Какво казват характеристиките на камерите на смартфоните и можете ли да им се доверите?

В зората на развитието на смартфоните се открои отделна категория - телефон с камера: в тези джаджи максимално внимание беше отделено на камерата. Сега всеки водещ модел на почти всяка марка се опитва да привлече вниманието с най-сложната и интересна реализация на камерата. Характеристиките на устройствата са маскирани със силни думи, смели лозунги, огромен брой и собствени имена на технологии. Но възможно ли е да се извади нещо полезно от тях и да се разбере дали тази камера е способна да създаде прилично изображение? Нека да разберем сега.

Основни характеристики на камерите на смартфона

Характеристиките на камерата на смартфона по същество са същите като характеристиките на всеки цифров фотоапарат. Но трябва да разберете за какво е отговорен този или онзи параметър.

Мегапиксели

Производителите им обръщат най-много внимание в рекламните кампании. Пикселът е светлочувствителен елемент на сензора на камерата или фотодиод. Състои се от четири субпиксела, всеки от които, благодарение на светлинните филтри, позволява да премине само светлина със собствен нюанс. Най-често това са червено, синьо и зелено. От комбинацията на тези цветове се получава точка на необходимия нюанс и желана яркост.

Някои производители се отдалечават от най-популярната схема и добавят бяло или жълто към червените, сините и зелените цветни филтри. В този случай фотодиодът улавя повече светлина и изображенията са по-ярки.

Мегапикселите показват каква разделителна способност може да прави снимките на камерата, тоест от колко милиона пиксела ще се състои окончателното изображение.

Днес много производители представят смартфони с 48, 64 или 108 мегапикселови камери, които работят в режим на обединяване на точки. При такива сензори пикселите не се състоят от четири, а от 16 субпиксела, комбинирани от четири. Ако в класически сензор например един пиксел се състои от един син, два зелени и един червен субпиксел, тогава в камерите с висока разделителна способност се състои от четири сини, осем зелени и четири червени субпиксели.

Чрез увеличаване на броя на пикселите чувствителността на светлината се увеличава и динамичният обхват на изображението нараства - разликата между най-тъмните и най-светлите области на снимката. Но в същото време 48-мегапикселовите камери, поради подобна комбинация, всъщност създават изображения с резолюция 12 мегапиксела. И тук няма нищо лошо: това е случаят, когато количеството се превръща в качество, а снимките с разделителна способност 4000 × 3000 (същите тези 12 мегапиксела) са напълно достатъчни за публикуване в социалните мрежи.

Размер на сензора

Това е може би най-важният елемент на камерата на смартфона. Размерът на сензора показва площта, върху която са разположени светлочувствителните диоди. Колкото по-голям е сензорът, толкова по-големи могат да бъдат самите пиксели и колкото по-голям е пикселът, толкова по-добре той улавя светлината. Типичните размери на пикселите в съвременните сензори за мобилни камери са от 0,8 до 2,4 микрона, но последното се постига точно чрез комбиниране на субпиксели, за които говорихме в предишния параграф.

Колкото повече светлина може да улови сензорът, толкова по-добри ще бъдат изображенията, заснети от камерата. Това е особено важно при снимане в условия на слаба осветеност. И в такава ситуация може да се окаже, че сензор с по-малък брой по-големи пиксели ще създаде по-добро изображение от сензор с по-голям брой по-малки пиксели, защото всеки фотодиод улавя повече светлина и съответно повече информация.

Тоест, камера с по-малко пиксели в своите спецификации може да надмине камера с огромен брой пиксели поради факта, че самите пиксели са по-големи.

В съвременните смартфони размерите на сензорите са посочени в части от инч. Най-големият сензор, 50-мегапикселов Samsung ISOCELL GN2, е инсталиран през Xiaomi Mi 11 Ultra: Той измерва диагонал 1 / 1,12 ".

Лещи

Използваните лещи имат значително влияние върху качеството на изображението. Те се състоят от лещи - прозрачни пластини с определени оптични свойства. Основната функция на лещата е да изкривява правилно падащия лъч светлина. Видът на изкривяване зависи от формата на плочата.

