מדוע המירוץ למגה-פיקסל בסמארטפונים הוא אבסורדי
התקנים / / January 06, 2021
איך מצלמת הסמארטפון עובדת
מצלמה היא דבר מורכב: היא משלבת חיישן, מערכת אופטית, בקר ורכיבי עזר אחרים, כמו גם תוכנה לעיבוד תמונות ווידאו. הבה נבחן כל אלמנט ביתר פירוט.
מַטרִיצָה
המטריצה היא מיקרו מעגל מלבני המורכב מאלמנטים רגישים לאור - פיקסלים. כל פיקסל מכיל שלוש תת פיקסלים. תת פיקסל אחד משדר רק גלים באורך מסוים: לאדום, ירוק או כחול (אדום, ירוק, כחול). מודל צבע זה נקרא RGB.
כמו כן, המטריצה יכולה להיות מונוכרום, ללא מסנני צבע. שלוש פעמים כמה פוטונים נופלים על כל אחד מהפיקסלים שלו. התוצאה היא תמונות חדות יותר בשחור-לבן. ניתן להשתמש במטריצות כאלה לשיפור תמונת הצבע ממודול מצלמה אחר.
אחד המאפיינים העיקריים של מטריצה הוא רזולוציה. זה משקף כמה פיקסלים מתאימים אליו.
עֲדָשָׁה
עדשת הסמארטפון הזעירה היא כמעט תכשיט. מערכת נדירה כוללת 4–5 אלמנטים - בדרך כלל יש 7-8 ויותר.
בסמארטפונים עם מספר מצלמות, לכל מטריצה תהיה עדשה משלה. כל אחד מהם פותר את הבעיה שלו:
- עדשת טלה (טלה) נדרש לצורך צילום ממרחק רב.
- זווית רחבה (shirik) יעזור להתאים אובייקטים נוספים במסגרת - זה שימושי לצילומי קבוצות וצילומי אדריכלות.
- אוניברסלי העדשה תאפשר לך לצלם בצורה מתונה כל נושא: מדיוקן לנוף.
- עדשת Varifocal (זום) יכול לקרב את הנושא.
עדשות לעדשות סמארטפון עשויות זכוכית או פולימרים מיוחדים. אם השקיפות שלהם רחוקה מלהיות אידיאלית והאלמנטים אינם מתאימים היטב, אל תצפו לתמונות טובות. גם אם העדשה זזה כמה מיקרון, המערכת האופטית תתמקד במיקומה.
דִיאָפרַגמָה
הסרעפת היא החור דרכו נכנס אור למצלמה. זה קובע כמה אור החיישן יכול לקבל. ערך הצמצם מופלט בפורמט f / 1.7.
מערכת ייצוב
ייצוב מפצה על טשטוש מרעידות המצלמה, כמו למשל צילום כף יד ולא באמצעות חצובה. זה יכול להיות משני סוגים:
- אוֹפּטִי. מערכת אלקטרו-מכנית כנה שמחזיקה את המצלמה פיזית במצב אחד (לפחות מנסה). זה נותן לך תמונות חדות יותר עם רעש מינימלי ומאפשר לך לעשות כמעט ללא עיבוד תוכנה.
- אֶלֶקטרוֹנִי. אלה אלגוריתמים של תוכנה. המצלמה עדיין רועדת, אך על ידי ניתוח מספר פריימים נוצרת תוצאה הגונה פחות או יותר.
מערכת פוקוס אוטומטי
המיקוד האוטומטי עצמו קובע את המרחק לאובייקט ומתאים את פרמטרי האופטיקה של המצלמה בהתאם. סמארטפונים מודרניים משתמשים בשלושה סוגים של מערכות:
- שלב. חיישנים מיוחדים אוספים קרני אור בנקודות שונות במסגרת. לאחר מכן האור מתחלק לשני זרמים ונשלח לחיישן אור כדי לקבוע את המרחק לאובייקט. יתרונות: דיוק גבוה ומהירות העבודה. חסרונות: מחיר גבוה, מורכבות העיצוב והגדרותיו.
- נוֹגֵד. מנותחים את הניגוד של הסצנה. על ידי הזזת העדשות המצלמה מנסה למקסם את הניגודיות של הנושא על רקע. יתרונות: גודל קומפקטי ועלות נמוכה. חסרונות: המערכת איטית יותר ואינה מתאימה היטב לסצינות דינמיות.
- היברידי. משלב התמקדות פאזה וניגודיות כדי להשיג את התוצאות הטובות ביותר.
תוֹכנָה
תוכנה יכולה להיחשב גם כחלק מהמצלמה, מכיוון שהיא מעורבת ישירות בהשגת תוצאת הצילום. כיום, לא טלפון חכם אחד מעניק לך מסגרות כמו שהוא, ללא עיבוד תוכנה. אלגוריתמים מתוחכמים, המשתמשים לעיתים קרובות במסד נתונים עצום או בטכנולוגיית בינה מלאכותית, עורכים כל זריקה כדי "להפוך אותך ליפה".
