Kad kāds apsver mainīt mobilo vai kameraParasti pirmais, ko cilvēki pievērš uzmanību, ir sensora megapikseļu skaits. Gadiem ilgi reklāmās ir atkārtoti teikts, ka vairāk megapikseļu nozīmē labākus fotoattēlus, tiktāl, ka daudzi cilvēki ignorē citus svarīgus faktorus, piemēram, sensora izmēru vai pikseļu izmēru.
Mūsdienās mēs zinām, ka koncentrēšanās tikai uz megapikseļiem ir tikai puse no stāsta.Ar viedtālruni uzņemto fotoattēlu faktiskā kvalitāte ir atkarīga no vairāku faktoru kombinācijas: attēla sensora izmēra, katra fotoattēla vietas (fiziskā pikseļa) izmēra, pikseļu blīvuma, optikas un, arvien vairāk, datorfotogrāfijas. Izpratne par to, kā tas viss sader kopā, palīdz efektīvāk izvēlēties tālruni un saprast, kāpēc daži tālruņi uzņem tik pārsteidzošus fotoattēlus pat naktī.
Kas ir attēla sensors un kā tas darbojas mobilajā tālrunī?
Attēla sensors ir mobilā tālruņa kameras sirds.To veido miljoniem sīku gaismjutīgu elementu, ko sauc par fotositēm vai fotodiodēm, un tie ir izgatavoti no silīcija. Katrs no šiem punktiem savāc fotonus, kas nonāk caur objektīvu, un pārveido tos elektriskā signālā, kas pēc apstrādes radīs pikseli galīgajā fotoattēlā.
Katra sensora fotovieta atbilst vienam pikselim digitālajā attēlā.Sensors ar 12 miljoniem fotovietņu radīs aptuveni 12 megapikseļu fotogrāfijas. Galvenās tehnoloģijas šo sensoru ražošanā ir CCD un CMOS, lai gan CMOS sensori gandrīz tikai tiek izmantoti mobilajos tālruņos, pateicoties to zemākam enerģijas patēriņam un labākai integrācijai ar procesoriem.
Megapikseļu izšķirtspēja ir vienkārši kopējais pikseļu skaits kas būs galīgais attēls. Piemēram, fotoattēlā ar izmēru 5472 x 3648 pikseļi ir 19 961 856 pikseļi jeb aptuveni 20 megapikseļi. Tas nosaka, cik lielas var būt izdrukas, nezaudējot detaļas, vai cik daudz vietas ir attēla apgriešanai, lai tas neizskatītos izplūdis.
Tomēr digitālajā fotogrāfijā un jo īpaši mobilajā fotogrāfijāŠis megapikseļu skaits vien neizskaidro kvalitāti. Divas kameras ar vienādu izšķirtspēju var piedāvāt ļoti atšķirīgus rezultātus, ja mainās sensora izmērs, objektīvs vai iekšējā attēlu apstrāde.
Megapikseļi pret sensora izmēru: kurš īsti valda?
Parasti, jo lielāks sensors, jo augstāka ir potenciālā attēla kvalitāte.Lielākam sensoram ir lielāka virsmas platība gaismas savākšanai, kas nozīmē mazāku troksni, labāku veiktspēju ar augstu ISO un, specializētās kamerās, lielāku asuma dziļuma kontroli.
Ja sensors ir lielāks, arī fotoattēla laukumi var būt lielāki....ar nosacījumu, ka nepalielinām izšķirtspēju. Lielāks pikseļu izmērs nozīmē, ka katra fotodiode savāc vairāk fotonu, kā rezultātā signāls ir tīrāks un procesors strādā mazāk, samazinot troksni un saglabājot vairāk detaļu, īpaši vājā apgaismojumā.
Tātad, kāpēc visām ierīcēm nav milzīgu sensoru? Mobilajiem tālruņiem ir divi galvenie ierobežojumi: pieejamā fiziskā vieta un izmaksas. Sensors, kas ir līdzīgs pilna kadra kameras izmēram, vienkārši neietilps tālrunī; tam būtu nepieciešami milzīgi objektīvi un kameras modulis būtu tik liels, ka tālruņa dizains nebūtu īstenojams. Turklāt lielu sensoru ražošana ir ievērojami dārgāka.
