Akıllı telefonlarda megapiksel yarışı neden saçma?

2024 Yazar: Malcolm Clapton | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 04:13

Fotoğrafın kalitesi birçok özelliğe bağlıdır, bu nedenle 48 megapiksel kamera hala hiçbir şey söylemiyor.

Akıllı telefon kamerası nasıl çalışır?

Bir kamera karmaşık bir şeydir: bir sensör, bir optik sistem, bir kontrolör ve diğer yardımcı bileşenlerin yanı sıra fotoğraf ve video işleme yazılımını birleştirir. Her öğeyi daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Matris

Matris, ışığa duyarlı elemanlardan - piksellerden oluşan dikdörtgen bir mikro devredir. Her piksel üç alt piksel içerir. Bir alt piksel yalnızca belirli dalga boylarını iletir: kırmızı, yeşil veya mavi için (kırmızı, yeşil, mavi). Bu renk modeline RGB denir.

Ayrıca matris, renk filtreleri olmadan tek renkli olabilir. Piksellerinin her birine üç kat daha fazla foton düşer. Sonuç olarak, siyah beyaz fotoğraflar daha keskindir. Bu tür matrisler, başka bir kamera modülünden renkli görüntüyü geliştirmek için kullanılabilir.

Bir matrisin ana özelliklerinden biri çözünürlüktür. Üzerine kaç piksel sığdığını yansıtır.

Lens

Minik akıllı telefon lensi neredeyse bir mücevher parçası. Nadir bir sistem 4-5 öğe içerir - genellikle 7-8 veya daha fazla.

Birden fazla kameraya sahip akıllı telefonlarda her matrisin kendi lensi olacaktır. Her biri kendi sorununu çözer:

• telefoto lens (telefoto) uzun mesafeden çekim yapmak için gereklidir.
• Geniş açı (shirik) çerçeveye daha fazla nesne sığdırmaya yardımcı olacaktır - bu, grup fotoğrafları ve mimari fotoğrafçılık için kullanışlıdır.
• Evrensel lens, herhangi bir konuyu orta derecede iyi çekmenize izin verir: portreden manzaraya.
• değişken odaklı lens (yakınlaştırma) konuyu yakınlaştırabilir.

Akıllı telefon lensleri için lensler camdan veya özel polimerlerden yapılmıştır. Şeffaflıkları ideal olmaktan uzaksa ve elemanlar tam oturmamışsa, iyi fotoğraflar beklemeyin. Lens birkaç mikron hareket etse bile optik sistem odaktan uzaklaşacaktır.

Diyafram

Diyafram, ışığın kameraya girdiği deliktir. Sensörün ne kadar ışık alabileceği buna bağlıdır. Açıklık değeri f / 1, 7 formatında çıkar.

Stabilizasyon sistemi

Sabitleme, tripod kullanmak yerine elde çekim yaparken olduğu gibi, kamera sarsıntısından kaynaklanan bulanıklığı telafi eder. İki tip olabilir:

• Optik. Kamerayı fiziksel olarak tek bir konumda tutan (en azından deniyor) dürüst bir elektronik-mekanik sistem. Minimum gürültü ile size daha net fotoğraflar sunar ve yazılım işleme ihtiyacını neredeyse ortadan kaldırır.
• Elektronik. Bunlar yazılım algoritmalarıdır. Kamera hala titriyor, ancak birkaç kareyi analiz ederek az çok iyi bir sonuç elde ediliyor.

Otomatik odaklama sistemi

Otomatik odaklamanın kendisi nesneye olan mesafeyi belirler ve buna göre kamera optiklerinin parametrelerini ayarlar. Modern akıllı telefonlarda üç tür sistem kullanılmaktadır:

• Faz. Özel sensörler, çerçevedeki farklı noktalarda ışık ışınlarını toplar. Işık daha sonra iki akıma bölünür ve nesneye olan mesafeyi belirlemek için bir ışık sensörüne gönderilir. Avantajlar: yüksek hassasiyet ve çalışma hızı. Dezavantajları: yüksek fiyat, tasarımın karmaşıklığı ve ayarları.
• Kontrast. Sahnenin kontrastı analiz edilir. Kamera, lensleri kaydırarak öznenin arka plana karşı kontrastını en üst düzeye çıkarmaya çalışır. Avantajları: kompakt boyut ve düşük maliyet. Dezavantajları: Sistem daha yavaştır ve dinamik sahneler için pek uygun değildir.
• Hibrit. En iyi sonuçları elde etmek için faz ve kontrast odaklamayı birleştirir.

Yazılım

Yazılım, çekim sonucunun elde edilmesinde doğrudan rol oynadığı için, kameranın bir parçası olarak da düşünülebilir. Bugün hiçbir akıllı telefon, yazılım işleme olmadan size çerçeveleri olduğu gibi vermiyor. Genellikle geniş bir veritabanı veya yapay zeka teknolojisi kullanan gelişmiş algoritmalar, her çekimi "sizi güzelleştirmek" için düzenler.