תמונות גולמיות לא יהיו בהירות או ברורות מספיק. התוכנה מסירה חשיפת יתר, שולפת אזורים כהים, משפרת צבעים, מגבירה את החדות. וזה עושה את כל זה באופן אוטומטי ומהיר מאוד.
אבל יש גם חסרון למטבע. הפחתת רעש אגרסיבית יכולה לגרום לתצלום שצולם עם רדת החשכה להיראות מגורען - כאילו הוא מורכב מנקודות קטנות רבות. זה משפיל את הפרט והופך את הצבעים ללא טבעיים.
על מה משפיע מספר הפיקסלים?
המאפיינים המפורטים של טלפון חכם מצביעים בדרך כלל על הגודל הפיזי של מטריצת המצלמה - משהו כמו 1 / 2.6 ″. באתר היצרן תוכלו למצוא נתונים על גודל הפיקסלים במטריקס. פרמטר זה משפיע על מספר הנקודות במסגרת. ככל שהרזולוציה גבוהה יותר, כך משוחזרים הפרטים טובים יותר.
אך אם הפיקסלים קטנים, כל אחד מהם מקבל מעט אור ואינו יכול לקבוע במדויק את צבע הנקודה בתמונה האמיתית. כתוצאה מכך מופיע רעש בתצלום.
הרעש מפוזר בנקודות צבעוניות ובהירות אקראיות. ככל שהתאורה גרועה יותר ומטריצת המצלמה תהיה פחותה באיכות, כך יהיה יותר רעש בצילום.
מספרו במסגרת פרופורציונלי לגודל הפיקסלים או לריבוע האלכסון של המטריצה. אם נשווה שתי מטריצות עם נקודות של 1.55 מיקרומטר ו- 1.1 מיקרומטר, אז למסגרת עם הראשונה יהיה חצי רעש.
חשוב גם הטווח הדינמי של המטריצה - יכולתה ללכוד את כל ספקטרום הצבעים והבהירות של העולם שמסביב. לזולים יש טווח קטן, והתמונות דהויות, מעוננות.
מדוע יצרני סמארטפונים רודפים אחרי פיקסלים
כי קונים תמיד רוצים הכי הרבה. גם אם במכונית של 300 סוסים אתה צריך לעמוד בפקק או לשחק סוליטר במחשב משחקים מגניב.
איזה טלפון חכם היית קונה באותו מחיר: עם מצלמת 12 מגה פיקסל או 48 מגה פיקסל? אם תבחרו בשנייה, תקבלו פי ארבעה מגה פיקסל באותו כסף. אבל התמונות שלך לא יהיו מרובעות פי ארבעה.
חיישן עם הרבה פיקסלים קטנים יותר זול מחיישן עם פיקסלים גדולים וימכר טוב יותר.
מטריצות גדולות תופסות יותר מקום בתוך הסמארטפון. המערכת האופטית עבורם צריכה להיות גדולה יותר. בהתאם, יהיה פחות מקום לחלקים הנותרים בגוף. הסמארטפון יתעבה או שהמצלמה תבלוט. יהיה עליו להגן עליו עם זכוכית מחוסמת או ספיר. וזה גם כסף.
מכירת טלפון חכם שמן ויקר קשה. קל יותר להזמין מטריצות עם מספר גדול של פיקסלים קטנים ולנהל קמפיין שיווקי רם: בתמונה עם מצלמות מוסיפות חותמת אוטומטית "שצולמה עם Supermegaflagman עם 48 מגה פיקסל", כך שכולם יידעו שמישהו קנה חדש סמארטפון. ותנו לאוהדים ולמקצוענים להשתמש ב- DSLR.
אמנם נוקיה, למשל, לקחה סיכון וקיבלה את הסמארטפונים האגדיים Lumia 1020 עם 41 מגה פיקסל. וזה בשנת 2013!
מה קובע את איכות הצילום במציאות
מטריקס וגודל פיקסל
אם אתה לוקח שתי מטריצות באותה רזולוציה, ייתכן שהתמונות באיכות טובה יותר יתקבלו עם הגדולה שבהן. שם הפיקסלים גדולים יותר, מה שאומר שיותר פוטונים נופלים על כל אחד בעת הצילום. כתוצאה מכך, תת-פיקסלים יכולים לקבוע בצורה מדויקת יותר את הצבע של נקודה ספציפית.
נראה שאם במטריצה אחת הפיקסלים בגודל 1.4 מיקרון, ובשנייה - 1.2 מיקרון, הם כמעט זהים. אבל 17% הם הבדל מוחשי שבהחלט יופיע באיכות התמונות והסרטונים, במיוחד אם אתה מצלם בתאורה חלשה.
נקודה חשובה נוספת היא המרחק בין פיקסלים סמוכים. במטריצות קטנות, היצרנים חוסכים זאת בכנות. בגדולים יותר הם יכולים לאפשר לך להפריד באופן איכותי בין פיקסלים שכנים כך שהם לא ישפיעו זה על זה.