Lai vizualizētu atšķirības, vienkārši salīdziniet sensoru izmērus. no dažādām ierīcēm: sākot ar daudzu viedtālruņu sīkajiem sensoriem un beidzot ar modernu kompakto kameru sensoriem (piemēram, 1/1,7 collas vai 1 collas), līdz pat APS-C jeb pilna kadra 24 x 36 mm sensoriem. Starp tipisku mobilā tālruņa sensoru un pilna kadra sensoru var būt milzīga atšķirība virsmas laukumā, pat desmitiem reižu.
Tāpēc mobilā tālruņa sensora izmērs ir svarīga informācija. kas gadiem ilgi ir bijis slēpts vai ignorēts tehniskajās specifikācijās, neskatoties uz to, ka kameru pasaulē tas vienmēr ir uzskatīts par fundamentālu. Tikai nesen ražotāji sāka lepoties ar šo vērtību. kad viņi vēlas pārdot savus fotografēšanas klāstus.
Pikseļu blīvums un pikseļu izmērs: pāris, kas rada visu atšķirību
Lai pilnībā izprastu megapikseļu un sensora izmēra saistībuIr vērts ieviest vēl divus jēdzienus: pikseļu blīvumu un katra fiziskā pikseļa izmēru. Tie ir vienas monētas divas puses un ir cieši saistīti ar attēla kvalitāti.
Pikseļu blīvums norāda, cik pikseļu ir koncentrēti uz virsmas Sensora blīvums tiek noteikts, parasti mērot megapikseļos uz kvadrātcentimetru. Jo vairāk pikseļu ievietojam vienā telpā, jo lielāks blīvums un jo mazākai jābūt katrai fotovietai.
Pikseļa izmērs ir katra fotopunkta garums uz sensora.To aprēķina, dalot sensora fizisko pusi ar pikseļu skaitu uz šīs ass, un to izsaka mikronos (mikrometros). Tipiska augstas klases sensoru atsauces vērtība daudzās modernās kamerās ir aptuveni 3,76 µm, savukārt jaunākās paaudzes mobilajos tālruņos, pateicoties pikseļu grupēšanas metodēm, bieži tiek panākti efektīvie pikseļi, kas pārsniedz 2 mikronus.
Jo zemāks pikseļu blīvums, jo lielāks var būt katrs pikselis. Un ar to pašu sensoru un tehnoloģiju attēla kvalitāte parasti ir labāka. Ja salīdzinām divas kameras ar vienādu sensora izmēru un no vienas paaudzes, tai, kurai ir mazāk megapikseļu, būs lielāki fiziskie pikseļi, tāpēc tā uztvers vairāk gaismas, piedāvās mazāk trokšņu un labāku detalizāciju ēnās un izgaismotajās vietās.
Cits veids, kā uz to paskatīties: ar tiem pašiem megapikseļiem tas izdosies. Kamera ar lielāku sensoru darbosies labāk, jo pikseļu blīvums būs mazāks un katras fotodiodes individuālais izmērs būs lielāks. Šī loģika attiecas arī uz viedtālruņiem, lai gan attēlu apstrādei ir daudz nozīmīgāka loma to attīstībā.
Datorfotogrāfija: kad programmatūra kompensē izmēru
Mobilajos tālruņos viss nav saistīts tikai ar sensoru un optiku: attēlu procesors maina visu.Tā sauktais skaitļošanas fotogrāfija Tas ir revolucionizējis viedtālruņu iespējas tiktāl, ka ainas, kas iepriekš bija neiespējamas, piemēram, nakts fotoattēlu uzņemšana vairākas sekundes, turot tālruni rokās, tagad var tikt paveiktas ar vienu pieskārienu un bez statīva.
Knifs ir tāds, ka tālrunis neuzņem vienu fotoattēlu, bet gan daudz.Piemēram, nakts režīmā tālrunis uzņem vairākas ekspozīcijas pēc kārtas, dažreiz apvienojot informāciju no dažādām kamerām (platleņķa, standarta leņķa, telefoto), un milisekundēs tā procesors apvieno visus šos datus vienā galīgajā attēlā, kas ir labi eksponēts un ar daudzām detaļām.
Kas ar tradicionālu kameru prasītu statīvu un pēcapstrādiViedtālruņos tas tiek atrisināts automātiski. Tā rezultātā aparatūra zaudē daļu savas nozīmes programmatūras un algoritmu labā, un daudzi klasiskie fotogrāfijas noteikumi vairs nav spēkā kā tādi.
Pat ja tā, fizika nepazūd: lielāks sensors joprojām ir labāks pamats. šiem algoritmiem. Ja procesors sāk darbu ar augstākas kvalitātes datiem, pateicoties lielākai jutīgajai virsmai un lielākiem pikseļiem, tam būs lielāka rīcības brīvība ekspozīciju sagrupēšanai, trokšņu samazināšanai un dinamiskā diapazona palielināšanai, nesabojājot attēlu.
