Hva sier egenskapene til smarttelefonkameraer og kan du stole på dem?

2024 Forfatter: Malcolm Clapton | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 04:07

Lifehacker forteller hvordan du finner ut titalls megapiksler og forskjellige brennvidder.

Ved begynnelsen av utviklingen av smarttelefoner skilte en egen kategori seg ut - kameratelefonen: i disse dingsene ble maksimal oppmerksomhet gitt til kameraet. Nå prøver hver flaggskipmodell av nesten alle merker å tiltrekke seg oppmerksomhet med den mest komplekse og interessante kameraimplementeringen. Egenskapene til enhetene er maskert av høye ord, dristige slagord, enorme tall og deres egne navn på teknologier. Men er det mulig å trekke noe nyttig fra dem og forstå om dette kameraet er i stand til å produsere et anstendig bilde? La oss finne ut av det nå.

Nøkkelfunksjoner til smarttelefonkameraer

Egenskapene til et smarttelefonkamera er i hovedsak de samme som til ethvert digitalkamera. Men du må forstå hva denne eller den parameteren er ansvarlig for.

Megapiksler

Produsenter betaler mest oppmerksomhet til dem i reklamekampanjer. En piksel er et lysfølsomt element på en kamerasensor, eller en fotodiode. Den består av fire underpiksler, som hver på grunn av lysfiltre lar bare lys av sin egen skygge passere gjennom. Oftest er disse røde, blå og grønne. Fra kombinasjonen av disse fargene oppnås et punkt med ønsket nyanse og ønsket lysstyrke.

Noen produsenter går bort fra det mest populære opplegget og legger til hvitt eller gult til de røde, blå og grønne fargefiltrene. I dette tilfellet fanger fotodioden opp mer lys og bildene blir lysere.

Megapiksler viser hvilken oppløsning kameraet er i stand til å ta bilder, det vil si hvor mange millioner piksler det endelige bildet vil bestå av.

I dag presenterer mange produsenter smarttelefoner med 48, 64 eller 108 megapikslers kameraer som opererer i punktsammenslåingsmodus. I slike sensorer består ikke pikslene av fire, men av 16 underpiksler, kombinert med fire. Mens i en klassisk sensor, for eksempel, består én piksel av én blå, to grønne og én røde underpiksler, i høyoppløselige kameraer består den av fire blå, åtte grønne og fire røde underpiksler.

Ved å øke antall piksler øker lysfølsomheten og det dynamiske området til bildet vokser – forskjellen mellom de mørkeste og lyseste områdene i bildet. Men samtidig skaper 48 megapikslers kameraer, på grunn av en slik kombinasjon, faktisk bilder med en oppløsning på 12 megapiksler. Og det er ingenting galt her: dette er tilfellet når kvantitet blir til kvalitet, og bilder med en oppløsning på 4000 × 3000 (de samme 12 megapiksler) er ganske nok for publisering på sosiale nettverk.

Sensorstørrelse

Dette er kanskje det viktigste elementet i et smarttelefonkamera. Størrelsen på sensoren angir området som de lysfølsomme diodene er plassert over. Jo større sensoren er, jo større kan selve pikslene være, og jo større pikselen er, jo bedre fanger den opp lys. Typiske pikselstørrelser i moderne mobilkamerasensorer er fra 0,8 til 2,4 mikron, men sistnevnte oppnås nøyaktig ved å kombinere underpiksler, som vi snakket om i forrige avsnitt.

Jo mer lys sensoren kan fange, jo bedre blir bildene tatt av kameraet. Dette er spesielt viktig når du fotograferer under dårlige lysforhold. Og i en slik situasjon kan det vise seg at en sensor med et mindre antall større piksler vil gi et bedre bilde enn en sensor med et større antall mindre piksler, fordi hver fotodiode har fanget mer lys og følgelig mer informasjon.

Det vil si at et kamera med færre piksler i spesifikasjonene kan utkonkurrere et kamera med et enormt antall piksler på grunn av at selve pikslene er større.

I moderne smarttelefoner er dimensjonene til sensorene angitt i brøkdeler av en tomme. Den største sensoren - 50 megapikslers Samsung ISOCELL GN2 - er installert i Xiaomi Mi 11 Ultra: diagonalen er 1/1, 12 tommer.

Linser

Linsene som brukes har en betydelig innvirkning på bildekvaliteten. De består av linser - gjennomsiktige plater med visse optiske egenskaper. Hovedfunksjonen til en linse er å forvrenge den innfallende lysstrålen på riktig måte. Typen forvrengning avhenger av formen på platen.

