Miért abszurd a verseny a megapixelekért az okostelefonokban

2024 Szerző: Malcolm Clapton | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 03:59

A fotó minősége sok jellemzőtől függ, így a 48 megapixeles kamera továbbra sem mond semmit.

Hogyan működik az okostelefon kamerája

A kamera összetett dolog: egyesíti magában a szenzort, az optikai rendszert, a vezérlőt és egyéb segédkomponenseket, valamint a fotó- és videófeldolgozó szoftvereket. Vizsgáljuk meg részletesebben az egyes elemeket.

Mátrix

A mátrix egy téglalap alakú mikroáramkör, amely fényérzékeny elemekből - pixelekből áll. Minden pixel három alpixelt tartalmaz. Egy szubpixel csak bizonyos hullámhosszakat sugároz: vörös, zöld vagy kék (piros, zöld, kék) esetén. Ezt a színmodellt RGB-nek hívják.

A mátrix lehet monokróm is, színszűrők nélkül. Háromszor annyi foton esik minden pixelére. Ennek eredményeként a fekete-fehér fényképek élesebbek. Az ilyen mátrixok felhasználhatók egy másik kameramodul színes képének javítására.

A mátrix egyik fő jellemzője a felbontás. Azt tükrözi, hogy hány pixel fér el rajta.

Lencse

Az apró okostelefon-lencse szinte ékszer. Egy ritka rendszer 4–5 elemből áll – általában 7–8 vagy több.

A több kamerával rendelkező okostelefonokban minden mátrixnak saját objektívje lesz. Mindegyik megoldja a saját problémáját:

• Teleobjektív (telefotó) nagy távolságból történő fényképezéshez szükséges.
• Nagylátószögű (shirik) segít több tárgy beillesztésében a keretbe – ez hasznos csoportképeknél és építészeti fotózásnál.
• Egyetemes az objektívvel mérsékelten jól fényképezhet bármilyen témát: a portrétól a tájig.
• Varifokális lencse (zoom) közelebb hozhatja a témát.

Az okostelefonok lencséi üvegből vagy speciális polimerekből készülnek. Ha az átlátszóságuk távolról sem ideális, és az elemek nem jól illeszkednek, ne várjon jó fotókat. Még ha az objektív néhány mikront is elmozdul, az optikai rendszer defókuszálni fog.

Diafragma

A membrán az a lyuk, amelyen keresztül a fény belép a kamerába. Attól függ, hogy az érzékelő mennyi fényt tud fogadni. A rekesznyílás értéke f / 1, 7 formátumban kerül kiadásra.

Stabilizációs rendszer

A stabilizálás kompenzálja a fényképezőgép bemozdulásából eredő elmosódást, például ha állvány helyett kézben fényképez. Kétféle lehet:

• Optikai. Egy őszinte elektronikus-mechanikus rendszer, ami fizikailag egy helyzetben tartja a kamerát (legalábbis megpróbálja). Élesebb fényképeket készít minimális zaj mellett, és gyakorlatilag nincs szükség szoftveres feldolgozásra.
• Elektronikus. Ezek szoftveres algoritmusok. A kamera továbbra is remeg, de több képkockát elemezve többé-kevésbé tisztességes eredmény születik.

Autofókusz rendszer

Az autofókusz maga határozza meg a tárgy távolságát, és ennek megfelelően állítja be a fényképezőgép optikájának paramétereit. A modern okostelefonokban háromféle rendszert használnak:

• Fázis. Speciális érzékelők gyűjtik a fénysugarakat a keret különböző pontjain. Ezután a fényt két áramra osztják, és egy fényérzékelőhöz küldik, hogy meghatározzák a tárgy távolságát. Előnyök: nagy pontosság és gyors munkavégzés. Hátrányok: magas ár, a tervezés és a beállítások összetettsége.
• Kontrasztos. A jelenet kontrasztját elemzik. Az objektívek eltolásával a fényképezőgép megpróbálja maximalizálni a téma kontrasztját a háttérhez képest. Előnyök: kompakt méret és alacsony költség. Hátrányok: A rendszer lassabb, és nem alkalmas dinamikus jelenetekhez.
• Hibrid. A legjobb eredmény elérése érdekében kombinálja a fázis- és kontrasztfókuszálást.

Szoftver

A szoftver is a fényképezőgép részének tekinthető, mivel közvetlenül részt vesz a felvétel eredményének megszerzésében. Ma egyetlen okostelefon sem ad olyan kereteket, amilyenek, szoftveres feldolgozás nélkül. Kifinomult algoritmusok, amelyek gyakran hatalmas adatbázist vagy mesterséges intelligencia technológiát használnak, minden egyes felvételt úgy szerkesztenek, hogy „szépek legyenek”.

