Ko saka viedtālruņu kameru īpašības un vai tām var uzticēties?

2024 Autors: Malcolm Clapton | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 04:04

Lifehacker stāsta, kā izdomāt desmitiem megapikseļu un dažādus fokusa attālumus.

Viedtālruņu attīstības rītausmā izcēlās atsevišķa kategorija - kameras tālrunis: šajos sīkrīkos maksimālā uzmanība tika pievērsta kamerai. Tagad katrs gandrīz katra zīmola vadošais modelis cenšas piesaistīt uzmanību ar sarežģītāko un interesantāko kameras ieviešanu. Ierīču īpašības tiek maskētas ar skaļiem vārdiem, trekniem saukļiem, milzīgiem skaitļiem un saviem tehnoloģiju nosaukumiem. Bet vai no tiem var atņemt kaut ko noderīgu un saprast, vai šī kamera spēj radīt pieklājīgu attēlu? Tagad izdomāsim.

Viedtālruņu kameru galvenās iezīmes

Viedtālruņa kameras īpašības būtībā ir tādas pašas kā jebkurai digitālajai kamerai. Bet jums ir jāsaprot, par ko ir atbildīgs šis vai cits parametrs.

Megapikseļi

Tiem ražotāji pievērš vislielāko uzmanību reklāmas kampaņās. Pikselis ir gaismas jutīgs elements kameras sensorā vai fotodiode. Tas sastāv no četriem apakšpikseļiem, no kuriem katrs gaismas filtru dēļ ļauj iziet cauri tikai sava nokrāsas gaismai. Visbiežāk tie ir sarkani, zili un zaļi. No šo krāsu kombinācijas tiek iegūts vajadzīgā toņa un vēlamā spilgtuma punkts.

Daži ražotāji atsakās no populārākās shēmas un pievieno balto vai dzelteno krāsu sarkanajiem, zilajiem un zaļajiem krāsu filtriem. Šajā gadījumā fotodiode uztver vairāk gaismas un attēli ir gaišāki.

Megapikseļi parāda, kādu izšķirtspēju kamera spēj uzņemt fotogrāfijas, tas ir, no cik miljoniem pikseļu sastāvēs galīgais attēls.

Mūsdienās daudzi ražotāji piedāvā viedtālruņus ar 48, 64 vai 108 megapikseļu kamerām, kas darbojas punktu sapludināšanas režīmā. Šādos sensoros pikseļi nesastāv no četriem, bet gan no 16 apakšpikseļiem, kas apvienoti ar četriem. Ja, piemēram, klasiskajā sensorā viens pikselis sastāv no viena zila, diviem zaļiem un viena sarkana apakšpikseļa, augstas izšķirtspējas kamerās tas sastāv no četriem ziliem, astoņiem zaļiem un četriem sarkaniem apakšpikseļiem.

Palielinot pikseļu skaitu, palielinās gaismas jutība un pieaug attēla dinamiskais diapazons – atšķirība starp fotoattēla tumšākajiem un gaišākajiem laukumiem. Bet tajā pašā laikā 48 megapikseļu kameras, pateicoties šādai kombinācijai, faktiski rada attēlus ar 12 megapikseļu izšķirtspēju. Un šeit nav nekas nepareizs: tas ir gadījums, kad kvantitāte pārvēršas kvalitātē, un attēli ar izšķirtspēju 4000 × 3000 (tie paši 12 megapikseļi) ir pilnīgi pietiekami, lai tos publicētu sociālajos tīklos.

Sensora izmērs

Tas, iespējams, ir vissvarīgākais viedtālruņa kameras elements. Sensora izmērs norāda apgabalu, virs kura atrodas gaismas jutīgās diodes. Jo lielāks ir sensors, jo lielāki var būt paši pikseļi, un jo lielāks pikselis, jo labāk tas uztver gaismu. Tipiski pikseļu izmēri mūsdienu mobilo kameru sensoros ir no 0,8 līdz 2,4 mikroniem, tomēr pēdējais tiek precīzi sasniegts, apvienojot apakšpikseļus, par ko mēs runājām iepriekšējā rindkopā.