Linser består oftest av flere linser, da det ikke er nok med én. Buede og konkave linser med forskjellige tettheter veksler med hverandre. Riktig valg og plassering i objektivet vil påvirke bildets klarhet og kontrast. Med buede linser kan det oppstå optisk forvrengning. I noen linser, for eksempel vidvinkelobjektiver, har forvrengning tvert imot blitt et stilistisk trekk. Det er sant at noen enheter korrigerer dem programmatisk på etterbehandlingsstadiet.

I moderne smarttelefoner består kameramoduler av flere linser, som hver har sin egen sensor, egnet for en spesifikk oppgave. Oftest er dette standard-, vidvinkel- og makroobjektiver. Samtidig kan det ikke sies at smarttelefoner med flere linser åpenbart skyter bedre enn med ett: det avhenger av implementeringen av en bestemt enhet. Det kan hende at blant de mange kameraene i en modul, vil ingen gi et akseptabelt resultat og kvantiteten vil ikke bli til kvalitet.

Brennvidde og blenderåpning

Jo lavere brennvidde, jo høyere synsvinkel på objektivet, og omvendt – objektiver med høy brennvidde skyter langt, men samtidig med liten synsvinkel.

Blenderåpningen viser hvor mye lys som treffer kameraets sensor gjennom objektivet. De fleste smarttelefoner har en fast blenderåpning, som er forholdet mellom brennvidden og størrelsen på kamerainntaket.

Jo mer lys som treffer sensoren og jo større inntak på kameraet, jo grunnere blir dybdeskarpheten, det vil si at kun motivet vil være i fokus, og bakgrunnen bak vil bli uskarp.

For å øke dybdeskarpheten må du redusere innløpet, men dette vil også senke lysstyrken. I smarttelefoner oppnås dette oftest programmatisk. Moderne enheter bruker imidlertid moduler med flere linser – med linser av ulik størrelse, ulik brennvidde og blenderåpning. Så i stedet for å stole på programvarebehandling, kan du bytte mellom linser.

Smarttelefoner i dag er utstyrt med avanserte autofokussystemer. For eksempel, i PDAF-teknologi, brukes noen av punktene på kamerasensoren som fokuspunkter. To tilstøtende piksler er plassert slik at den ene oppfatter lysfluksen som kommer ovenfra, og den andre nedenfra, og systemet justerer fokuset dersom forskjellige mengder lys faller på pikslene.

Det er også laser- og kontrastbasert autofokus. Noen selskaper bruker teknologier i kameraer som lar deg fokusere på spesifikke objekter i bildet, for eksempel gjenkjenne ansikter og gjøre dem klarere.

Zoom

Zoom viser hvor nært bildet kan være. Det er to zoomalternativer: digital og optisk. Digital forstørrer og beskjærer bildet i full størrelse. Den optiske linsen bruker spesiallinser for forstørrelse, som på grunn av riktig linsesystem kan se langt unna.

Med utviklingen av kameraer i smarttelefoner har flere og flere moduler med optisk zoom begynt å dukke opp – vanligvis 2X eller 3X. Det finnes imidlertid også alternativer som produsenter kaller periskoper. Slike linser bruker et system med linser og speil plassert sidelengs i smarttelefonens kropp, og på grunn av dem kan du for eksempel få en femdobbel zoom. Hvor nært du kan komme et bilde avhenger av brennvidden.

Den maksimale optiske zoomen som smarttelefoner tilbyr i dag er 10x. Det finnes i Huawei P40 Pro + (det er i det det samme "periskopet" brukes) og i individuelle linser til Samsung Galaxy S21 Ultra. For de tilfellene hvor en så sterk zoom ikke er nødvendig, har disse smarttelefonene også linser med lavere forstørrelse - tre ganger.

Hjelpesensorer

Lyssensorer, dybdesensorer, avstandsmålere, lidarer - alle disse systemene hjelper smarttelefonen til å forstå hvor objektene som fotograferes befinner seg, hvordan de er opplyst, om de beveger seg eller ikke. Smarttelefonen bruker de innhentede dataene både i søkeren og i etterbehandlingsprosessen, og fullfører og redigerer bildet.