Лещите най-често се състоят от множество лещи, тъй като едната не е достатъчна. Извити и вдлъбнати лещи с различна плътност се редуват помежду си. Правилният избор и разположение в обектива ще повлияе на яснотата и контраста на изображението. При извити лещи може да възникне оптично изкривяване. В някои лещи, като широкоъгълни лещи, изкривяването, напротив, се е превърнало в стилистична черта. Вярно е, че някои устройства ги коригират програмно на етапа на последваща обработка.

В съвременните смартфони модулите на камерата се състоят от няколко обектива, всеки от които има собствен сензор, подходящ за конкретна задача. Най-често това са стандартни, широкоъгълни и макро лещи. В същото време не може да се каже, че смартфоните с няколко обектива очевидно снимат по-добре, отколкото с един: това зависи от изпълнението на конкретно устройство. Може да се случи така, че сред многото камери в един модул нито една да не даде приемлив резултат и количеството да не се превърне в качество.

Фокусно разстояние и бленда

Колкото по-ниско е фокусното разстояние, толкова по-висок е ъгълът на видимост на обектива и обратно - обективите с голямо фокусно разстояние изстрелват далеч, но в същото време с малък зрителен ъгъл.

Блендата показва колко светлина попада в сензора на камерата през обектива. Повечето смартфони имат фиксирана бленда, което е съотношението на фокусното разстояние към размера на входа на камерата.

Колкото повече светлина попада в сензора и колкото по-голям е входът на камерата, толкова по-малка е дълбочината на полето, т.е. само обектът ще бъде на фокус и фонът зад него ще бъде размит.

За да увеличите дълбочината на рязкост, трябва да намалите входа, но това също ще намали яркостта. При смартфоните това най-често се постига програмно. Съвременните устройства обаче използват модули с няколко лещи - с лещи с различни размери, различни фокусни разстояния и отвори. Така че, вместо да разчитате на софтуерна обработка, можете да превключвате между обективи.

Днес смартфоните са оборудвани с усъвършенствани системи за автофокус. Например в PDAF технологията някои от точките на сензора на камерата се използват като фокусни точки. Два съседни пиксела са разположени така, че единият да възприема светлинния поток, идващ отгоре, и другият е отдолу и системата настройва фокуса в случай, че върху пикселите попадне различно количество пиксели Света.

Има и автофокус, базиран на лазер и контраст. Някои компании използват технологии в камерите, които ви позволяват да се фокусирате върху конкретни обекти в кадъра, например да разпознавате лица и да ги правите по-ясни.

Мащабиране

Zoom показва колко близо може да бъде изображението. Има две опции за увеличение: цифрово и оптично. Digital просто увеличава и изрязва изображението в пълен размер. Оптичната леща използва специални лещи за увеличение, които поради правилната система от лещи могат да изглеждат далеч.

С развитието на камерите в смартфоните започнаха да се появяват все повече модули с оптично увеличение - обикновено 2Х или 3Х. Съществуват обаче и опции, които производителите наричат ​​перископи. Такива лещи използват система от лещи и огледала, разположени странично в корпуса на смартфона, и благодарение на тях можете да получите например петкратно увеличение. Колко близо можете да стигнете до изображение зависи от фокусното разстояние.

Максималното оптично увеличение, което смартфоните предлагат днес, е 10 пъти. Това се случва в Huawei P40 Pro + (именно в него се използва същият „перископ“) и в отделни лещи на Samsung Galaxy S21 Ultra. За онези случаи, когато не е необходимо толкова силно увеличение, тези смартфони имат и обективи с по-ниско увеличение - 3x.

Спомагателни сензори

Сензори за светлина, сензори за дълбочина, далекомери, лидари - всички тези системи помагат на смартфона да разбере къде се намират сниманите обекти, как са осветени, движат се или не. Смартфонът използва получените данни както във визьора, така и в процеса на последваща обработка, като завършва и редактира изображението.