A nyers képek nem lesznek elég világosak vagy tiszták. A szoftver eltávolítja a túlexponálást, kihúzza a sötét területeket, javítja a színeket, növeli az élességet. És mindezt automatikusan és nagyon gyorsan teszi.

De van az éremnek egy árnyoldala is. Az agresszív zajcsökkentés hatására az alkonyatkor készült fotó szemcsésnek tűnhet – mintha sok apró foltot tartalmazna. Ez rontja a részleteket, és természetellenessé teszi a színeket.

Mit befolyásol a pixelek száma?

Az okostelefonok részletes specifikációi általában a kamera mátrixának fizikai méretét jelzik - körülbelül 1/2, 6 ″. A gyártó honlapján a mátrixban található pixelméretre vonatkozó adatok találhatók. Ez a paraméter befolyásolja a keretben lévő pontok számát. Minél nagyobb a felbontás, annál jobban reprodukálják a részleteket.

De ha a pixelek kicsik, mindegyik kevés fényt kap, és nem tudja pontosan meghatározni a valós kép egy pontjának színét. Ennek eredményeként zaj jelenik meg a képen.

A zaj véletlenszerű színű és fényerősségű, szétszórt pontok. Minél rosszabb a megvilágítás és minél gyengébb a kameramátrix minősége, annál több zaj lesz a képen.

Ennek száma a keretben arányos a pixel méretével vagy a mátrix átlójának négyzetével. Ha két 1,55 µm és 1,1 µm méretű mátrixot hasonlítunk össze, akkor az elsővel a keretben feleannyi lesz a zaj.

A mátrix dinamikus tartománya is fontos - az a képesség, hogy megragadja a környező világ színeinek és fényerejének teljes spektrumát. Az olcsón kicsi a választék, a fotók pedig fakónak, homályosnak bizonyulnak.

Miért hajszolják az okostelefonok gyártói a pixeleket?

Mert a vásárlók mindig a legtöbbet akarják. Még akkor is, ha egy 300 lovas autóban dugóban kell állnod, vagy pasziánszozni kell egy menő játékgépen.

Melyik okostelefont venné meg ugyanazért az áron: 12 MP-es kamerával vagy 48 MP-essel? A másodikat választva négyszer több megapixelt kapsz ugyanazért a pénzért. De a fotóid nem lesznek négyszer jobbak.

A sok kis pixeles érzékelő olcsóbb, mint a nagy pixeles érzékelő, és jobban eladható.

A nagy mátrixok több helyet foglalnak el az okostelefonon belül. Az optikai rendszernek is nagyobbnak kell lennie. Ennek megfelelően kevesebb hely lesz a test többi alkatrésze számára. Az okostelefon vastagabb lesz, vagy a kamera kilóg. Edzett vagy zafírüveggel kell védeni. És ez is pénz.

Kövér, drága okostelefont nehéz eladni. Könnyebb mátrixokat rendelni nagyszámú kis pixellel, és hangos marketingkampányt lebonyolítani: a fényképezőgép fényképéhez tegyük a „48MP-es szupermegaflagman” automatikus bélyegzőt, hogy mindenki tudja, hogy valaki új okostelefont vásárolt. A rajongók és a profik pedig használhatják a DSLR-eket.

Bár például a Nokia kockáztatott és megszerezte a legendás Lumia 1020 okostelefonokat 41 megapixeles kamerával. És ez 2013-ban van!

Mitől függ valójában a fotó minősége?

Mátrix és pixelméret

Ha két azonos felbontású mátrixot vesz fel, akkor a jobb minőségű fotót a nagyobbik segítségével kaphatja meg. Ott nagyobbak a pixelek, ami azt jelenti, hogy mindegyikre több foton esik felvételkor. Ennek eredményeként az alpixelek pontosabban meghatározhatják egy adott pont színét.

Úgy tűnik, hogy ha az egyik mátrixban a pixelek 1,4 mikron méretűek, a másikban pedig - 1,2 mikron, akkor gyakorlatilag azonosak. De a 17% egy kézzelfogható különbség, amely minden bizonnyal meg fog mutatkozni a fotók és videók minőségén, különösen, ha gyenge fényviszonyok között fényképez.