Ham görüntüler yeterince parlak veya net olmayacaktır. Yazılım aşırı pozlamayı ortadan kaldırır, karanlık alanları çizer, renkleri iyileştirir, keskinliği artırır. Ve tüm bunları otomatik olarak ve çok hızlı bir şekilde yapar.

Ancak madalyonun bir dezavantajı da var. Agresif gürültü azaltma, alacakaranlıkta çekilen bir fotoğrafın grenli görünmesine neden olabilir - sanki çok sayıda küçük leke içeriyormuş gibi. Bu, ayrıntıları bozar ve renkleri doğal olmayan hale getirir.

Piksel sayısı neyi etkiler?

Bir akıllı telefonun ayrıntılı özellikleri genellikle kamera matrisinin fiziksel boyutunu gösterir - 1/2, 6 ″ gibi bir şey. Üreticinin web sitesinde, matristeki piksel boyutuyla ilgili verileri bulabilirsiniz. Bu parametre çerçevedeki nokta sayısını etkiler. Çözünürlük ne kadar yüksek olursa, ayrıntılar o kadar iyi yeniden üretilir.

Ancak pikseller küçükse, her biri çok az ışık alır ve gerçek görüntüdeki bir noktanın rengini doğru olarak belirleyemez. Sonuç olarak, fotoğrafta gürültü ortaya çıkıyor.

Gürültü, rastgele renk ve parlaklıktaki dağınık noktalardır. Aydınlatma ne kadar kötü ve kamera matrisinin kalitesi ne kadar düşükse, fotoğrafta o kadar fazla gürültü olacaktır.

Çerçevedeki sayısı piksel boyutu veya matris köşegeninin karesi ile orantılıdır. Boyutları 1, 55 µm ve 1, 1 µm olan piksellere sahip iki matrisi karşılaştırırsak, ilk karede gürültünün yarısı olacaktır.

Matrisin dinamik aralığı da önemlidir - çevreleyen dünyanın tüm renk yelpazesini ve parlaklığını yakalama yeteneği. Ucuz olanların menzili küçük ve fotoğraflar soluk, puslu çıkıyor.

Akıllı telefon üreticileri neden piksellerin peşinden gidiyor?

Çünkü alıcılar her zaman en fazlasını ister. 300 atlık bir arabada olsanız bile, trafik sıkışıklığında durmanız veya havalı bir oyun bilgisayarında solitaire oynamanız gerekir.

Aynı fiyata hangi akıllı telefonu satın alırsınız: 12 MP kameralı mı yoksa 48 MP kameralı mı? İkinciyi seçerseniz, aynı paraya dört kat daha fazla megapiksel elde edersiniz. Ancak fotoğraflarınız dört kat daha iyi olmayacak.

Çok sayıda küçük piksele sahip bir sensör, büyük piksellere sahip bir sensörden daha ucuzdur ve daha iyi satacaktır.

Büyük matrisler akıllı telefonun içinde daha fazla yer kaplar. Onlar için optik sistem de daha büyük olmalıdır. Buna göre, vücutta kalan kısımlar için daha az yer olacaktır. Akıllı telefon kalınlaşacak veya kamera dışarı çıkacak. Temperli veya safir cam ile korunması gerekecektir. Ve bu da para.

Şişman, pahalı bir akıllı telefon satmak zordur. Çok sayıda küçük pikselli matrisler sipariş etmek ve yüksek bir pazarlama kampanyası yürütmek daha kolaydır: kamera fotoğrafına otomatik bir "48MP süper megaflagman ile çekilmiş" damgası ekleyin, böylece herkes birinin yeni bir akıllı telefon satın aldığını bilsin. Hayranların ve profesyonellerin DSLR kullanmasına izin verin.

Her ne kadar Nokia, örneğin, bir şans aldı ve 41 megapiksel kameralı efsanevi akıllı telefonlar Lumia 1020'yi aldı. Ve bu 2013'te!

Fotoğrafın kalitesi gerçekten neye bağlı?

Matris ve piksel boyutu

Aynı çözünürlükte iki matris alırsanız, daha büyük olanıyla daha iyi kalitede fotoğraf elde edilebilir. Orada pikseller daha büyüktür, bu da çekim sırasında her birine daha fazla foton düştüğü anlamına gelir. Sonuç olarak, alt pikseller belirli bir noktanın rengini daha doğru bir şekilde belirleyebilir.

Bir matriste pikseller 1, 4 mikron boyutunda ve diğerinde - 1, 2 mikron ise, pratik olarak aynıdırlar. Ancak %17, özellikle düşük ışıkta çekim yaparsanız, fotoğraf ve video kalitesinde kesinlikle ortaya çıkacak somut bir farktır.

