Mengapa perlumbaan untuk megapiksel dalam telefon pintar adalah tidak masuk akal

2024 Pengarang: Malcolm Clapton | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 04:06

Kualiti foto bergantung pada banyak ciri, jadi kamera 48 megapiksel masih tidak berkata apa-apa.

Bagaimana kamera telefon pintar berfungsi

Kamera adalah perkara yang kompleks: ia menggabungkan penderia, sistem optik, pengawal dan komponen tambahan lain, serta perisian untuk pemprosesan foto dan video. Mari kita pertimbangkan setiap elemen dengan lebih terperinci.

Matriks

Matriks adalah litar mikro segi empat tepat yang terdiri daripada unsur sensitif cahaya - piksel. Setiap piksel mengandungi tiga subpiksel. Satu sub-piksel menghantar hanya panjang gelombang tertentu: untuk merah, hijau atau biru (merah, hijau, biru). Model warna ini dipanggil RGB.

Juga, matriks boleh menjadi monokrom, tanpa penapis warna. Tiga kali lebih banyak foton jatuh pada setiap pikselnya. Hasilnya, gambar hitam putih lebih tajam. Matriks sedemikian boleh digunakan untuk meningkatkan imej warna daripada modul kamera lain.

Salah satu ciri utama matriks ialah resolusi. Ia mencerminkan bilangan piksel yang muat padanya.

Lensa

Kanta telefon pintar kecil itu hampir menjadi perhiasan. Sistem jarang termasuk 4–5 elemen - biasanya 7–8 atau lebih.

Dalam telefon pintar dengan berbilang kamera, setiap matriks akan mempunyai kanta sendiri. Setiap daripada mereka menyelesaikan masalahnya sendiri:

• Kanta telefoto (telefoto) diperlukan untuk merakam dari jarak jauh.
• Sudut lebar (syirik) akan membantu untuk memuatkan lebih banyak objek dalam bingkai - ini berguna untuk foto kumpulan dan fotografi seni bina.
• Sejagat kanta akan membolehkan anda merakam dengan baik mana-mana subjek: daripada potret kepada landskap.
• Kanta varifokal (zoom) boleh mendekatkan subjek.

Kanta untuk kanta telefon pintar diperbuat daripada kaca atau polimer khas. Jika ketelusan mereka jauh dari ideal dan unsur-unsurnya tidak sesuai, jangan mengharapkan gambar yang bagus. Walaupun lensa bergerak beberapa mikron, sistem optik akan nyahfokus.

Diafragma

Diafragma ialah lubang di mana cahaya memasuki kamera. Berapa banyak cahaya yang boleh diterima oleh sensor bergantung padanya. Nilai apertur dikeluarkan dalam format f / 1, 7.

Sistem penstabilan

Penstabilan mengimbangi kekaburan daripada goncangan kamera, seperti semasa merakam pegang tangan dan bukannya menggunakan tripod. Ia boleh terdiri daripada dua jenis:

• Optik. Sistem elektronik-mekanikal yang jujur yang memegang kamera secara fizikal dalam satu kedudukan (sekurang-kurangnya ia mencuba). Ia memberi anda foto yang lebih tajam dengan bunyi yang minimum dan hampir menghapuskan keperluan untuk pemprosesan perisian.
• elektronik. Ini adalah algoritma perisian. Kamera masih bergegar, tetapi dengan menganalisis beberapa bingkai, hasil yang lebih kurang baik dihasilkan.

Sistem autofokus

Autofokus sendiri menentukan jarak ke objek dan melaraskan parameter optik kamera dengan sewajarnya. Tiga jenis sistem digunakan dalam telefon pintar moden:

• fasa. Penderia khas mengumpul sinar cahaya pada titik berbeza dalam bingkai. Cahaya kemudiannya berpecah kepada dua aliran dan dihantar ke penderia cahaya untuk menentukan jarak ke objek. Kelebihan: ketepatan tinggi dan kelajuan kerja. Kelemahan: harga tinggi, kerumitan reka bentuk dan tetapannya.
• Berbeza. Kontras adegan dianalisis. Dengan mengalihkan kanta, kamera cuba memaksimumkan kontras subjek terhadap latar belakang. Kelebihan: saiz padat dan kos rendah. Kelemahan: Sistem ini lebih perlahan dan tidak sesuai untuk adegan dinamik.
• Hibrid. Menggabungkan pemfokusan fasa dan kontras untuk mendapatkan hasil yang terbaik.

Perisian

Perisian juga boleh dianggap sebagai sebahagian daripada kamera, kerana ia terlibat secara langsung dalam mendapatkan hasil penggambaran. Hari ini, tiada telefon pintar memberikan anda bingkai sebagaimana adanya, tanpa pemprosesan perisian. Algoritma yang canggih, selalunya menggunakan pangkalan data yang luas atau teknologi kecerdasan buatan, mengedit setiap tangkapan untuk "menjadikan anda cantik."