Egy másik fontos pont a szomszédos pixelek távolsága. Kis mátrixokban a gyártók őszintén spórolnak rajta. A nagyobbaknál lehetővé teszik a szomszédos pixelek minőségi elkülönítését úgy, hogy azok ne befolyásolják egymást.

Gyártástechnológia

Az új módszerek lehetővé teszik a fényáram intenzitásának pontosabb meghatározását kevesebb fotonból, ami azt jelenti, hogy akkor is alacsony zajszintet és jó színvisszaadást biztosíthat, ha alkonyatkor vaku nélkül fényképez.

De olvasni és elemezni kell. Például a HTC One (M7) okostelefon UltraPixel technológiát kínált. A gyártó a fotók és videók minőségének komoly javulását ígérte.

Valójában az UltraPixels csak nagyobb, 2 mikronos pixelnek bizonyult. Ez új technológiának tekinthető? Valószínűtlen. Összehasonlításképpen: a Google Pixelben, amelyet a HTC is összeszerelt, és amely egy időben a piac egyik legjobb kamerás telefonja volt, mátrixa 1,55 mikronos pixeleket tartalmazott. A kamera méretét nem növelték meg, hogy ne növeljék az okostelefon vastagságát. Az 5 megapixeles mátrixfelbontás még 2014-re is kicsi volt. Ennek eredményeként nem volt sor a HTC One (M7) készülékhez.

Egy másik példa az olyan technológiák, mint a Super Pixel vagy a Quad Pixel. Egy nagy mátrix négy szomszédos pixelét kombinálják, hogy kisebb felbontású, de jobb minőségű képet kapjanak. A megoldás tisztán szoftveres. Ha a mátrix ilyen-olyan, akkor a hatékonyság alacsony lesz.

Stabilizáció

Az optikai stabilizálás mindig jobb, mint a digitális. Az utófeldolgozási algoritmusok továbbra is vonatkoznak a keretre, és jobb, ha kezdetben éles.

Zoomolás

Ahhoz, hogy közelebb kerüljön a témához a keretben, az optikai zoom eltolja az objektíveket, és a fénykép minősége gyakorlatilag nincs hatással. A digitális zoom megnyújtja a kép egy részét, hogy kitöltse a teljes keretet. Ez a funkció bármely fotószerkesztőben elérhető, gyakran még egy szabványos kameraalkalmazásban is. Ezért nincs értelme fizetni a digitális zoomért.

Autofókusz rendszer

A kontrasztos AF egy olcsó rendszer a közepes kamerákhoz. A fázisérzékelő autofókusz akkor megfelelő, ha gyorsan futó gyerekeket, macskákat vagy sportolókat fényképez. De az ideális megoldás egy hibrid rendszer, amely egyesíti a fázisérzékelés és a kontrasztérzékelő autofókusz előnyeit.

Diafragma

Mivel egy okostelefont különféle helyzetekben használnak fényképezésre, a nagyobb rekesznyílású fényképezőgép előnyös: f / 1, 7 jobb, mint f / 2, 0. Minél nagyobb az érték (vagy minél kisebb a perjel utáni szám), minél nagyobb az objektív rekesznyílása és annál hatékonyabb. Alkonyatkor vagy beltérben dolgozzon.

Márkanév

Igen, ez nem csak egy reklámeszköz. Előfordul, hogy ugyanaz a mátrix van telepítve a kínai okostelefonba és az A-márka zászlóshajójába. De a kimeneti felvételek nagyon eltérőek.

Ha a gyártó nem fektet erőfeszítést és pénzt az alkatrészek, technológiák és szoftverek fejlesztésébe, akkor ne várjon szép, tiszta kereteket. Ha mindenen spórol, például olcsó, rossz átlátszóságú lencséket vesz fel, az befolyásolja az eredményt.

Mire kell emlékezni

• A több tucat megapixel elsősorban marketinget jelent. A fényképek és videók minősége nem közvetlenül függ tőlük.
• Akár 5 vagy 8 megapixel is elegendő ahhoz, hogy egy fekvő lapra jó minőségű képet nyomtassunk. Egy fejlett tévé 4K képernyőfelbontása körülbelül 8-9 megapixel. Full HD - csak 2 megapixel.
• A nagyobb képpontok több fényt gyűjtenek. Az eredmény egy éles, jól részletezett keret, természetes színvisszaadással és zaj nélkül.
• Ha nem akarsz elmélettel foglalkozni, menj gyakorlatra. Az okostelefonok és a fényképezőgépekről készült fényképek (teljes méretű és levágott - vágott és nagyított töredékek) összehasonlító áttekintése lehetővé teszi a dolgok valós állapotának megértését.