Bir diğer önemli nokta, bitişik pikseller arasındaki mesafedir. Küçük matrislerde, üreticiler açıkçası bundan tasarruf ediyor. Daha büyük olanlarda, birbirlerini etkilememeleri için komşu pikselleri niteliksel olarak ayırmanıza izin verebilirler.

Üretim teknolojisi

Yeni yöntemler, daha az fotondan ışık akısının yoğunluğunu daha doğru bir şekilde belirlemeyi mümkün kılar; bu, alacakaranlıkta flaşsız çekim yapsanız bile düşük parazit ve iyi renk sunumu sağlayabileceğiniz anlamına gelir.

Ama okuyup analiz etmek lazım. Örneğin, HTC One (M7) akıllı telefon UltraPixel teknolojisini sunuyordu. Üretici, fotoğraf ve videoların kalitesinde ciddi bir artış sözü verdi.

Aslında, UltraPixels'in sadece daha büyük 2 mikron piksel olduğu ortaya çıktı. Bu yeni bir teknoloji olarak kabul edilebilir mi? Olası olmayan. Karşılaştırma için: HTC'nin de bir araya getirdiği ve bir zamanlar piyasadaki en iyi kameralı telefonlardan biri olarak kabul edilen Google Pixel, 1,55 mikron pikselli bir matrise sahipti. Akıllı telefonun kalınlığını arttırmamak için kameranın boyutu artırılmadı. 5 megapiksellik matris çözünürlüğü 2014 için bile küçüktü. Sonuç olarak, HTC One (M7) için kuyruk yoktu.

Başka bir örnek, Süper Piksel veya Dört Piksel gibi teknolojilerdir. Daha düşük çözünürlüklü, ancak daha iyi kalitede bir fotoğraf elde etmek için büyük bir matrisin dört bitişik pikseli birleştirilir. Çözüm tamamen yazılımdır. Matris şöyle ise, verim düşük olacaktır.

stabilizasyon

Optik stabilizasyon her zaman dijitalden daha iyidir. Çerçeveye işlem sonrası algoritmalar uygulanmaya devam edecek ve başlangıçta keskin olması daha iyidir.

yakınlaştır

Çerçevedeki özneye yaklaşmak için optik zoom lensleri kaydırır ve fotoğrafın kalitesi pratikte etkilenmez. Dijital zoom, tüm çerçeveyi doldurmak için resmin bir kısmını uzatır. Bu özellik, çoğu zaman standart bir kamera uygulamasında bile, herhangi bir fotoğraf düzenleyicide bulunur. Bu nedenle, dijital zoom için ödeme yapmak mantıklı değil.

Otomatik odaklama sistemi

Kontrast AF, vasat kameralar için ucuz bir sistemdir. Hızlı koşan çocukları, kedileri veya sporcuları çekiyorsanız, faz algılamalı otomatik odaklama uygundur. Ancak ideal seçenek, faz algılama ve kontrast algılamalı otomatik odaklamanın avantajlarını birleştiren bir hibrit sistemdir.

Diyafram

Bir akıllı telefon çeşitli durumlarda çekim yapmak için kullanıldığından, daha geniş diyafram açıklığına sahip bir fotoğraf makinesi fayda sağlayacaktır: f / 1, 7, f / 2, 0'dan daha iyidir. Değer ne kadar yüksekse (veya eğik çizgiden sonraki sayı ne kadar düşükse), lens açıklığı ne kadar yüksekse ve o kadar etkili olur. alacakaranlıkta veya iç mekanlarda çalışın.

Marka adı

Evet, sadece bir reklam aracı değildir. Aynı matrisin Çin akıllı telefonuna ve A markasının amiral gemisine kurulu olduğu görülüyor. Ancak çıkış çekimleri çok farklı.

Üretici, bileşenlerin, teknolojilerin ve yazılımların geliştirilmesine çaba ve para yatırmazsa, güzel ve net çerçeveler beklememelisiniz. Her şeyden tasarruf ederse, örneğin şeffaflığı zayıf olan ucuz lensler takarsa, bu sonucu etkileyecektir.

Hatırlanması gerekenler

• Düzinelerce megapiksel öncelikle pazarlamadır. Fotoğrafların ve videoların kalitesi doğrudan bunlara bağlı değildir.
• Bir yatay kağıda kaliteli bir resim basmak için 5 veya 8 megapiksel bile yeterlidir. Gelişmiş bir TV'nin 4K ekran çözünürlüğü yaklaşık 8-9 megapikseldir. Full HD - sadece 2 megapiksel.
• Daha büyük pikseller daha fazla ışık toplar. Sonuç, doğal renk reprodüksiyonu olan ve parazitsiz net, ayrıntılı bir çerçevedir.
• Teoriyle uğraşmak istemiyorsan pratiğe git. Akıllı telefonların ve kameralardan gelen fotoğrafların (tam boyutlu ve kırpılmış - kesilmiş ve büyütülmüş parçalar) karşılaştırmalı incelemeleri, gerçek durumu anlamayı mümkün kılacaktır.