Kai kas nors svarsto pakeisti mobilųjį arba kameraPaprastai pirmiausia žmonės atkreipia dėmesį į jutiklio megapikselių skaičių. Jau daugelį metų reklamose nuolat kartojama, kad daugiau megapikselių reiškia geresnes nuotraukas, todėl daugelis žmonių ignoruoja kitus svarbius veiksnius, tokius kaip jutiklio dydis ar pikselių dydis.
Šiandien žinome, kad susitelkti vien į megapikselius yra tik pusė darbo.Tikroji išmaniuoju telefonu darytų nuotraukų kokybė priklauso nuo daugelio veiksnių: vaizdo jutiklio dydžio, kiekvienos fotografuojamos vietos (fizinio pikselio) dydžio, pikselių tankio, optikos ir, vis dažniau, kompiuterinės fotografijos. Supratimas, kaip visa tai dera tarpusavyje, padeda efektyviau pasirinkti telefoną ir suprasti, kodėl kai kurie telefonai daro tokias nuostabias nuotraukas net naktį.
Kas yra vaizdo jutiklis ir kaip jis veikia mobiliajame telefone?
Vaizdo jutiklis yra mobiliojo telefono kameros širdis.Jį sudaro milijonai mažyčių šviesai jautrių elementų, vadinamų fotositomis arba fotodiodais, pagamintų iš silicio. Kiekvienas iš šių taškų surenka pro objektyvą patenkančius fotonus ir paverčia juos elektriniu signalu, kuris, apdorojęs, galutinėje nuotraukoje sukurs pikselį.
Kiekviena jutiklio fotosistema atitinka vieną skaitmeninio vaizdo pikselį.Jutiklis su 12 milijonų nuotraukų taškų leis sukurti maždaug 12 megapikselių nuotraukas. Vyraujančios šių jutiklių gamybos technologijos yra CCD ir CMOS, nors CMOS jutikliai beveik išimtinai naudojami mobiliuosiuose telefonuose dėl mažesnio energijos suvartojimo ir geresnės integracijos su procesoriais.
Megapikselių skiriamoji geba yra tiesiog bendras pikselių skaičius kuri bus galutinė vaizdo raiška. Pavyzdžiui, 5472 x 3648 pikselių nuotraukoje yra 19 961 856 pikseliai arba apie 20 megapikselių. Tai lemia, kokio dydžio gali būti spausdintos kopijos neprarandant detalių arba kiek vietos turite apkirpti vaizdą, kad jis neatrodytų neryškus.
Tačiau skaitmeninėje fotografijoje, o ypač mobiliojoje fotografijojeVien megapikselių skaičius nepaaiškina kokybės. Dvi kameros su ta pačia skiriamąja geba gali pateikti labai skirtingus rezultatus, jei pasikeičia jutiklio dydis, objektyvas ar vidinis vaizdo apdorojimas.
Megapikseliai ir jutiklio dydis: kas iš tikrųjų valdo
Paprastai kuo didesnis jutiklis, tuo aukštesnė potenciali vaizdo kokybė.Didesnis jutiklis turi didesnį paviršiaus plotą šviesai surinkti, todėl sumažėja triukšmas, pagerėja našumas esant dideliems ISO ir, specializuotuose fotoaparatuose, suteikia daugiau galimybių valdyti lauko gylį.
Jei jutiklis didesnis, nuotraukų vietos taip pat gali būti didesnės....jei nedidinsime skiriamosios gebos. Didesnis pikselių dydis reiškia, kad kiekvienas fotodiodas surenka daugiau fotonų, todėl gaunamas švaresnis signalas ir mažiau darbo procesoriui, sumažėja triukšmas ir išsaugoma daugiau detalių, ypač esant prastam apšvietimui.
Tad kodėl ne visi įrenginiai turi didžiulius jutiklius? Mobilieji telefonai susiduria su dviem pagrindiniais apribojimais: turima fizine erdve ir kaina. Jutiklis, panašaus dydžio kaip viso kadro kamera, tiesiog netilps į telefoną; tam reikėtų milžiniškų objektyvų, o kameros modulis būtų toks didelis, kad telefono dizainas būtų neįmanomas. Be to, didelių jutiklių gamyba yra žymiai brangesnė.
Norėdami vizualizuoti skirtumus, tiesiog palyginkite jutiklių dydžius iš skirtingų įrenginių: nuo mažyčių daugelio išmaniųjų telefonų jutiklių iki pažangių kompaktiškų fotoaparatų (pavyzdžiui, 1/1,7 colio arba 1 colio) ir APS-C arba viso kadro 24 x 36 mm jutiklių. Įprasto mobiliojo telefono jutiklio ir viso kadro jutiklio paviršiaus plotas gali skirtis labai daug – dešimtis kartų.