Tāpēc daži ražotāji ir izvēlējušies ļoti lielus sensorus. savos vadošajos tālruņos, apvienojot tos ar plašu darbu skaitļošanas fotogrāfijā. Šī jaudīgās aparatūras un uzlabotas programmatūras kombinācija izskaidro daudzus nesenos sasniegumus mobilajā fotogrāfijā.
Praktisks piemērs: lieli sensori augstas klases mobilajos tālruņos
Pēdējos gados esam redzējuši tendences noteicošas ierīces. Runājot par galvenajā kamerā integrētā sensora izmēru, daži augstākās klases modeļi ir aprīkoti ar 1/1,28 collu sensoriem, un šis skaitlis, lai sniegtu priekšstatu, pārspēj daudzu nesen radītu modernu kompaktkameru izmērus, kas darbojās ar 1/1,7 collu sensoriem.
Šis izmēra lēciens pietuvina mobilos tālruņus kompaktajām kamerām ar 1 collas sensoru.Lai gan atšķirības joprojām pastāv, šis relatīvi lielais sensors apvienojumā ar spilgtiem objektīviem un agresīviem, bet efektīviem apstrādes algoritmiem nodrošina fotogrāfijas, kas ļoti labi darbojas pat sarežģītos apgaismojuma apstākļos.
Pikseļu izmērs šajos mobilajos sensoros ir vēl viena svarīga informācija.Dažas ierīces, kas lepojas ar iespaidīgām fotografēšanas iespējām, apgalvo, ka efektīvie pikseļi sasniedz pat 2,44 mikronus, ja vairāki pikseļi tiek apvienoti vienā, izmantojot Quad Bayer tehnoloģiju. Šī stratēģija ļauj četrus fiziskos pikseļus grupēt vienā virtuālā pikselī, lai uzlabotu gaismas uztveršanu un dinamisko diapazonu.
Praksē šie sensori parasti piedāvā ļoti augstu izšķirtspējuPiemēram, kamerai var būt 48, 50 vai vairāk megapikseļu, taču sistēma tos palielina, grupējot pikseļus 4 pikseļu blokos, lai ģenerētu 12 vai 12,5 megapikseļu attēlus ar mazāku troksni un detalizētākām ēnām. Labā apgaismojumā tālrunis var izmantot pilnu izšķirtspēju, lai sasniegtu ļoti smalku detalizācijas līmeni vai apgrieztu attēlus, nezaudējot pārāk daudz kvalitātes.
Tas viss ir saistīts ar dizaina izmaksām: lielākam sensoram ir nepieciešams lielāks kameras modulis.Ja sensors aug, tad jāaug arī to pārklājošajam objektīvam, palielinot kameras korpusa biezumu un ietekmējot tālruņa izskatu. Attēla kvalitātes, fiziskā izmēra un dizaina līdzsvara atrašana ir viens no lielākajiem izaicinājumiem mūsdienu mobilajā fotogrāfijā.
Visizplatītākie sensoru izmēri: no mobilā tālruņa kameras līdz pilna kadra kamerām
Fotografēšanas tirgū pastāv vairāki sensoru izmēriDaži nāk tieši no ķīmiskās filmas laikmeta, piemēram, 35 mm formāts, ko mēs tagad saucam par pilnkadru, savukārt citi ir dzimuši digitālajā laikmetā, piemēram, Micro Four Thirds standarts vai daudzi mobilajos tālruņos izmantotie formāti.
Mobilajā fotogrāfijā fizisku ierobežojumu dēļ sensori ir ļoti mazi.Bieži vien izmēri svārstās no aptuveni 1/2,5 collas līdz 1/1,7 collām, bet augstākās klases modeļiem noteiktās konfigurācijās tie tuvojas 1/1,3 collām vai pat 1 collai. Tomēr pat tad, ja tālrunis tiek reklamēts kā aprīkots ar “1 collas sensoru”, optika dizaina ierobežojumu dēļ bieži vien neizmanto visu sensora diagonāli.
Nākamais solis izmēra ziņā būtu Micro Four Thirds sensori.Tie ir ļoti populāri vieglajās bezspoguļu kamerās. To izmēri ir 17,3 x 13 mm, kas ir ievērojami lielāki nekā tipiskam mobilā tālruņa sensoram, un tie tika izstrādāti, lai radītu kompaktāku un pārvaldāmāku aprīkojumu nekā pilna kadra kameras, ar mazākiem objektīviem, kurus ir vieglāk konstruēt, lai gaisma labi kristu no centra uz stūriem.
