Мобильная камера — параметры

📲 Параметры мобильной камеры — характеристики мобильной камеры и раскрытие понятий — что такое апертура, размер пикселя, размер сенсора и тд.

Содержание:

• Мегапиксели
• Размер сенсора
• Размер пикселя
• Диафрагма
• Линзы
• Автофокус
• Стабилизация
• Зум
• ISO
• HDR
• Вспышка
• Датчик глубины
• Разрешение и FPS

Камера стала важным пунктом при выборе современного смартфона. В результате покупатели хотят знать, какой камерой оснащен телефон, прежде чем подумать о покупке.

Сайты предоставляют полную информацию о характеристиках камер смартфонов, но мало кто на самом деле понимает, что они означают.

Такие термины, как мегапиксели, апертура и другие, часто встречаются при описании мобильных камер. Эта статья поможет вам разобраться в новых терминах. Во всех этих характеристиках действительно важно разбираться, и тогда камера телефона будет удовлетворять ваши потребности.

Часто в своих обзорах я пишу про параметры камеры у смартфонов, например, для Xiaomi Black Shark 2 Pro камера имеет такие параметры: 48 Мп, f/1.8, 27 мм, 1/2.0″, 0.8 микрон, PDAF, Laser AF. Давайте посмотрим что означает каждый параметр мобильной камеры в отдельности.

Количество мегапикселей

Если говорят, что камера имеет 12 Мп (мегапикселей), это означает, что полученное в результате цифровое изображение состоит из 12 миллионов крошечных квадратиков. Это известно как «разрешение», которое определяет детали изображения. Высокое разрешение означает более четкое изображение. Но одни только пиксели НЕ гарантируют лучшую производительность камеры. Есть много других факторов, которые влияют на качество изображения.

Размер матрицы (сенсора)

Возможно, самым большим фактором, влияющим на качество изображения, является сенсор или матрица. Прежде чем говорить о размерах сенсора, нужно сначала узнать, что это такое.

Когда срабатывает затвор камеры телефона, свет, идущий от объектива, попадает на сенсор, и, проще говоря, это электронное устройство захватывает информацию о свете и затем создает изображение из нее.

Чем больше датчик, тем больше света он может получить. Чем больше света он может получить, тем лучше качество изображения.

Сенсоры смартфонов намного меньше, чем у стандартных полно кадровых камер.

Размер датчика — это его физический размер, но разные производители используют разные методы измерения. Не вдаваясь в технические подробности, вам нужно понять, что чем он ближе к полному дюйму (1”) тем больше датчик.

Nokia подошла очень близко к этому с 808 PureView, который имел 1 / 1,2-дюймовый сенсор с 41 Мп! А S10 5G имеет только 1 / 2.55” сенсор, который очень даже хорош для смартфона.

Размер пикселя

Пиксели измеряются в микрометрах, часто называемых микронами, используя символ «m» или просто «». 1 миллиметр (мм) равен 1000 микрометров (мкм).

Чем больше пикселей вы вместите на датчик, тем меньше они получаются. Это не очень хорошая вещь, потому что меньшие пиксели более восприимчивы к цифровому шуму, особенно при слабом освещении.

С другой стороны, большие пиксели больше восприимчивы к свету и могут работать лучше при слабом освещении.

Датчик с размером пикселя 1,7 мкм намного превосходит датчик с крошечным размером пикселя всего 1,0 мкм.

Другими словами, 1 / 2,5 дюймовый сенсор с 12 миллионами пикселей (12 Мп) имеет пиксели большего размера, чем тот же сенсор с 20 миллионами пикселей (20 МП), помещенными в него. В этом случае датчик 12 МП может снимать лучше при слабом освещении. Тем не менее, 20 МП камера будет иметь большее разрешение.

Апертура

Как правило, диафрагма — это регулируемое отверстие между объективом и сенсором, которое контролирует, сколько света попадает на сенсор. Чем шире отверстие, тем больше света будет проходить и чем меньше отверстие, тем меньше света будет проходить.

Насколько открыта или закрыта апертура, измеряется в диафрагмах. Низкий f стоп (например, f / 2) означает более открытую апертуру. Чем выше f число, тем больше вы ограничиваете количество света, которое достигает сенсора.

На смартфонах диафрагма фиксируется, и число f меняется от телефона к телефону. Некоторые из них имеют фиксированную диафрагму f / 1.7, другие f / 2.2 или даже f / 1.4.

Причина фиксированной широко открытой диафрагмы заключается в том, что смартфонам необходимо пропускать как можно больше света, чтобы достичь своих крошечных объективов.

Интересно, что, последние телефоны Galaxy S-серии от Saumsung, начиная с S 9, имеют двойную апертуру.

Galaxy S10 5G может идти от диафрагмы от f / 1,5 до f / 2,4. Хотя он доступен только на очень немногих устройствах, это шаг вперед. Это только вопрос времени, прежде чем это станет нормой для всех производителей.