Štai kodėl mobiliojo telefono jutiklio dydis yra svarbi informacija. kuris metų metus buvo slepiamas arba ignoruojamas techninėse specifikacijose, nepaisant to, kad fotoaparatų pasaulyje jis visada buvo laikomas esminiu. Tik neseniai gamintojai pradėjo girtis šia verte. kai jie nori parduoti savo fotografijos prekių asortimentą.
Pikselių tankis ir pikselių dydis: pora, kuri daro viską
Norint visapusiškai suprasti megapikselių ir jutiklio dydžio ryšįVerta pristatyti dar dvi sąvokas: pikselių tankį ir kiekvieno fizinio pikselio dydį. Tai yra tos pačios monetos dvi pusės ir yra glaudžiai susijusios su vaizdo kokybe.
Pikselių tankis rodo, kiek pikselių yra sutelkta ant paviršiaus Jutiklio tankis nustatomas ir paprastai matuojamas megapikseliais kvadratiniame centimetre. Kuo daugiau pikselių telpa toje pačioje erdvėje, tuo didesnis tankis ir tuo mažesnė turi būti kiekviena fotosistema.
Pikselio dydis yra kiekvienos fotosistemos ilgis jutiklyje.Jis apskaičiuojamas fizinę jutiklio pusę padalijus iš pikselių skaičiaus toje ašyje ir išreiškiamas mikronais (mikrometrais). Tipinė aukščiausios klasės jutiklių etaloninė vertė daugelyje pažangių fotoaparatų yra apie 3,76 µm, o naujausios kartos mobiliuosiuose telefonuose dažnai pasiekiami didesni nei 2 mikronų efektyvūs pikseliai dėl pikselių rūšiavimo metodų.
Kuo mažesnis pikselių tankis, tuo didesnis gali būti kiekvienas pikselis. Be to, naudojant tą patį jutiklį ir technologiją, vaizdo kokybė paprastai yra geresnė. Jei palygintume dvi kameras su tuo pačiu jutiklio dydžiu ir tos pačios kartos, ta, kurioje yra mažiau megapikselių, turės daugiau fizinių pikselių, todėl ji užfiksuos daugiau šviesos, sukels mažiau triukšmo ir geresnes detales šešėliuose ir šviesiose vietose.
Kitaip tariant: su tais pačiais megapikseliais viskas bus gerai. Kamera su didesniu jutikliu veiks geriau, nes pikselių tankis bus mažesnis, o kiekvieno fotodiodo individualus dydis – didesnis. Ši logika taikoma ir išmaniesiems telefonams, nors jų kūrime vaizdo apdorojimas vaidina daug svarbesnį vaidmenį.
Kompiuterinė fotografija: kai programinė įranga kompensuoja dydį
Mobiliuosiuose telefonuose ne tik jutiklis ir optika svarbiausia: vaizdo procesorius pakeičia viską.. Vadinamasis kompiuterinė fotografija Tai pakeitė išmaniojo telefono galimybes iki tokio lygio, kad anksčiau neįmanomos scenos, pavyzdžiui, kelias sekundes fotografuoti naktį laikant telefoną rankose, dabar gali būti įveiktos vienu paspaudimu ir be trikojo.
Gudrybė ta, kad telefonas padaro ne vieną nuotrauką, o daug.Pavyzdžiui, naktiniam režimui telefonas fiksuoja kelias ekspozicijas iš eilės, kartais derindamas informaciją iš skirtingų fotoaparatų (plačiakampio, standartinio kampo, teleobjektyvo), ir per milisekundes jo procesorius sujungia visus šiuos duomenis į vieną galutinį vaizdą, gerai eksponuotą ir detalų.
Su tradiciniu fotoaparatu reikėtų trikojo ir papildomo redagavimoIšmaniuosiuose telefonuose tai išsprendžiama automatiškai. Dėl to aparatinė įranga praranda dalį savo svarbos programinei įrangai ir algoritmams, ir daugelis klasikinių fotografijos taisyklių nebegalioja.
Nepaisant to, fizika niekur nedingsta: didesnis jutiklis vis tiek yra geresnis pagrindas. tiems algoritmams. Jei procesorius pradeda nuo aukštesnės kokybės duomenų dėl didesnio jautraus paviršiaus ir didesnių pikselių, jis turės daugiau laisvės kaupti ekspozicijas, sumažinti triukšmą ir padidinti dinaminį diapazoną nesugriaunant vaizdo.