Разделителната способност на сензорите далеч не е най-важният параметър: много малък брой пиксели е достатъчен, за да изпълняват добре функциите си. Затова не бива да се изненадвате, ако видите например сензор за дълбочина с разделителна способност 2 мегапиксела: има достатъчно за тяхната работа.

Видео резолюция и честота на кадрите

Видеоразделителната способност показва колко пиксела ще се съдържат в един кадър. И скоростта на кадрите е колко такива кадъра в секунда ще бъдат взети.

С нарастването на пикселите детайлите и яснотата на изображението се подобряват. С увеличаването на честотата на кадрите ефектът на размазване намалява, видеото изглежда по-рязко и се възприема по-добре от човешкото око. Нещо повече, видеоклиповете, заснети с висока честота на кадрите, след това могат да бъдат забавени до познатите 24 кадъра в секунда за интересен забавен ефект.

HDR

HDR означава High Dynamic Range, което е голяма разлика между най-тъмните и най-светлите части на изображението. Камерата в HDR - режим прави няколко снимки (в случай на видеозапис - кадри) с различни експонации и след това ги комбинира, балансирайки светли и тъмни области. Поради това е възможно да се постигне по-висок контраст и детайлност на изображението.

Магия за последваща обработка

Сухите характеристики на камерите на смартфоните, разбира се, объркват и плашат. И основният проблем е, че е нереалистично да се разбере единствено от тези цифри как ще снима камерата на смартфона.

В допълнение към самата система от лещи и сензори, има и сбруя от процесора за изображения около камерата. и софтуер за последваща обработка - алгоритми, които анализират получените данни и използват различни патентовани uluchshayers. В резултат на това компаниите, използващи едни и същи сензори, могат да получат напълно различни изображения поради различни системи за последваща обработка.

Всеки производител има различен подход към цветопредаването и анализа на границите на обекта. Всяка компания използва разнообразни трикове и технологии, за да се получи образ, който да съответства на усещането им за красота. Някои марки използват машинно обучение, за да идентифицират правилно обектите в рамката и как те трябва да изглеждат в идеалния случай и това също е част от обработката.

Нека вземем прост пример сред доста популярни смартфони. Realme 7 Pro и Samsung Galaxy M51 основните камери са изградени на същите сензори - Sony IMX682. Това е 64-мегапикселов сензор, задвижван от Quad Bayer субпикселна система за агрегиране и създава изображения с резолюция 16 мегапиксела (но също така способен да работи в режим на пълен размер). Въпреки факта, че имат еднакви сензори, самите изображения са напълно различни.

Цветното предаване на Samsung на дневна светлина е по-сочно и жизнено, макар и без пренасищане. Снимките от Realme 7 Pro получиха малко по-мека и реалистична гама, но понякога в тях се губят границите на малки детайли, например отделни влажни треви, заснети сравнително далеч. В Samsung системата за последваща обработка и намаляване на шума определя границите по-ясно, което обаче понякога създава усещане за изкуственост. Объркването на снимките, направени с тези телефони, няма да работи, въпреки същите сензори.

Как действа постобработката на изображения на определен телефон не може да се разбере от характеристиките. Тук ще ви помогнат само професионални отзиви с тестови снимки, направени в различни режими.

Няма вяра в мегапикселите

Спецификациите не гарантират качествена картина. Не може да се твърди, че 108-мегапикселова камера ще снима по-добре от 64-мегапикселова камера, тъй като освен мегапикселите, и други параметри на камерата влияят на резултата.

Първата стъпка е да се обърне внимание на размера на сензора: колкото по-голям е той, толкова повече светлина получава и качеството на изображението директно зависи от количеството светлина. Следващата по важност е хардуерната част на системата за последваща обработка на изображения, а след това и софтуерът. Начинът им на работа може да се разбере само като се видят снимките, направени от телефон с тази система.

Единствената възможност е да се доверите на рецензиите, които публикуват тестови снимки при различни условия на снимане: при различни условия на осветление, в движение, на различни разстояния и т.н. И не забравяйте, че основните инструменти на фотографа и оператора са прави ръце и способността да уловите момента. А останалото е второстепенно.