Kaj povedo značilnosti kamer pametnih telefonov in jim lahko zaupate?

2024 Avtor: Malcolm Clapton | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 04:10

Lifehacker pove, kako ugotoviti desetine megapikslov in različne goriščne razdalje.

Na zori razvoja pametnih telefonov je izstopala ločena kategorija - telefon s kamero: v teh pripomočkih je bila največja pozornost namenjena kameri. Zdaj vsak vodilni model skoraj vsake znamke poskuša pritegniti pozornost z najbolj zapleteno in zanimivo izvedbo kamere. Značilnosti naprav prikrivajo glasne besede, drzni slogani, ogromne številke in lastna imena tehnologij. Toda ali je mogoče od njih odšteti kaj koristnega in razumeti, ali je ta kamera sposobna ustvariti spodobno sliko? Ugotovimo zdaj.

Glavne značilnosti kamer za pametne telefone

Lastnosti fotoaparata pametnega telefona so v bistvu enake kot pri vseh digitalnih fotoaparatih. Vendar morate razumeti, za kaj je odgovoren ta ali tisti parameter.

Megapiksli

Proizvajalci jim posvečajo največ pozornosti v oglaševalskih akcijah. Piksel je svetlobno občutljiv element na senzorju kamere ali fotodiodi. Sestavljen je iz štirih podpikslov, od katerih vsaka zaradi svetlobnih filtrov prepušča le svetlobo svojega odtenka. Najpogosteje so to rdeča, modra in zelena. Iz kombinacije teh barv dobimo točko zahtevanega odtenka in želene svetlosti.

Nekateri proizvajalci se odmikajo od najbolj priljubljene sheme in filtrom rdeče, modre in zelene barve dodajo belo ali rumeno. V tem primeru fotodioda zajame več svetlobe in slike so svetlejše.

Megapiksli kažejo, kakšne ločljivosti je fotoaparat sposoben fotografirati, torej iz koliko milijonov slikovnih pik bo sestavljena končna slika.

Danes mnogi proizvajalci predstavljajo pametne telefone s kamerami z ločljivostjo 48, 64 ali 108 milijonov slikovnih pik, ki delujejo v načinu združevanja pik. V takih senzorjih slikovne pike niso sestavljene iz štirih, temveč iz 16 podpikslov, združenih s štirimi. Medtem ko je pri klasičnem senzorju na primer ena slikovna pika sestavljena iz ene modre, dveh zelenih in ene rdeče podpiksle, je pri kamerah z visoko ločljivostjo sestavljena iz štirih modrih, osmih zelenih in štirih rdečih podpikslov.

S povečanjem števila slikovnih pik se poveča svetlobna občutljivost in raste dinamični razpon slike – razlika med najtemnejšimi in najsvetlejšimi deli na fotografiji. Toda hkrati kamere z ločljivostjo 48 milijonov slikovnih pik zaradi takšne kombinacije dejansko ustvarjajo slike z ločljivostjo 12 milijonov slikovnih pik. In tukaj ni nič narobe: tako je, ko se količina spremeni v kakovost, slike z ločljivostjo 4000 × 3000 (tistih 12 milijonov slikovnih pik) pa so povsem dovolj za objavo na družbenih omrežjih.

Velikost senzorja

To je morda najpomembnejši element kamere pametnega telefona. Velikost senzorja označuje območje, na katerem se nahajajo svetlobno občutljive diode. Večji kot je senzor, večje so lahko same slikovne pike in večji kot je piksel, bolje zajame svetlobo. Tipične velikosti slikovnih pik v senzorjih sodobnih mobilnih kamer so od 0,8 do 2,4 mikrona, vendar se slednje natančno doseže z združevanjem podpikslov, o čemer smo govorili v prejšnjem odstavku.

Več svetlobe lahko senzor zajame, boljše bodo slike, ki jih zajame kamera. To je še posebej pomembno pri fotografiranju v slabih svetlobnih pogojih. In v takšni situaciji se lahko izkaže, da bo senzor z manjšim številom večjih slikovnih pik ustvaril boljšo sliko kot senzor z večjim številom manjših slikovnih pik, ker je vsaka fotodioda ujela več svetlobe in s tem tudi več informacij.

To pomeni, da lahko kamera z manj slikovnimi pikami v svojih specifikacijah preseže kamero z velikim številom slikovnih pik zaradi dejstva, da so same slikovne pike večje.

V sodobnih pametnih telefonih so dimenzije senzorjev navedene v delnih delih palca. Največji senzor - Samsung ISOCELL GN2 s 50 milijoni slikovnih pik - je nameščen v Xiaomi Mi 11 Ultra: njegova diagonala je 1/1, 12 palcev.