Линзы и фокусное расстояние

Когда свет распространяется, он движется параллельными линиями. Если перед ним поставить линзу, параллельные световые лучи будут сходиться и изгибаться в одну точку. В стандартной камере расстояние от места, где свет сходится в объективе до датчика, называется фокусным расстоянием, которое измеряется в миллиметрах (мм).

Разные линзы имеют разные фокусные расстояния. Фокусное расстояние в S10 5G составляет 26 мм, что типично для широкоугольного объектива. У него широкий угол обзора, что означает, что можно захватить больше сцены.

Большие фокусные расстояния означают уменьшенный угол обзора и большее увеличение.

Не все телефоны поставляются с тремя камерами с разными объективами. Раньше большинство смартфонов были только с одной камерой, но сейчас телефоны с 2 или 3 камерами стали обычным делом.

В однокамерных смартфонах объектив обычно представляет собой широкоугольный объектив. Смартфоны с двумя камерами обычно имеют широкоугольный объектив и телеобъектив. Фокусное расстояние и угол обзора этих объективов отличаются от телефона к телефону в зависимости от производителя.

Обратите внимание, что фокусное расстояние камеры смартфона, например, 26 мм, не является физическим расстоянием от центра объектива до места, где свет сходится на сенсоре смартфона. Скорее, это лишь визуальный эквивалент. Смартфоны слишком компактны, чтобы иметь большие физические фокусные расстояния.

Авто фокус

Авто фокус — это способность камеры самостоятельно получать четкое изображение.

Существует четыре вида:

Авто фокус обнаружения контраста (CDAF), лазерный авто фокус (Laser AF), фазовый авто фокус (PDAF), двойной пиксельный авто фокус (dual pixel PDAF).

Авто фокус обнаружения контраста.

Это самый распространенный метод большинства современных смартфонов. Столь распространенный, фактически, это обычно пишется как просто AF или авто фокус на большинстве спецификаций. Однако это не самая совершенная система.

С помощью CDAF камера смартфона перемещает объектив вперед и назад, пока не обнаружит точку, в которой изображение будет более контрастным и, следовательно, наиболее резким.

Хотя это и дает хорошие результаты, авто фокусировка с обнаружением контраста может быть очень медленной, и она плохо работает при слабом освещении, когда контраст сложнее обнаружить.

Лазерный авто фокус.

Это не популярная система авто фокуса по сравнению с CDAF. Телефон посылает инфракрасный луч по направлению к предмету, затем определяется расстояние до объекта путем расчета времени, которое потребовалось инфракрасному свету. И объектив перемещается в положение, в котором объект будет в фокусе.

Лазерная авто фокусировка хороша тем, что она очень быстрая и может работать так же хорошо в темноте. Однако лазер, который излучает телефон, довольно слабый и работает только вблизи.

Фазовый авто фокус.

Производители смартфонов высокого класса используют эту систему в своих флагманских устройствах из-за ее скорости и высокой эффективности.

При использовании PDAF небольшое количество пикселей обнаруживает фазы. Эти специальные пиксели сделаны специально для фокусировки и разбросаны по сенсору.

Используя данные всех пикселей обнаружения фазы, распределенных по датчику, алгоритм PDAF определяет, находится ли изображение в фокусе.

Двух-пиксельная авто фокусировка.

Компания Samsung представила так называемую «двух-пиксельную авто фокусировку» что, по сути, является улучшением авто фокуса с определением фазы.

В тех случаях, когда PDAF имеет только до 10% фотодиодов на датчике, разрешенных для определения фазы, двух-пиксельная авто фокусировка использует 100% из них. Это означает точную фокусировку со скоростью молнии.

Стабилизация изображения

Оптическая стабилизация (OIS) существует в описаниях характеристик многих смартфонов. Также есть EIS, что означает электронную стабилизацию изображения. Иногда телефон может быть оснащен обеими технологиями.

OIS — это «старая» технология в мире фотосъемки, но она завоевывает популярность в камерах смартфонов. В основном, оптическая стабилизация изображения противодействует небольшому движению и дрожанию камеры, перемещая датчик изображения или линзы.

Это встречное движение помогает уменьшить размытость на изображениях, вызванную неустойчивой обработкой. Учитывая, что на смартфоны почти всегда снимают руками и держать телефон идеально ровно бывает сложно, эта особенность имеет решающее значение. Но она дорогая и отнимает много пространства внутри смартфона.

EIS является скорее программно-зависимым эффектом постобработки, нежели механической функцией. Этот метод использует данные с гироскопа (если телефон оснащен таковым) или отслеживания точек на самом изображении. Записанные данные затем анализируются и используются для компенсации размытия, часто с помощью обрезки. EIS отлично подходит для создания качественного видео.