Jo vairāk gaismas sensors spēj uzņemt, jo labāki būs kameras uzņemtie attēli. Tas ir īpaši svarīgi, fotografējot vājā apgaismojumā. Un šādā situācijā var izrādīties, ka sensors ar mazāku lielāku pikseļu skaitu radīs labāku attēlu nekā sensors ar lielāku mazāku pikseļu skaitu, jo katra fotodiode ir uztvērusi vairāk gaismas un attiecīgi vairāk informācijas.

Tas nozīmē, ka kamera, kuras specifikācijās ir mazāk pikseļu, var pārspēt kameru ar lielu pikseļu skaitu, jo paši pikseļi ir lielāki.

Mūsdienu viedtālruņos sensoru izmēri ir norādīti collas daļās. Lielākais sensors - 50 megapikseļu Samsung ISOCELL GN2 - ir uzstādīts Xiaomi Mi 11 Ultra: tā diagonāle ir 1/1, 12 collas.

Lēcas

Izmantotajiem objektīviem ir būtiska ietekme uz attēla kvalitāti. Tie sastāv no lēcām - caurspīdīgām plāksnēm ar noteiktām optiskām īpašībām. Objektīva galvenā funkcija ir pareizi izkropļot krītošās gaismas staru kūli. Izkropļojuma veids ir atkarīgs no plāksnes formas.

Lēcas visbiežāk sastāv no vairākām lēcām, jo ar vienu nepietiek. Dažāda blīvuma izliektas un ieliektas lēcas mijas viena ar otru. Pareiza izvēle un novietojums objektīvā ietekmēs attēla skaidrību un kontrastu. Izmantojot izliektās lēcas, var rasties optiski kropļojumi. Dažos objektīvos, piemēram, platleņķa objektīvos, kropļojumi, gluži pretēji, ir kļuvuši par stilistisku iezīmi. Tiesa, dažas ierīces pēcapstrādes stadijā tās programmatiski labo.

Mūsdienu viedtālruņos kameru moduļi sastāv no vairākiem objektīviem, no kuriem katram ir savs sensors, kas piemērots konkrētam uzdevumam. Visbiežāk tie ir standarta, platleņķa un makro objektīvi. Tajā pašā laikā nevar teikt, ka viedtālruņi ar vairākiem objektīviem acīmredzami fotografē labāk nekā ar vienu: tas ir atkarīgs no konkrētas ierīces ieviešanas. Var gadīties, ka starp daudzajām kamerām vienā modulī neviena nedos pieņemamu rezultātu un kvantitāte nepārvērsīsies kvalitātē.

Fokusa attālums un apertūra

Jo mazāks fokusa attālums, jo lielāks ir objektīva skata leņķis, un otrādi – objektīvi ar lielu fokusa attālumu fotografē tālu, bet tajā pašā laikā ar nelielu skata leņķi.

Diafragmas atvērums parāda, cik daudz gaismas caur objektīvu nonāk kameras sensorā. Lielākajai daļai viedtālruņu ir fiksēta apertūra, kas ir fokusa attāluma attiecība pret kameras ieejas izmēru.

Jo vairāk gaismas nonāk sensorā un jo lielāka ir kameras ieplūde, jo mazāks ir lauka dziļums, proti, fokusā būs tikai objekts, un fons aiz tā būs izplūdis.

Lai palielinātu lauka dziļumu, jums jāsamazina ieplūde, taču tas samazinās arī spilgtumu. Viedtālruņos tas visbiežāk tiek panākts programmatiski. Taču mūsdienu ierīcēs tiek izmantoti moduļi ar vairākiem objektīviem – ar dažāda izmēra objektīviem, dažādu fokusa attālumu un apertūrām. Tā vietā, lai paļautos uz programmatūras apstrādi, varat pārslēgties starp objektīviem.

