланс білого в темряві та покращувати кольори при необхідності.
Програмне забезпечення також робить можливими складні функції, такі як портретний режим, HDR та нічний режим. Усі ці процеси вимагали спеціального обладнання, часу, знань та зусиль. Зараз програмне забезпечення бере багато бурхливої роботи у шутера. Завдяки телефонам з декількома камерами, програмне забезпечення також може робити кілька зображень і об'єднувати їх для отримання єдиної, покращеної фотографії.
Телефони можуть одного разу обіграти традиційні камери, і все це завдяки програмному забезпеченню. Ми торкаємося вершини айсберга тут, але ви можете дозволити нашому самому Дейвіду Імелу висловити свої думки про обчислювальну фотографію і про те, як це все революціонує.
Отже, на що слід звернути увагу?
Щоб взяти багато інформації, тому ось короткий підсумок того, на що слід звернути увагу, купуючи хорошу камеру смартфона.
- Більший сенсор завжди найкращий. 1 / 1,7 дюйма приблизно такий же великий, як і більшість датчиків камер смартфона. Є більші, але вони рідкісні.
- Шукайте більше мегапікселів, якщо вам абсолютно потрібно друкувати (або вам справді потрібні великі зображення). В іншому випадку надайте пріоритет більшим пікселям або таким методам, як піксельне роздрібнення. Розмір пікселів вимірюється в мкм (мікрометрів), і все, що перевищує 1,2 мкм, має бути хорошим. Хороший смартфон повинен мати принаймні 12 Мп, що віддається перевагу для використання в Інтернеті та невеликого друку зображень.
- Лінзи дуже важливі. Хоча інформація не завжди легко доступна, спробуйте переконатися, що ваш телефон має якісне скло. Деякі виробники співпрацюють з відомими брендами, такими як Leica або Zeiss.
- Гарне програмне забезпечення є ключовим. Вдосконалення програмного забезпечення для досліджень. Всі виробники підходять до програмного забезпечення по-різному, і це призводить до різноманітних результатів. Samsung відомий високим контрастом і насиченими кольорами. Пристрої Pixel від Google також мають чудове програмне забезпечення, яке створює високий динамічний діапазон, природні кольори та чіткі зображення.
- Автофокус з двома пікселями найкращий у смартфонах. Автофокусування фазового виявлення також дуже добре, але воно буде трохи повільніше.
Думаю, всі ці компоненти можуть вміститися в такому невеликому просторі. Камери для смартфонів - справжнє диво технології. Тепер візьміть усю цю інформацію і дізнайтеся, де стоїть ваш наступний телефон з камери з точки зору фотографії смартфона.