טכנולוגיית ייצור
שיטות חדשות מאפשרות לקבוע בצורה מדויקת יותר את עוצמת שטף האור ממספר קטן יותר של פוטונים, ו פירושו לספק רעש נמוך ורביית צבעים טובה, גם אם אתה מצלם עם רדת החשכה בלי הֶבזֵק.
אבל אתה צריך לקרוא ולנתח. לדוגמא, הטלפון החכם HTC One (M7) הציע את טכנולוגיית ה- UltraPixel. היצרן הבטיח עלייה רצינית באיכות התמונות והסרטונים.
למעשה, UltraPixels התבררו כ -2 מיקרון פיקסלים גדולים יותר. האם ניתן להחשיב זאת כטכנולוגיה חדשה? לא סביר. לשם השוואה: לפיקסלים של גוגל, שהרכיבה גם HTC ושנחשבה בעת ובעונה אחת לאחד מטלפוני המצלמה הטובים בשוק, הייתה מטריצה עם פיקסלים של 1.55 מיקרון. גודל המצלמה לא הוגדל כדי לא להגדיל את עובי הסמארטפון. רזולוציית המטריצה של 5 מגה פיקסל הייתה קטנה אפילו לשנת 2014. כתוצאה מכך, לא היו תורים ל- HTC One (M7).
דוגמה נוספת היא טכנולוגיות כמו Super Pixel או Quad Pixel. ארבעה פיקסלים שכנים של מטריצה גדולה משולבים בכדי לקבל תמונה ברזולוציה נמוכה יותר, אך באיכות טובה יותר. הפיתרון הוא תוכנה בלבד. אם המטריצה ככה כך, היעילות תהיה נמוכה.
ייצוב
ייצוב אופטי תמיד טוב יותר מאשר דיגיטלי. אלגוריתמים לאחר עיבוד עדיין יחולו על המסגרת, ועדיף שהיא תהיה חדה בהתחלה.
תקריב
כדי להתקרב לנושא במסגרת, הזום האופטי מעביר את העדשות ואיכות הצילום כמעט ולא מושפעת. זום דיגיטלי מותח חלק מהתמונה כדי למלא את כל המסגרת. פונקציה זו זמינה בכל עורך תמונותלרוב אפילו באפליקציית מצלמות רגילה. לכן, לא הגיוני לשלם עבור זום דיגיטלי.
מערכת פוקוס אוטומטי
Contrast AF היא מערכת זולה למצלמות בינוניות. מיקוד אוטומטי לזיהוי שלב מתאים אם אתה יורה בילדים, חתולים או ספורטאים רצים במהירות. אך האפשרות האידיאלית היא מערכת היברידית המשלבת את היתרונות של זיהוי פאזות ופוקוס אוטומטי לגילוי ניגודיות.
דִיאָפרַגמָה
מכיוון שסמארטפון משמש לצילום במגוון רחב של מצבים, מצלמה עם צמצם גדול יותר תועיל: f / 1.7 עדיף על f / 2.0. ככל שהערך גבוה יותר (או המספר הנמוך יותר אחרי הקו החיתוך), כך צמצם העדשה גבוה יותר ויעיל יותר עם רדת החשכה או בתוך הבית.
שם מותג
כן, זה לא רק כלי פרסומי. קורה שאותה מטריצה מותקנת בסמארטפון הסיני ובספינת הדגל של מותג A. אבל צילומי הפלט שונים מאוד.
אם היצרן אינו משקיע מאמצים וכסף בפיתוח רכיבים, טכנולוגיות ותוכנות, אל תצפה למסגרות יפות וברורות. אם הוא יחסוך הכל, למשל, ירכיב עדשות זולות עם שקיפות ירודה, זה ישפיע על התוצאה.
מה לזכור
- עשרות מגה פיקסל הם בעיקר שיווקיים. איכות התמונות והסרטונים אינה תלויה ישירות בהם.
- אפילו 5 או 8 מגה פיקסל מספיקים להדפסת תמונה באיכות טובה על גיליון נוף. רזולוציית מסך הטלוויזיה 4K היא כ-8-9 מגה פיקסל. Full HD - 2 מגה פיקסל בלבד.
- פיקסלים גדולים יותר אוספים יותר אור. התוצאה היא מסגרת חדה ומפורטת עם צבעים טבעיים וללא רעש.
- אם אתה לא רוצה להתעסק בתיאוריה, עבור לתרגול. ביקורות השוואתיות של טלפונים חכמים ותמונות ממצלמות (בגודל מלא וחתוך - שברים חתוכים ומוגדלים) יאפשרו להבין את מצב העניינים האמיתי.
קרא גם📸
- איך לצלם חתולים: 19 טיפים מקצועיים
- איך מצלמים תמונה טובה: 6 עקרונות בסיסיים
- 5 סיבות מדוע צילום עם סמארטפון עדיף על מצלמה רגילה