Imej mentah tidak akan cukup terang atau jelas. Perisian ini menghilangkan pendedahan berlebihan, menarik keluar kawasan gelap, menambah baik warna, meningkatkan ketajaman. Dan ia melakukan semua ini secara automatik dan sangat cepat.

Tetapi terdapat juga kelemahan pada syiling. Pengurangan hingar yang agresif boleh menjadikan foto yang ditangkap pada waktu senja kelihatan berbintik - seolah-olah ia mengandungi banyak bintik kecil. Ini merendahkan perincian dan menjadikan warna tidak semula jadi.

Apakah kesan bilangan piksel?

Spesifikasi terperinci telefon pintar biasanya menunjukkan saiz fizikal matriks kamera - seperti 1/2, 6 ″. Di tapak web pengilang, anda boleh mencari data tentang saiz piksel dalam matriks. Parameter ini mempengaruhi bilangan titik dalam bingkai. Lebih tinggi resolusi, lebih baik butiran diterbitkan semula.

Tetapi jika piksel kecil, setiap satu daripadanya menerima sedikit cahaya dan tidak dapat menentukan warna titik dalam imej sebenar dengan tepat. Akibatnya, bunyi bising muncul dalam foto.

Bunyi adalah titik bertaburan warna rawak dan kecerahan. Semakin teruk pencahayaan dan semakin rendah kualiti matriks kamera, semakin banyak bunyi yang akan ada dalam foto.

Nombornya dalam bingkai adalah berkadar dengan saiz piksel atau segi empat sama pepenjuru matriks. Jika kita membandingkan dua matriks dengan titik saiz 1, 55 µm dan 1, 1 µm, maka dalam bingkai dengan yang pertama akan ada separuh bunyi.

Julat dinamik matriks juga penting - keupayaannya untuk menangkap keseluruhan spektrum warna dan kecerahan dunia sekeliling. Yang murah mempunyai julat yang kecil, dan gambarnya menjadi pudar, berjerebu.

Mengapa pengeluar telefon pintar mengejar piksel

Kerana pembeli sentiasa mahukan yang paling. Walaupun dalam kereta untuk 300 ekor kuda anda perlu berdiri dalam kesesakan lalu lintas atau bermain solitaire pada komputer permainan yang sejuk.

Telefon pintar manakah yang akan anda beli dengan harga yang sama: dengan kamera 12MP atau 48MP? Memilih yang kedua, anda mendapat empat kali lebih megapiksel untuk wang yang sama. Tetapi foto anda tidak akan menjadi empat kali lebih baik.

Penderia dengan banyak piksel kecil adalah lebih murah daripada penderia dengan piksel besar dan akan menjual lebih baik.

Matriks besar mengambil lebih banyak ruang di dalam telefon pintar. Sistem optik untuk mereka juga harus lebih besar. Sehubungan itu, akan ada kurang ruang untuk seluruh bahagian dalam badan. Telefon pintar akan menjadi lebih tebal atau kamera akan menonjol. Ia perlu dilindungi dengan kaca terbaja atau nilam. Dan ini juga wang.

Menjual telefon pintar yang gemuk dan mahal adalah sukar. Lebih mudah untuk memesan matriks dengan bilangan piksel kecil yang besar dan menjalankan kempen pemasaran yang kuat: tambahkan setem automatik "tangkapan dengan supermegaflagman 48MP" pada foto kamera, supaya semua orang tahu bahawa seseorang telah membeli telefon pintar baharu. Dan biarkan peminat dan pakar menggunakan DSLR.

Walaupun Nokia, sebagai contoh, mengambil peluang dan mendapat telefon pintar legenda Lumia 1020 dengan kamera 41 megapiksel. Dan ini pada tahun 2013!

Apakah kualiti foto yang benar-benar bergantung pada?

Saiz matriks dan piksel

Jika anda mengambil dua matriks dengan resolusi yang sama, maka foto yang lebih berkualiti akan berpotensi diperoleh dengan yang lebih besar daripadanya. Di sana, piksel lebih besar, yang bermaksud bahawa lebih banyak foton jatuh pada setiap satu apabila menangkap. Hasilnya, subpiksel boleh menentukan warna titik tertentu dengan lebih tepat.

Nampaknya jika dalam satu matriks piksel adalah 1, 4 mikron dalam saiz, dan dalam yang lain - 1, 2 mikron, mereka boleh dikatakan sama. Tetapi 17% ialah perbezaan ketara yang pasti akan dipaparkan dalam kualiti foto dan video, terutamanya jika anda merakam dalam cahaya malap.