Зум

Как правило, в установке с тремя камерами вы найдете камеру с телеобъективом, широкоугольным объективом и сверхширокоугольным объективом. Все эти объективы имеют различное фокусное расстояние в зависимости от угла обзора, которое они обеспечивают. Когда вы увеличиваете или уменьшаете масштаб, телефон автоматически переключается на камеру с объективом, который даст вам нужный снимок.
Степень увеличения камеры смартфона определяется фокусным расстоянием телеобъектива. Взяв фокусное расстояние телеобъектива и разделив его на фокусное расстояние широкоугольного объектива, вы получите диапазон увеличения камеры. Например, в Galaxy S10 5G телеобъектив имеет фокусное расстояние 52 мм, а широкоугольный объектив имеет фокусное расстояние 26 мм. Это дает вам 2-кратный оптический зум.

Оптический зум лучше сохраняет изображение, чем цифровой аналог. Дело в том, что цифровое увеличение — это вовсе не увеличение, а скорее цифровое моделирование оптического увеличения. Благодаря цифровому зуму камера в основном обрезает изображение, а затем изменяет его под нужный размер.

Цифровой зум на самом деле является одной из причин, почему некоторые производители смартфонов оснащают свои камеры большим количеством мегапикселей. Чем больше мегапикселей у камеры, тем больше может быть увеличено изображение без заметного снижения качества изображения.

ISO

В цифровой фотографии ISO используется для измерения чувствительности сенсора камеры к свету. Чем ниже число, тем менее чувствителен сенсор к свету. Чем выше число, тем выше чувствительность.

В основном это означает, что при ярком освещении значение ISO должно быть низким, чтобы ограничить светочувствительность и избежать переэкспонированных снимков. Однако в условиях низкой освещенности для получения более яркого изображения необходим более высокий уровень ISO.

ISO камеры смартфона обычно устанавливается на «авто», но его можно настроить в ручном режиме. ISO 100 обычно считается «нормальной» или «стандартной» настройкой. То, насколько высоким может быть ISO, также зависит от производителя телефона.

ISO у Huawei P30 Pro может подняться до 409 600. Это даже выше, чем у Canon 5D Mark IV, который достигает 102 400.

Однако стоит отметить, что чем выше ISO, тем больше вероятность того, что вы увидите шум на своих фотографиях. Опять же, насколько высоко можно установить ISO, прежде чем заметить какой-либо шум, зависит от характеристик камеры.

HDR

Наличие большого динамического диапазона (HDR) позволяет вам захватывать изображения, на которых есть детали и отличный баланс между темными областями фотографии (известными как тени) и более светлыми (светлые). Таким образом, полученная картина не будет с отличной экспозицией.

Когда HDR включен, камера делает несколько снимков с разными уровнями экспозиции. Затем с помощью программных технологий фотографии объединяются в окончательную составную фотографию со сбалансированными бликами и тенями.

Вспышка

В камерах смартфонов есть различные типы вспышек, наиболее популярными из которых являются светодиодные. Эти светодиоды являются энергосберегающими и могут обеспечить непрерывное освещение.

Двойная светодиодная вспышка обеспечивает решение проблемы тона светодиодной вспышки благодаря использованию двух светодиодов разной цветовой температуры. Благодаря двойной светодиодной вспышке программное обеспечение телефона рассчитывает баланс между «теплым» и «холодным» светодиодами, чтобы создать вспышку, которая лучше подходит для окружающего освещения.

Другими вариантами этой системы вспышек являются тройная светодиодная и четырех светодиодная вспышка. Они работают аналогично двойной светодиодной вспышке. Некоторые производители дали специальные названия для своих технологий, таких как вспышка True Tone от Apple.

Датчик глубины

Датчик глубины используется с двойными камерами.

Основная камера работает вместе с дополнительной, которая создает трехмерную карту области. Поскольку эти две камеры имеют разные перспективы, система может рассчитать расстояние между объектами на изображении и отделить элементы переднего плана от элементов фона. Это также используется для распознавания лиц.

Одной из вещей, которая становится популярной в области глубинного зондирования, является камера ToF (Time-of-Flight). Камера ToF использует инфракрасный свет для сбора данных о глубине. Время, необходимое для отражения света, измеряется и используется для создания карты глубины.

Разрешение видео и частота кадров

Разрешение видео означает количество пикселей, которое устройство может отображать в каждом измерении.

• 2160p = 4K;
• 1080p = Full HD;
• 720p = HD.

Обычный фильм имеет 24 кадра в секунду, что, по сути, означает, что в каждую секунду 24 последовательных изображения отображаются последовательно. Чем выше частота кадров, тем плавнее выглядит видео. Сейчас многие смартфоны могу снять видео в 60 fps.

Высокая частота кадров, например, 960 кадров в секунду, идеально подходит для замедленного видео. С 960 снимками, снятыми за одну секунду, вы можете значительно замедлить видео и при этом получить четкое замедленное движение без размытия в движении.