Oppløsningen til sensorene er langt fra den viktigste parameteren: et veldig lite antall piksler er nok til at de kan utføre funksjonene sine godt. Derfor bør du ikke bli overrasket over å se for eksempel en dybdesensor med en oppløsning på 2 megapiksler: det er nok av dem for driften.

Videooppløsning og bildefrekvens

Videooppløsning angir hvor mange piksler som vil inneholde i en ramme. Og bildefrekvensen er hvor mange slike bilder per sekund som tas.

Etter hvert som pikslene vokser, forbedres detaljene og klarheten i bildet. Når bildefrekvensen øker, avtar uskarphet-effekten, videoen ser skarpere ut og blir bedre oppfattet av det menneskelige øyet. Dessuten kan video tatt med høye bildefrekvenser deretter bremses ned til de velkjente 24fps for en interessant saktefilmeffekt.

HDR

HDR står for High Dynamic Range, som er en stor forskjell mellom de mørkeste og lyseste delene av et bilde. Kameraet i HDR-modus tar flere bilder (ved videoopptak - rammer) med forskjellige eksponeringer og kombinerer dem deretter, balanserer lyse og mørke områder. På grunn av dette er det mulig å oppnå høyere kontrast og bildedetaljer.

Magi etter behandling

De tørre egenskapene til smarttelefonkameraer er selvfølgelig forvirrende og skremmende. Og hovedproblemet er at det er urealistisk å bare forstå ut fra disse tallene hvordan smarttelefonkameraet vil ta bilder.

I tillegg til systemet med linser og sensorer rundt kameraet, er det også en sele fra bildeprosessoren og etterbehandlingsprogramvare – algoritmer som analyserer mottatte data og bruker ulike proprietære forsterkere. Som et resultat kan selskaper som bruker de samme sensorene ende opp med helt forskjellige bilder på grunn av forskjellige etterbehandlingssystemer.

Hver produsent har sin egen tilnærming til fargegjengivelse og analyse av objektgrenser. Hvert selskap bruker en rekke triks og teknologier for å ende opp med et bilde som matcher deres skjønnhetssans. Noen merker bruker maskinlæring for å identifisere objekter i rammen korrekt og hvordan de ideelt sett skal se ut, og dette er også en del av behandlingen.

La oss ta et enkelt eksempel blant ganske populære smarttelefoner. I Realme 7 Pro og Samsung Galaxy M51 er hovedkameraene bygget på de samme sensorene - Sony IMX682. Det er en 64 megapiksel sensor drevet av Quad Bayer sub-piksel aggregeringssystem og produserer bilder med en oppløsning på 16 megapiksler (men også i stand til å fungere i full størrelse modus). Til tross for at de har de samme sensorene, er bildene i seg selv helt forskjellige.

Samsungs fargegjengivelse i dagslys er mer saftig og levende, om enn uten å være overmettet. Bilder fra Realme 7 Pro fikk en litt mykere og mer realistisk fargeskala, men noen ganger går grensene for små detaljer tapt i dem, for eksempel individuelle gresstrå, skutt relativt langt unna. Hos Samsung definerer etterbehandlings- og støyreduksjonssystemet grensene tydeligere, noe som imidlertid noen ganger skaper en følelse av kunstighet. Å forvirre bildene tatt med disse telefonene vil ikke fungere, til tross for de samme sensorene.

Hvordan etterbehandling av bilder fungerer på en bestemt telefon kan ikke forstås ut fra egenskapene. Bare profesjonelle anmeldelser med testbilder tatt i ulike moduser vil hjelpe her.

Ingen tro på megapiksler

Spesifikasjoner garanterer ikke bildekvalitet. Det kan ikke hevdes at et 108 megapiksel kamera vil skyte bedre enn et 64 megapiksel kamera, for i tillegg til megapiksler påvirker også andre kameraparametere resultatet.

Det første trinnet er å ta hensyn til størrelsen på sensoren: Jo større den er, jo mer lys mottar den, og bildekvaliteten avhenger direkte av lysmengden. Neste av betydning er maskinvaredelen av bildeetterbehandlingssystemet, og deretter programvaren. Hvordan de fungerer kan bare forstås ved å se bildene tatt av en telefon med dette systemet.

Det eneste alternativet er å stole på anmeldelsene der testbilder publiseres under forskjellige opptaksforhold: under forskjellige lysforhold, i bevegelse, i forskjellige avstander, og så videre. Og ikke glem at hovedverktøyene til fotografen og operatøren er strake armer og evnen til å fange øyeblikket. Og resten er sekundært.