Štai kodėl kai kurie gamintojai pasirinko labai didelius jutiklius savo flagmaniniuose telefonuose, derindami juos su išsamiu darbu kompiuterinės fotografijos srityje. Šis galingos aparatinės ir pažangios programinės įrangos derinys paaiškina daugelį pastarųjų mobiliosios fotografijos pasiekimų.
Praktinis pavyzdys: dideli jutikliai aukščiausios klasės mobiliuosiuose telefonuose
Pastaraisiais metais matėme madingų įrenginių. Kalbant apie į pagrindinę kamerą integruoto jutiklio dydį, kai kuriuose aukščiausios klasės modeliuose yra 1/1,28 colio jutikliai – skaičius, kuris, kaip supratimą, pranoksta daugelio ne taip seniai sukurtų pažangių kompaktiškų fotoaparatų, kurie veikė su 1/1,7 colio jutikliais, rodiklius.
Šis dydžio šuolis priartina mobiliuosius telefonus prie kompaktiškų fotoaparatų su 1 colio jutikliu.Nors skirtumų vis dar yra, šis gana didelis jutiklis kartu su ryškiais objektyvais ir agresyviais, bet efektyviais apdorojimo algoritmais leidžia gauti labai geras nuotraukas net ir sudėtingomis apšvietimo sąlygomis.
Šių mobiliųjų jutiklių pikselių dydis yra dar viena svarbi informacijaKai kurie įrenginiai, galintys pasigirti įspūdingomis fotografijos galimybėmis, teigia, kad efektyvūs pikseliai siekia iki 2,44 mikrono, kai keli pikseliai sujungiami į vieną naudojant „Quad Bayer“ technologiją. Ši strategija leidžia sugrupuoti keturis fizinius pikselius į vieną virtualų pikselį, siekiant pagerinti šviesos fiksavimą ir dinaminį diapazoną.
Praktiškai šie jutikliai paprastai pasižymi labai didele skiriamąja geba.Pavyzdžiui, fotoaparatas gali turėti 48, 50 ar daugiau megapikselių, tačiau sistema juos padidina sugrupuodama pikselius į 4 blokus, kad sugeneruotų galutinius 12 arba 12,5 megapikselių vaizdus su mažiau triukšmo ir detalesnėmis šešėlių sritimis. Esant geram apšvietimui, telefonas gali naudoti visą raišką, kad pasiektų labai tikslų detalių lygį arba apkarpytų vaizdus neprarandant per daug kokybės.
Visa tai kainuoja dėl dizaino išlaidų: didesniam jutikliui reikia didesnio kameros modulio.Jei jutiklis auga, turi didėti ir jį dengiantis objektyvas, todėl padidėja kameros storis ir paveikiamas telefono vaizdas. Vienas didžiausių šiandienos mobiliosios fotografijos iššūkių yra rasti pusiausvyrą tarp vaizdo kokybės, fizinio dydžio ir dizaino.
Dažniausiai pasitaikantys jutiklių dydžiai: nuo mobiliojo telefono kameros iki viso kadro
Fotografijos rinkoje egzistuoja keli jutiklių dydžiaiKai kurie yra kilę tiesiai iš cheminių juostų eros, pavyzdžiui, 35 mm formatas, kurį dabar vadiname viso kadro formatu, o kiti gimė skaitmeninėje eroje, pavyzdžiui, „Micro Four Thirds“ standartas arba daugelis mobiliuosiuose telefonuose naudojamų formatų.
Mobiliojoje fotografijoje dėl fizinių apribojimų jutikliai yra labai maži.Įprasta rasti dydžių nuo maždaug 1/2,5 colio iki 1/1,7 colio, o aukščiausios klasės modelių kai kuriose konfigūracijose jie siekia 1/1,3 colio ar net 1 colio. Tačiau net kai telefonas reklamuojamas kaip turintis „1 colio jutiklį“, optika dažnai neišnaudoja viso jutiklio įstrižainės dėl konstrukcijos apribojimų.
Kitas žingsnis didesnio dydžio atžvilgiu būtų „Micro Four Thirds“ jutikliaiJie labai populiarūs lengvuose beveidrodiniuose fotoaparatuose. Jų matmenys – 17,3 x 13 mm, gerokai didesni nei įprasto mobiliojo telefono jutiklio, ir jie buvo sukurti siekiant sukurti kompaktiškesnę ir lengviau valdomą įrangą nei viso kadro fotoaparatai, turint mažesnius ir lengviau suprojektuojamus objektyvus, kad šviesa gerai kristų nuo centro iki kampų.
