Неліктен смартфондардағы мегапиксельдер үшін жарыс абсурд

2024 Автор: Malcolm Clapton | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 04:02

Фотосуреттің сапасы көптеген сипаттамаларға байланысты, сондықтан 48 мегапиксельді камера әлі ештеңе айтпайды.

Смартфон камерасы қалай жұмыс істейді

Камера күрделі нәрсе: ол сенсорды, оптикалық жүйені, контроллерді және басқа қосалқы компоненттерді, сондай-ақ фото және бейне өңдеуге арналған бағдарламалық жасақтаманы біріктіреді. Әрбір элементті толығырақ қарастырайық.

Матрица

Матрица - бұл жарық сезгіш элементтерден - пикселдерден тұратын төртбұрышты микросхема. Әрбір пиксельде үш субпиксель бар. Бір субпиксель тек белгілі бір толқын ұзындығын жібереді: қызыл, жасыл немесе көк (қызыл, жасыл, көк) үшін. Бұл түс үлгісі RGB деп аталады.

Сондай-ақ, матрица түсті сүзгілерсіз монохромды болуы мүмкін. Оның әрбір пикселіне үш есе көп фотон түседі. Нәтижесінде ақ-қара фотосуреттер айқынырақ болады. Мұндай матрицаларды басқа камера модулінен түсті кескінді жақсарту үшін пайдалануға болады.

Матрицаның негізгі сипаттамаларының бірі - ажыратымдылық. Ол қанша пиксельге сәйкес келетінін көрсетеді.

Объектив

Смартфонның кішкентай линзасы әшекейдің бір бөлігі дерлік. Сирек жүйе 4–5 элементті қамтиды – әдетте 7–8 немесе одан да көп.

Бірнеше камерасы бар смартфондарда әрбір матрицаның өз объективі болады. Олардың әрқайсысы өз мәселесін шешеді:

• Телефото линза (телефото) алыс қашықтықтан түсіру үшін қажет.
• Кең бұрыш (ширик) кадрға көбірек нысандарды орналастыруға көмектеседі - бұл топтық фотосуреттер мен архитектуралық фотосурет үшін пайдалы.
• Әмбебап объектив кез келген нысанды қалыпты түрде жақсы түсіруге мүмкіндік береді: портреттен пейзажға дейін.
• Варифокальды линза (масштабтау) нысанды жақындата алады.

Смартфон линзаларына арналған линзалар шыныдан немесе арнайы полимерлерден жасалған. Егер олардың мөлдірлігі идеалдан алыс болса және элементтер жақсы орнатылмаса, жақсы фотосуреттерді күтпеңіз. Объектив бірнеше микрон қозғалса да, оптикалық жүйе фокусын жоғалтады.

Диафрагма

Диафрагма - камераға жарық түсетін тесік. Сенсор қаншалықты жарық қабылдай алатыны соған байланысты. Диафрагма мәні f / 1, 7 пішімінде шығарылады.

Тұрақтандыру жүйесі

Тұрақтандыру камераның шайқалуынан болатын бұлыңғырлықты өтейді, мысалы, штативті емес, қолмен түсіру кезінде. Оның екі түрі болуы мүмкін:

• Оптикалық. Камераны бір позицияда ұстайтын адал электронды-механикалық жүйе (кем дегенде тырысады). Ол минималды шумен айқынырақ фотосуреттер береді және бағдарламалық құралды өңдеу қажеттілігін іс жүзінде жоққа шығарады.
• Электрондық. Бұл программалық алгоритмдер. Камера әлі де дірілдейді, бірақ бірнеше кадрларды талдау арқылы азды-көпті лайықты нәтиже жасалады.

Автофокус жүйесі

Автофокустың өзі объектіге дейінгі қашықтықты анықтайды және сәйкесінше камераның оптикасының параметрлерін реттейді. Қазіргі смартфондарда жүйенің үш түрі қолданылады:

• Фаза. Арнайы сенсорлар кадрдың әртүрлі нүктелерінде жарық сәулелерін жинайды. Содан кейін жарық екі ағынға бөлінеді және объектіге дейінгі қашықтықты анықтау үшін жарық сенсорына жіберіледі. Артықшылықтары: жоғары дәлдік және жұмыс жылдамдығы. Кемшіліктері: жоғары баға, дизайнның күрделілігі және оның параметрлері.
• Қарама-қарсы. Көріністің қарама-қарсылығы талданады. Объективтерді жылжыту арқылы камера фонға қарсы нысанның контрастын барынша арттыруға тырысады. Артықшылықтары: ықшам өлшем және төмен баға. Кемшіліктері: Жүйе баяу және динамикалық көріністерге жарамайды.
• Гибридті. Ең жақсы нәтижеге қол жеткізу үшін фаза мен контрастты фокустауды біріктіреді.