Satu lagi perkara penting ialah jarak antara piksel bersebelahan. Dalam matriks kecil, pengeluar terus terang menyimpannya. Dalam yang lebih besar, mereka boleh membenarkan anda memisahkan piksel jiran secara kualitatif supaya ia tidak menjejaskan satu sama lain.

Teknologi pengeluaran

Kaedah baharu membolehkan anda menentukan dengan lebih tepat keamatan fluks cahaya daripada foton yang lebih sedikit, yang bermaksud anda boleh memastikan hingar yang rendah dan penampilan warna yang baik, walaupun anda merakam pada waktu senja tanpa denyar.

Tetapi anda perlu membaca dan menganalisis. Sebagai contoh, telefon pintar HTC One (M7) menawarkan teknologi UltraPixel. Pengilang menjanjikan peningkatan serius dalam kualiti foto dan video.

Malah, UltraPixels ternyata hanya lebih besar piksel 2 mikron. Bolehkah ini dianggap sebagai teknologi baru? Tidak mungkin. Sebagai perbandingan: Google Pixel, yang juga dipasang oleh HTC dan yang pada satu masa dianggap sebagai salah satu telefon kamera terbaik di pasaran, mempunyai matriks dengan piksel 1.55 mikron. Saiz kamera tidak ditambah supaya tidak menambah ketebalan telefon pintar. Resolusi matriks 5 megapiksel adalah kecil walaupun untuk tahun 2014. Akibatnya, tiada baris gilir untuk HTC One (M7).

Contoh lain ialah teknologi seperti Super Pixel atau Quad Pixel. Empat piksel bersebelahan matriks besar digabungkan untuk mendapatkan foto dengan resolusi yang lebih rendah, tetapi kualiti yang lebih baik. Penyelesaiannya adalah semata-mata perisian. Jika matriks begitu-begitu, kecekapan akan menjadi rendah.

Penstabilan

Penstabilan optik sentiasa lebih baik daripada digital. Algoritma pasca pemprosesan masih akan digunakan pada bingkai, dan lebih baik jika ia tajam pada mulanya.

Zum

Untuk mendekati subjek dalam bingkai, zum optik mengalihkan kanta, dan kualiti foto boleh dikatakan tidak terjejas. Zum digital meregangkan sebahagian daripada gambar untuk mengisi keseluruhan bingkai. Ciri ini tersedia dalam mana-mana editor foto, selalunya dalam aplikasi kamera standard. Oleh itu, tidak masuk akal untuk membayar zum digital.

Sistem autofokus

Contrast AF ialah sistem yang murah untuk kamera biasa-biasa sahaja. Autofokus pengesanan fasa sesuai jika anda merakam kanak-kanak, kucing atau atlet yang berlari pantas. Tetapi pilihan yang ideal ialah sistem hibrid yang menggabungkan kelebihan pengesanan fasa dan autofokus pengesanan kontras.

Diafragma

Memandangkan telefon pintar digunakan untuk merakam dalam pelbagai situasi, kamera dengan apertur yang lebih besar akan mendapat manfaat: f / 1, 7 lebih baik daripada f / 2, 0. Semakin tinggi nilai (atau semakin rendah nombor selepas garis miring), semakin tinggi apertur kanta dan lebih berkesan. bekerja pada waktu senja atau di dalam rumah.

Jenama

Ya, ia bukan sahaja alat pengiklanan. Ia berlaku bahawa matriks yang sama dipasang dalam telefon pintar Cina dan perdana jenama A. Tetapi tangkapan keluaran sangat berbeza.

Jika pengilang tidak melaburkan usaha dan wang dalam pembangunan komponen, teknologi dan perisian, anda tidak seharusnya mengharapkan bingkai yang cantik dan jelas. Jika dia menjimatkan segala-galanya, sebagai contoh, memakai kanta murah dengan ketelusan yang lemah, ini akan menjejaskan hasilnya.

Apa yang perlu diingat

• Puluhan megapiksel terutamanya pemasaran. Kualiti foto dan video tidak bergantung langsung pada mereka.
• Walaupun 5 atau 8 megapiksel sudah cukup untuk mencetak gambar berkualiti baik pada helaian landskap. Resolusi skrin 4K bagi TV lanjutan ialah kira-kira 8-9 megapiksel. HD Penuh - hanya 2 megapiksel.
• Piksel yang lebih besar mengumpul lebih banyak cahaya. Hasilnya ialah bingkai yang tajam dan terperinci dengan pembiakan warna semula jadi dan tiada bunyi.
• Jika anda tidak mahu bersusah payah dengan teori, pergi ke latihan. Ulasan perbandingan telefon pintar dan foto daripada kamera (bersaiz penuh dan dipotong - serpihan dipotong dan diperbesarkan) akan membolehkan anda memahami keadaan sebenar.