Virš jo yra APS-C formatas – labai vertinamas aukso vidurys.Šių jutiklių dydis yra maždaug 22,2 x 14,8 mm (kai kurių prekių ženklų atveju šiek tiek didesnis) ir jie pasižymi įdomiu vaizdo kokybės, fotoaparato dydžio ir kainos balansu. Daugelis pažangių mėgėjų ir profesionalių fotoaparatų yra pagrįsti šiuo formatu, kuris dažnai yra pageidaujamas bendram naudojimui.
Šios skalės viršuje randame viso kadro formatą.su 24 x 36 mm jutikliais ir 864 mm² paviršiaus plotu. Šis formatas tiesiogiai kilęs iš 35 mm juostos, kuri išpopuliarėjo 20 m. ir ilgą laiką buvo laikoma mažu formatu, palyginti su vidutiniu ar dideliu formatu. Šiandien, skaitmeninėje erdvėje, tai yra aukščiausios klasės etalonas.
Virš viso kadro vis dar yra vidutinio formato jutikliai Profesionalios kameros yra labai brangios ir skirtos darbui, kuriame svarbi kiekviena detalė, pavyzdžiui, madai, reklamai ar meno reprodukcijoms. Tačiau šios kameros visiškai netinka mobiliam naudojimui dėl savo kainos, dydžio ir sudėtingumo.
Jutiklio dydis ir pikselio dydis: kuris sveria daugiau
Kai viskas tampa vienetais ir nuliais, dizaino sprendimai keičiasiFizinis jutiklio dydis yra svarbus, tačiau iš tikrųjų didžiausią įtaką triukšmo ir kokybės skirtumui esant dideliems ISO verčiams daro kiekvieno pikselio dydis. Šiek tiek mažesnis jutiklis, turintis mažiau megapikselių, gali sukelti tiek pat triukšmo, kiek ir didesnis, jei jo pikseliai yra panašaus dydžio.
Jei gamintojui pavyksta išlaikyti pikselių dydį Mažesnis jutiklis, sumažindamas skiriamąją gebą, tam tikromis sąlygomis gali pasiūlyti labai artimą didesnių jutiklių vaizdo kokybę. Teoriškai, jei du jutikliai turi identiškus pikselius ir panašią technologiją, skirtumai daugiausia bus skiriamojoje geboje ir dinaminiame diapazone.
Veikimo tyrimai nepriklausomose laboratorijose Jie rodo, kad jutiklio dydis taip pat susijęs su dinaminiu diapazonu, t. y. galimybe vienu metu įrašyti detales labai šviesiose ir labai tamsiose vietose. Mažesnio jutiklio (pvz., „Micro Four Thirds“) ir didesnio jutiklio (pvz., APS-C) dinaminis diapazonas paprastai skiriasi maždaug vienu langeliu, o tai pastebima, kai scenoje yra didelis kontrastas.
Socialiniuose tinkluose ir mažuose ekranuose šie skirtumai tampa neryškūs.Atkreipiant dėmesį į ekspoziciją, kadravimą ir apdorojimą, dažnai sunku atskirti, ar nuotrauka buvo padaryta mobiliojo telefono jutikliu, APS-C jutikliu, ar viso kadro jutikliu, tiesiog žiūrint į ją telefone. Tačiau kai reikia atkurti šešėlius, spausdinti didelius vaizdus ar atlikti išsamų redagavimą, jutiklio ir pikselių dydis turi įtakos.
Šios istorijos moralas yra tas, kad nėra universaliai geresnio formato.Kiekvienas jutiklio dydis turi savo privalumų ir trūkumų, o pasirinkimas priklauso nuo jūsų poreikių: nešiojamumo, biudžeto, lauko gylio, darbo naktį, profesionalaus ar mėgėjiško naudojimo ir kt. Mobiliojoje fotografijoje šis kompromisas dar labiau išryškėja dėl didelių erdvės apribojimų.
Mobilioji fotografija, palyginti su „didelėmis“ kameromis
Išmaniųjų telefonų fotografija daug labiau priklauso nuo skaitmeninių technologijų nei grynoje optikoje. Vaizdas, kurį matote ekrane, yra sudėtingų algoritmų, kurie ištaiso iškraipymus, padidina ryškumą, sumažina triukšmą, pakoreguoja spalvas ir kartais sujungia kelias nuotraukas, kad būtų sukurtas rezultatas, kurio be programinės įrangos pagalbos negalėtų pasiūlyti mažas jutiklis, rezultatas.
Tradiciniuose fotoaparatuose fizinė terpė buvo cheminė plėvelė.kur vaizdas susidarė fotocheminės reakcijos metu ant sidabro halogenidų. Šiandien šią plėvelę pakeitė elektroniniai jutikliai, kurie fiksuoja šviesą, tačiau mobiliuosiuose telefonuose elektroniniai ir apdorojimo komponentai vis dar vaidina dar didesnį vaidmenį.