Mūsdienās viedtālruņi ir aprīkoti ar uzlabotām autofokusa sistēmām. Piemēram, PDAF tehnoloģijā daži kameras sensora punkti tiek izmantoti kā fokusa punkti. Divi blakus esošie pikseļi atrodas tā, lai viens no tiem uztvertu gaismas plūsmu, kas nāk no augšas, bet otrs no apakšas, un sistēma pielāgo fokusu, ja uz pikseļiem krīt dažādi gaismas daudzumi.

Ir arī lāzera un kontrasta autofokuss. Daži uzņēmumi kamerās izmanto tehnoloģijas, kas ļauj fokusēties uz konkrētiem objektiem kadrā, piemēram, atpazīt sejas un padarīt tās skaidrākas.

Tālummaiņa

Tālummaiņa parāda, cik tuvu var būt attēls. Ir divas tālummaiņas iespējas: digitālā un optiskā. Digital vienkārši palielina un apgriež pilna izmēra attēlu. Optiskajā lēcā palielinājumam tiek izmantotas speciālas lēcas, kuras pareizās lēcu sistēmas dēļ var izskatīties tālu.

Attīstoties kamerām viedtālruņos, arvien vairāk ir sākuši parādīties moduļi ar optisko tālummaiņu – parasti 2X vai 3X. Tomēr ir arī iespējas, kuras ražotāji sauc par periskopiem. Šādos objektīvos tiek izmantota viedtālruņa korpusā sāniski izvietotu objektīvu un spoguļu sistēma, un to dēļ jūs varat iegūt, piemēram, pieckārtīgu tālummaiņu. Tas, cik tuvu jūs varat nokļūt attēlam, ir atkarīgs no fokusa attāluma.

Maksimālā optiskā tālummaiņa, ko mūsdienās piedāvā viedtālruņi, ir 10x. Tas ir atrodams Huawei P40 Pro + (tajā tiek izmantots tas pats "periskops") un atsevišķos Samsung Galaxy S21 Ultra objektīvos. Tiem gadījumiem, kad tik spēcīga tālummaiņa nav nepieciešama, šiem viedtālruņiem ir arī objektīvi ar mazāku palielinājumu – trīsreiz.

Papildu sensori

Gaismas sensori, dziļuma sensori, attāluma mērītāji, lidari – visas šīs sistēmas palīdz viedtālrunim saprast, kur atrodas fotografējamie objekti, kā tie tiek izgaismoti, vai tie kustas vai ne. Viedtālrunis iegūtos datus izmanto gan skatu meklētājā, gan pēcapstrādes procesā, pabeidzot un rediģējot attēlu.

Sensoru izšķirtspēja ir tālu no vissvarīgākā parametra: pietiek ar ļoti mazu pikseļu skaitu, lai tie labi veiktu savas funkcijas. Tāpēc nevajadzētu pārsteigt, ieraugot, piemēram, dziļuma sensoru ar 2 megapikseļu izšķirtspēju: tā darbībai to ir pietiekami daudz.

Video izšķirtspēja un kadru nomaiņas ātrums

Video izšķirtspēja norāda, cik pikseļu būs vienā kadrā. Un kadru ātrums ir tas, cik šādu kadru sekundē tiks uzņemts.

Pieaugot pikseļiem, uzlabojas attēla detaļas un skaidrība. Kadru ātrumam palielinoties, izplūšanas efekts samazinās, video izskatās asāks un cilvēka acs to uztver labāk. Vēl vairāk, video, kas uzņemts ar lielu kadru ātrumu, pēc tam var palēnināt līdz pazīstamajiem 24 kadriem sekundē, lai iegūtu interesantu palēninājuma efektu.

HDR

HDR apzīmē High Dynamic Range, kas ir liela atšķirība starp attēla tumšākajām un gaišākajām daļām. Kamera HDR režīmā uzņem vairākus attēlus (video uzņemšanas gadījumā - kadrus) ar dažādu ekspozīciju un pēc tam tos apvieno, līdzsvarojot gaišos un tumšos apgabalus. Pateicoties tam, ir iespējams panākt lielāku kontrastu un attēla detalizāciju.