Leče

Uporabljene leče pomembno vplivajo na kakovost slike. Sestavljene so iz leč - prozornih plošč z določenimi optičnimi lastnostmi. Glavna funkcija leče je pravilno popačiti vpadni svetlobni žarek. Vrsta popačenja je odvisna od oblike plošče.

Leče so najpogosteje sestavljene iz več leč, saj ena ni dovolj. Ukrivljene in konkavne leče različnih gostot se izmenjujejo med seboj. Pravilna izbira in postavitev v objektiv vplivata na jasnost in kontrast slike. Pri ukrivljenih lečah lahko pride do optičnega popačenja. Pri nekaterih objektivih, kot so širokokotni objektivi, je popačenje, nasprotno, postalo slogovna značilnost. Res je, nekatere naprave jih programsko popravijo v fazi naknadne obdelave.

V sodobnih pametnih telefonih so moduli kamere sestavljeni iz več objektivov, od katerih ima vsaka svoj senzor, primeren za določeno nalogo. Najpogosteje so to standardni, širokokotni in makro objektivi. Hkrati pa ne moremo reči, da pametni telefoni z več objektivi očitno snemajo bolje kot z enim: odvisno je od izvedbe določene naprave. Lahko se zgodi, da med številnimi kamerami v enem modulu nobena ne bo dala sprejemljivega rezultata in se količina ne bo spremenila v kakovost.

Goriščna razdalja in zaslonka

Manjša kot je goriščna razdalja, večji je zorni kot objektiva in obratno - objektivi z veliko goriščno razdaljo streljajo daleč, a hkrati z majhnim zornim kotom.

Zaslonka prikazuje, koliko svetlobe zadene senzor kamere skozi objektiv. Večina pametnih telefonov ima fiksno zaslonko, ki je razmerje med goriščno razdaljo in velikostjo vhoda kamere.

Več svetlobe zadene senzor in večji kot je vhod v kamero, manjša je globinska ostrina, torej bo izostren le motiv, ozadje za njim pa zamegljeno.

Če želite povečati globinsko ostrino, morate zmanjšati dovod, vendar bo to zmanjšalo tudi svetlost. Pri pametnih telefonih je to največkrat doseženo programsko. Sodobne naprave pa uporabljajo module z več objektivi – z lečami različnih velikosti, različnih goriščnih razdalj in zaslonk. Torej, namesto da bi se zanašali na programsko obdelavo, lahko preklapljate med objektivi.

Pametni telefoni so danes opremljeni z naprednimi sistemi samodejnega ostrenja. Na primer, v tehnologiji PDAF se nekatere točke na senzorju kamere uporabljajo kot žariščne točke. Dve sosednji piksli sta nameščeni tako, da eden od njih zazna svetlobni tok, ki prihaja od zgoraj, drugi pa od spodaj, sistem pa prilagodi fokus, če na slikovne pike padejo različne količine svetlobe.

Obstaja tudi lasersko in kontrastno samodejno ostrenje. Nekatera podjetja uporabljajo tehnologije v kamerah, ki vam omogočajo, da se osredotočite na določene predmete v kadru, na primer prepoznate obraze in jih naredite jasnejše.

Povečava

Povečava prikazuje, kako blizu je lahko slika. Na voljo sta dve možnosti povečave: digitalni in optični. Digital preprosto poveča in obreže sliko v polni velikosti. Optična leča za povečavo uporablja posebne leče, ki lahko zaradi pravilnega sistema leč gledajo daleč stran.

Z razvojem kamer v pametnih telefonih se je začelo pojavljati vse več modulov z optičnim zoomom – običajno 2X ali 3X. Vendar pa obstajajo tudi možnosti, ki jih proizvajalci imenujejo periskopi. Takšni objektivi uporabljajo sistem leč in ogledal, nameščenih bočno v ohišju pametnega telefona, zaradi njih pa lahko dobite na primer petkratni zoom. Kako blizu se lahko približate sliki, je odvisno od goriščne razdalje.

Največji optični zoom, ki ga danes ponujajo pametni telefoni, je 10x. Najdemo ga v Huawei P40 Pro + (v njem se uporablja isti "periskop") in v posameznih lečah Samsung Galaxy S21 Ultra. Za tiste primere, ko tako močan zoom ni potreben, imajo ti pametni telefoni tudi leče z manjšo povečavo - trikratno.

Pomožni senzorji

Svetlobni senzorji, senzorji globine, daljinomeri, lidarji – vsi ti sistemi pametnemu telefonu pomagajo razumeti, kje se nahajajo predmeti, ki jih fotografiramo, kako so osvetljeni, ali se premikajo ali ne. Pametni telefon uporablja pridobljene podatke tako v iskalu kot v procesu naknadne obdelave, dopolnjuje in ureja sliko.