Praktiškai išmaniųjų telefonų kameros užėmė didžiulę nišą.Kompiuterinės fotografijos dėka geras mobilusis telefonas gali pasiekti puikių rezultatų tiek kasdienėse scenose, tiek esant prastam apšvietimui – tai, kas dar prieš kelerius metus buvo neįsivaizduojama. Specifiniai režimai, tokie kaip portretas, naktinis režimas ir „išmanusis“ HDR, dabar yra milijonų vartotojų kasdienio gyvenimo dalis.
Tai nereiškia, kad mobiliojo telefono jutiklis nebėra svarbus.Priešingai: kuo geresnė aparatinė bazė (didesnis jutiklis, didesni pikseliai, ryškesnė optika), tuo lengviau procesoriui bus atlikti savo „magiją“ neįklimpstant į dirbtinius efektus, akvareles ar tekstūros praradimą.
Mobiliojo telefono kamera vis dar turi aiškių apribojimų dėl savo dydžio.Didelių objektyvų ir sudėtingų optinių sistemų neįmanoma sumontuoti nepaverčiant telefono plyta, todėl viskas, ko negalima išspręsti fiziškai, sprendžiama programine įranga. Būtent čia jutiklio dydis, nors ir mažas, palyginti su kamera, yra labai svarbus pačiame mobiliųjų įrenginių segmente.
Koks jutiklio dydis jums labiausiai tinka, priklausomai nuo to, kaip fotografuojate
Geriausio jutiklio dydžio pasirinkimas labiau susijęs su naudojimu, o ne su teorija.Nėra vieno tobulo formato; yra dydžio, raiškos ir technologijos deriniai, kurie geriau atitinka tam tikrus poreikius, nesvarbu, ar kalbame apie specialias kameras, ar mobiliuosius telefonus.
Jei ieškote maksimalios lauko gylio kontrolės O siekiant didžiausios įmanomos raiškos, auksiniu standartu išlieka viso kadro jutikliai. Jie leidžia išgauti labai ryškų „bokeh“ efektą, žaisti su plačia diafragma neprarandant per daug detalių kampuose ir pasiekti labai didelę raišką sudėtingiems darbams.
Jei teikiate pirmenybę lengvumui, kompaktiškam dydžiui ir geram lauko gyliui Net ir esant plačioms diafragmoms, „Micro Four Thirds“ formatas išlieka labai patrauklus. Šie jutikliai leidžia lengviau pasiekti ryškumą nuo vieno kadro kampo iki kito ir gauti didelį lauko gylį, nereikia smarkiai uždaryti diafragmos, o tai praktiška fotografuojant peizažus, keliones ar vaizdo įrašus.
APS-C jutikliai yra labai priimtinas kompromisas.Daugeliui fotografų tai idealus formatas dėl kokybės, kainos ir įrangos dydžio pusiausvyros. Jis nėra toks didelis kaip viso kadro fotoaparatai, tačiau pasižymi labai solidžiu našumu, ypač naudojant šiuolaikinius jutiklius ir gerą vaizdo apdorojimą.
Mobiliųjų telefonų atveju jutiklio dydį lemia dizainas.Todėl vartotojas renkasi telefono modelį, o ne formatą. Svarbu atsižvelgti į tai, ar gamintojas nurodo jutiklio dydį, pikselio dydį (mikronais) ir ar naudoja tokias technologijas kaip pikselių suskaidymas ar „Quad Bayer“ jutikliai, kad pagerintų veikimą esant prastam apšvietimui.
Kasdieniam naudojimui, bendrinimui socialiniuose tinkluose arba peržiūrai ekraneGeras mobilusis telefonas su gana dideliu jutikliu savo kategorijai ir gerai išvystyta kompiuterine fotografija gali daugiau nei patenkinti daugumos vartotojų poreikius. Skirtumas su didesne kamera tampa pastebimas, kai reikia daugiau: didelio padidinimo, ekstremalaus apkarpymo arba labai kontrastingų ir sudėtingų scenų.
Galiausiai, mobiliojo telefono jutiklis yra tik dar viena sistemos grandis. Tai apima optiką, procesorių, algoritmus ir, žinoma, fotografo akį. Supratimas apie jos dydžio ir pikselių matmenų vaidmenį leidžia geriau suprasti, kodėl kai kurie fotoaparatai veikia geriau nei kiti ir ko galite tikėtis iš savo išmaniojo telefono esant skirtingoms apšvietimo sąlygoms.