Pēcapstrādes maģija

Viedtālruņu kameru sausie raksturlielumi, protams, ir mulsinoši un biedējoši. Un galvenā problēma ir tā, ka ir nereāli tikai no šiem skaitļiem saprast, kā viedtālruņa kamera fotografēs.

Papildus objektīvu un sensoru sistēmai ap kameru ir arī attēla procesora instalācija un pēcapstrādes programmatūra - algoritmi, kas analizē saņemtos datus un izmanto dažādus patentētus pastiprinātājus. Tā rezultātā uzņēmumi, kas izmanto vienus un tos pašus sensorus, dažādu pēcapstrādes sistēmu dēļ var iegūt pilnīgi atšķirīgus attēlus.

Katram ražotājam ir sava pieeja krāsu atveidošanai un objektu robežu analīzei. Katrs uzņēmums izmanto dažādus trikus un tehnoloģijas, lai iegūtu skaistuma izjūtai atbilstošu tēlu. Daži zīmoli izmanto mašīnmācīšanos, lai pareizi identificētu objektus kadrā un to, kā tiem vajadzētu izskatīties ideālā gadījumā, un tas viss arī ir daļa no apstrādes.

Ņemsim vienkāršu piemēru starp diezgan populāriem viedtālruņiem. Realme 7 Pro un Samsung Galaxy M51 galvenās kameras ir veidotas uz tiem pašiem sensoriem - Sony IMX682. Tas ir 64 megapikseļu sensors, ko darbina Quad Bayer apakšpikseļu apkopošanas sistēma, un tas rada attēlus ar 16 megapikseļu izšķirtspēju (taču spēj darboties arī pilna izmēra režīmā). Neskatoties uz to, ka tiem ir vienādi sensori, paši attēli ir pilnīgi atšķirīgi.

Samsung krāsu atveide dienasgaismā ir sulīgāka un košāka, lai gan bez pārsātinājuma. Fotogrāfijas no Realme 7 Pro ieguva nedaudz maigāku un reālistiskāku gammu, taču dažkārt tajos pazūd sīku detaļu robežas, piemēram, atsevišķi zāles stieņi, kas uzņemti salīdzinoši tālu. Samsung pēcapstrādes un trokšņu samazināšanas sistēma skaidrāk nosaka robežas, kas tomēr dažkārt rada samākslotības sajūtu. Ar šiem tālruņiem uzņemto fotoattēlu sajaukšana nedarbosies, neskatoties uz tiem pašiem sensoriem.

Pēc raksturlielumiem nevar saprast, kā notiek attēlu pēcapstrāde konkrētajā tālrunī. Šeit palīdzēs tikai profesionālas atsauksmes ar testa fotoattēliem, kas uzņemti dažādos režīmos.

Nav ticības megapikseļiem

Specifikācijas negarantē attēla kvalitāti. Nevar apgalvot, ka 108 megapikseļu kamera fotografēs labāk nekā 64 megapikseļu kamera, jo bez megapikseļiem rezultātu ietekmē arī citi kameras parametri.

Vispirms ir jāpievērš uzmanība sensora izmēram: jo lielāks tas ir, jo vairāk gaismas tas saņem, un attēla kvalitāte ir tieši atkarīga no gaismas daudzuma. Nākamā pēc nozīmes ir attēla pēcapstrādes sistēmas aparatūras daļa un pēc tam programmatūra. Kā tās darbojas, var saprast, tikai redzot bildes, kas uzņemtas ar telefonu ar šo sistēmu.

Vienīgā iespēja ir uzticēties atsauksmēm, kurās tiek publicētas testa fotogrāfijas dažādos fotografēšanas apstākļos: dažādos apgaismojuma apstākļos, kustībā, dažādos attālumos utt. Un neaizmirstiet, ka galvenie fotogrāfa un operatora instrumenti ir taisnas rokas un spēja tvert mirkli. Un pārējais ir sekundārs.