Ločljivost senzorjev še zdaleč ni najpomembnejši parameter: zelo majhno število slikovnih pik je dovolj, da dobro opravljajo svoje funkcije. Zato vas ne bi smelo presenetiti, če vidite na primer senzor globine z ločljivostjo 2 milijona slikovnih pik: dovolj jih je za njegovo delovanje.

Ločljivost videa in hitrost sličic

Ločljivost videa označuje, koliko slikovnih pik bo vsebovalo en okvir. In hitrost sličic je, koliko takšnih sličic na sekundo bo posnetih.

Ko rastejo slikovne pike, se izboljšata podrobnosti in jasnost slike. Ko se hitrost sličic poveča, se učinek zamegljenosti zmanjša, videoposnetek je videti ostrejši in ga človeško oko bolje zazna. Še več, videoposnetek, zajet z visoko hitrostjo sličic, lahko nato upočasnite na znanih 24 sličic na sekundo za zanimiv učinek počasnega posnetka.

HDR

HDR pomeni High Dynamic Range, kar je velika razlika med najtemnejšimi in najsvetlejšimi deli slike. Kamera v načinu HDR posname več slik (v primeru video snemanja - okvirjev) z različnimi osvetlitvami in jih nato združi ter uravnoteži svetla in temna področja. Zaradi tega je mogoče doseči večji kontrast in podrobnost slike.

Magija naknadne obdelave

Suhe lastnosti kamer pametnih telefonov so seveda zmedene in zastrašujoče. In glavna težava je, da je samo iz teh številk nerealno razumeti, kako bo kamera pametnega telefona snemala.

Poleg sistema objektivov in senzorjev okoli kamere je na voljo tudi snop iz slikovnega procesorja in programske opreme za naknadno obdelavo – algoritmi, ki analizirajo prejete podatke in uporabljajo različne lastniške ojačevalce. Posledično lahko podjetja, ki uporabljajo iste senzorje, zaradi različnih sistemov naknadne obdelave na koncu dobijo popolnoma različne slike.

Vsak proizvajalec ima svoj pristop k barvnemu upodabljanju in analizi meja objektov. Vsako podjetje uporablja različne trike in tehnologije, da bi na koncu ustvarilo podobo, ki ustreza njihovemu občutku za lepoto. Nekatere blagovne znamke uporabljajo strojno učenje za pravilno prepoznavanje predmetov v okvirju in njihovega idealnega videza, vse to pa je tudi del obdelave.

Vzemimo preprost primer med dokaj priljubljenimi pametnimi telefoni. V Realme 7 Pro in Samsung Galaxy M51 sta glavni kameri zgrajeni na istih senzorjih - Sony IMX682. To je senzor s 64 milijoni slikovnih pik, ki ga poganja sistem združevanja podpikslov Quad Bayer in ustvarja slike z ločljivostjo 16 milijonov slikovnih pik (vendar lahko deluje tudi v načinu polne velikosti). Kljub temu, da imata enaka tipala, so same slike popolnoma drugačne.

Samsungova barvna predstavitev pri dnevni svetlobi je bolj sočna in živahna, čeprav brez prenasičenosti. Fotografije iz Realme 7 Pro so dobile nekoliko mehkejši in bolj realističen obseg, včasih pa se na njih izgubijo meje majhnih podrobnosti, na primer posamezne trave, posnete relativno daleč. Pri Samsungu sistem naknadne obdelave in zmanjševanja šuma jasneje definira meje, kar pa včasih ustvari občutek umetnosti. Zamenjanje fotografij, posnetih s temi telefoni, kljub enakim senzorjem ne bo delovalo.

Kako poteka naknadna obdelava slik na določenem telefonu, ni mogoče razbrati iz značilnosti. Tu bodo pomagali le strokovni pregledi s testnimi fotografijami, posnetimi v različnih načinih.

Brez vere v megapiksele

Specifikacije ne zagotavljajo kakovosti slike. Ne moremo trditi, da bo kamera s 108 milijoni slikovnih pik snemala bolje kot kamera s 64 milijoni slikovnih pik, saj poleg megapikslov na rezultat vplivajo tudi drugi parametri kamere.

Prvi korak je, da bodite pozorni na velikost senzorja: večji kot je, več svetlobe prejme, kakovost slike pa je neposredno odvisna od količine svetlobe. Naslednji po pomembnosti je strojni del sistema za naknadno obdelavo slik in nato programska oprema. Kako delujejo, lahko razumete le, če si ogledate slike, posnete s telefonom s tem sistemom.

Edina možnost je zaupati pregledom, v katerih so objavljene testne fotografije v različnih pogojih fotografiranja: pri različnih svetlobnih pogojih, v gibanju, na različnih razdaljah itd. In ne pozabite, da sta glavna orodja fotografa in operaterja ravne roke in sposobnost ujeti trenutek. In ostalo je sekundarno.