Бағдарламалық қамтамасыз ету

Бағдарламалық құралды да камераның бір бөлігі деп санауға болады, себебі ол түсіру нәтижесін алуға тікелей қатысады. Бүгінгі таңда ешқандай смартфон сізге кадрларды бағдарламалық жасақтаманы өңдеусіз сол қалпында бермейді. Көбінесе кең дерекқорды немесе жасанды интеллект технологиясын пайдаланатын күрделі алгоритмдер әр кадрды «сізді әдемі ету» үшін өңдейді.

Шикі кескіндер жеткілікті жарқын немесе анық болмайды. Бағдарламалық құрал шамадан тыс экспозицияны жояды, қараңғы жерлерді сызады, түстерді жақсартады, айқындықты арттырады. Және мұның бәрін автоматты түрде және өте жылдам жасайды.

Бірақ монетаның кемшілігі де бар. Агрессивті шуды азайту ымыртта түсірілген фотосуретті түйіршікті етіп көрсетуі мүмкін - онда көптеген ұсақ дақтар бар сияқты. Бұл бөлшектерді нашарлатады және түстерді табиғи емес етеді.

Пиксель саны неге әсер етеді?

Смартфонның егжей-тегжейлі сипаттамалары әдетте камера матрицасының физикалық өлшемін көрсетеді - 1/2, 6 ″ сияқты. Өндірушінің веб-сайтында сіз матрицадағы пиксел өлшемі туралы деректерді таба аласыз. Бұл параметр кадрдағы нүктелер санына әсер етеді. Ажыратымдылық неғұрлым жоғары болса, мәліметтер соғұрлым жақсырақ шығарылады.

Бірақ егер пикселдер кішкентай болса, олардың әрқайсысы аз жарық алады және нақты кескіндегі нүктенің түсін дәл анықтай алмайды. Нәтижесінде фотосуретте шу пайда болады.

Шу – кездейсоқ түсті және жарықтықтағы шашыраңқы нүктелер. Жарықтандыру неғұрлым нашар болса және камера матрицасының сапасы неғұрлым төмен болса, фотосуретте соғұрлым көп шу болады.

Оның кадрдағы саны пиксель өлшеміне немесе матрица диагоналының квадратына пропорционал. Егер нүктелері 1, 55 мкм және 1, 1 мкм болатын екі матрицаны салыстырсақ, біріншісі бар кадрда шудың жартысы болады.

Матрицаның динамикалық диапазоны да маңызды - оның барлық түстер спектрін және қоршаған әлемнің жарықтығын түсіру мүмкіндігі. Арзандары шағын диапазонға ие, ал фотосуреттер бұлыңғыр, бұлыңғыр болып шығады.

Неліктен смартфон өндірушілері пикселдерді қуып келеді

Өйткені сатып алушылар әрқашан ең көп нәрсені қалайды. Тіпті 300 атқа арналған көлікте кептелісте тұруға немесе салқын ойын компьютерінде пасьянс ойнауға тура келеді.

Сіз қай смартфонды бірдей бағаға сатып алар едіңіз: 12 МП камерасы бар ма, әлде 48 МП камерасы бар ма? Екіншісін таңдасаңыз, сол ақшаға төрт есе көп мегапиксель аласыз. Бірақ сіздің фотосуреттеріңіз төрт есе жақсы болмайды.

Кішкентай пикселдері көп сенсор үлкен пикселдері бар сенсорға қарағанда арзанырақ және жақсы сатылады.

Үлкен матрицалар смартфонның ішінде көбірек орын алады. Оларға арналған оптикалық жүйе де үлкенірек болуы керек. Тиісінше, дененің қалған бөліктері үшін орын аз болады. Смартфон қалыңдайды немесе камера сыртқа шығады. Оны шыңдалған немесе сапфир шынысымен қорғау керек. Және бұл да ақша.

Майлы, қымбат смартфонды сату қиын. Кішкентай пиксельдері көп матрицаларға тапсырыс беру және қатты маркетингтік науқанды жүргізу оңайырақ: камераның фотосуретіне «48 МП супермегафлагманмен түсірілген» автоматты мөртаңбасын қосыңыз, осылайша бәрі біреудің жаңа смартфон сатып алғанын біледі. Жанкүйерлер мен кәсіпқойларға DSLR пайдалануына рұқсат етіңіз.

Мысалы, Nokia мүмкіндікті пайдаланып, 41 мегапиксельді камералары бар аңызға айналған Lumia 1020 смартфондарын алды. Бұл 2013 жылы!

Фотосуреттің сапасы шынымен неге байланысты?

Матрица және пиксель өлшемі

Егер сіз бірдей ажыратымдылықтағы екі матрицаны алсаңыз, олардың үлкенірек фотосуретімен жақсырақ сапалы фотосурет алынады. Онда пикселдер үлкенірек, яғни түсіру кезінде әрқайсысына көбірек фотон түседі. Нәтижесінде субпиксельдер белгілі бір нүктенің түсін дәлірек анықтай алады.

Бір матрицада пикселдер өлшемі 1, 4 микрон, ал екіншісінде 1, 2 микрон болса, олар іс жүзінде бірдей болып көрінеді. Бірақ 17% - бұл фотосуреттер мен бейнелердің сапасында анық көрінетін айтарлықтай айырмашылық, әсіресе егер сіз аз жарықта түсірсеңіз.

Тағы бір маңызды сәт - көрші пикселдер арасындағы қашықтық. Кішкентай матрицаларда өндірушілер оны үнемдейді. Үлкеніректерде олар көрші пикселдерді бір-біріне әсер етпеуі үшін сапалы түрде бөлуге мүмкіндік береді.

Өндіріс технологиясы

Жаңа әдістер азырақ фотондардан жарық ағынының қарқындылығын дәлірек анықтауға мүмкіндік береді, яғни сіз ымыртта жарқылсыз түсірсеңіз де, төмен шу және жақсы түс беруді қамтамасыз ете аласыз.

Бірақ оқып, талдау керек. Мысалы, HTC One (M7) смартфоны UltraPixel технологиясын ұсынды. Өндіруші фотосуреттер мен бейнелердің сапасын айтарлықтай арттыруға уәде берді.

Шын мәнінде, UltraPixels 2 микрон пиксельден үлкенірек болып шықты. Мұны жаңа технология деп санауға бола ма? Екіталай. Салыстыру үшін: HTC де құрастырған және бір кездері нарықтағы ең жақсы камералы телефондардың бірі болып саналған Google Pixel 1,55 микрон пикселі бар матрицаға ие болды. Смартфонның қалыңдығын арттырмау үшін камераның өлшемі ұлғайтылған жоқ. 5 мегапиксельдік матрицалық рұқсат тіпті 2014 жылы да аз болды. Нәтижесінде HTC One (M7) үшін кезек болмады.

Тағы бір мысал: Super Pixel немесе Quad Pixel сияқты технологиялар. Ажыратымдылығы төмен, бірақ сапасы жақсырақ фотосуретті алу үшін үлкен матрицаның төрт көршілес пикселі біріктіріледі. Шешім таза бағдарламалық қамтамасыз ету. Егер матрица солай болса, тиімділік төмен болады.

Тұрақтандыру

Оптикалық тұрақтандыру әрқашан сандық қарағанда жақсы. Кейінгі өңдеу алгоритмдері кадрға әлі де қолданылады және ол бастапқыда өткір болса жақсы.

Масштабтау

Кадрдағы нысанға жақындау үшін оптикалық масштабтау объективтерді жылжытады және фотосуреттің сапасына іс жүзінде әсер етпейді. Сандық масштабтау бүкіл кадрды толтыру үшін суреттің бір бөлігін созады. Бұл мүмкіндік кез келген фотосурет редакторында, тіпті стандартты камера қолданбасында да бар. Сондықтан цифрлық масштабтау үшін ақы төлеудің мағынасы жоқ.

Автофокус жүйесі

Контраст AF - орташа камералар үшін қымбат емес жүйе. Фазаны анықтау автофокусы жылдам жүгіретін балаларды, мысықтарды немесе спортшыларды түсіріп жатсаңыз қолайлы. Бірақ идеалды нұсқа - фазаны анықтау және контрастты анықтау автофокусының артықшылықтарын біріктіретін гибридті жүйе.

Диафрагма

Смартфон әртүрлі жағдайларда суретке түсіру үшін пайдаланылғандықтан, үлкенірек диафрагмасы бар камера пайдалы болады: f / 1, 7 f / 2, 0-ге қарағанда жақсы. Мән неғұрлым жоғары болса (немесе қиғаш сызықтан кейінгі сан төменірек), линзаның апертурасы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым ол тиімдірек болады.. ымыртта немесе үй ішінде жұмыс істеңіз.

Бренд атауы

Иә, бұл тек жарнама құралы емес. Дәл осындай матрица қытайлық смартфонда және A брендінің флагманында орнатылған. Бірақ шығарылатын кадрлар өте әртүрлі.

Егер өндіруші компоненттерді, технологияларды және бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеуге күш пен ақшаны салмаса, әдемі, анық кадрларды күтпеу керек. Егер ол бәрін үнемдесе, мысалы, мөлдірлігі нашар арзан линзаларды кисе, бұл нәтижеге әсер етеді.

Нені есте сақтау керек

• Ондаған мегапиксельдер ең алдымен маркетинг болып табылады. Фотосуреттер мен бейнелердің сапасы оларға тікелей байланысты емес.
• пейзаж парағында жақсы сапалы суретті басып шығару үшін тіпті 5 немесе 8 мегапиксель жеткілікті. Жетілдірілген теледидардың 4K экран ажыратымдылығы шамамен 8-9 мегапиксельді құрайды. Full HD - тек 2 мегапиксель.
• Үлкенірек пикселдер көбірек жарық жинайды. Нәтиже - табиғи түстердің шығуы және шуы жоқ қытырлақ, егжей-тегжейлі кадр.
• Теориямен айналысқыңыз келмесе, тәжірибеге барыңыз. Смартфондарға және камералардан алынған фотосуреттерге салыстырмалы шолулар (толық өлшемді және кесілген - кесілген және үлкейтілген фрагменттер) істің нақты жағдайын түсінуге мүмкіндік береді.