Virs tā ir APS-C formāts, kas ir ļoti novērtēts kompromiss.Šo sensoru izmēri ir aptuveni 22,2 x 14,8 mm (dažiem zīmoliem nedaudz lielāki) un tie piedāvā interesantu līdzsvaru starp attēla kvalitāti, kameras izmēru un izmaksām. Daudzas progresīvas amatieru un profesionālas kameras ir balstītas uz šo formātu, kas bieži vien ir vēlams vispārējai lietošanai.
Šīs skalas augšdaļā atrodam pilna kadra formātu.ar 24 x 36 mm sensoriem un 864 mm² virsmas laukumu. Šis formāts ir tieši atvasināts no 35 mm filmas, kas kļuva populāra 20. gs. divdesmitajos gados un ilgi tika uzskatīta par mazu formātu, salīdzinot ar vidēju vai lielu formātu. Mūsdienās digitālajā vidē tas ir augstas klases etalons.
Virs pilna kadra joprojām ir vidēja formāta sensori. Profesionālās kameras ir ļoti dārgas un paredzētas darbam, kur katra detaļa ir svarīga, piemēram, modei, reklāmai vai mākslas reprodukcijām. Tomēr šīs kameras ir pilnīgi nepiemērotas mobilai lietošanai to izmaksu, izmēra un sarežģītības dēļ.
Sensora izmērs salīdzinājumā ar pikseļa izmēru: kurš sver vairāk
Kad viss kļūst par vieniniekiem un nullēm, dizaina lēmumi mainās.Sensora fiziskais izmērs ir svarīgs, taču patieso atšķirību trokšņa un kvalitātes ziņā pie augstiem ISO iestatījumiem rada katra pikseļa izmērs. Nedaudz mazāks sensors ar mazāk megapikseļiem var radīt tādu pašu trokšņa daudzumu kā lielāks, ja tā pikseļi ir līdzīga izmēra.
Ja ražotājam izdodas saglabāt pikseļu izmēru Mazāks sensors, samazinot izšķirtspēju, noteiktos apstākļos var piedāvāt attēla kvalitāti, kas ir ļoti tuva lielāku sensoru kvalitātei. Ja diviem sensoriem ir identiski pikseļi un līdzīga tehnoloģija, atšķirības galvenokārt būs izšķirtspējā un dinamiskajā diapazonā.
Veiktspējas pētījumi neatkarīgās laboratorijās Tie parāda, ka sensora izmērs ir saistīts arī ar dinamisko diapazonu, tas ir, spēju vienlaikus ierakstīt detaļas ļoti gaišās un ļoti tumšās vietās. Starp mazāku sensoru (piemēram, Micro Four Thirds) un lielāku sensoru (piemēram, APS-C) dinamiskā diapazona atšķirība parasti ir aptuveni viena palielinājuma slieksnis, kas ir pamanāms, ja ainā ir augsts kontrasts.
Sociālajos tīklos un mazos ekrānos šīs atšķirības kļūst izplūdušas.Ja pievērš uzmanību ekspozīcijai, kadrēšanai un apstrādei, bieži vien, vienkārši apskatot fotoattēlu tālrunī, ir grūti atšķirt, vai tas ir uzņemts ar mobilā tālruņa sensoru, APS-C sensoru vai pilna kadra sensoru. Taču, ja runa ir par ēnu atgūšanu, lielu attēlu drukāšanu vai plašu rediģēšanu, sensoram un pikseļu izmēram ir nozīme.
Stāsta morāle ir tāda, ka nav universāli pārāka formāta.Katram sensora izmēram ir savas priekšrocības un trūkumi, un izvēle ir atkarīga no jūsu vajadzībām: pārnesamības, budžeta, lauka dziļuma, nakts darba, profesionālas vai amatieru lietošanas utt. Mobilajā fotogrāfijā šis kompromiss ir vēl izteiktāks ievērojamo vietas ierobežojumu dēļ.
Mobilā fotogrāfija salīdzinājumā ar “lielajām” kamerām
Fotografēšana viedtālrunī daudz vairāk balstās uz digitālajām tehnoloģijām nekā tīrā optikā. Attēls, ko redzat ekrānā, ir sarežģītu algoritmu rezultāts, kas izlabo kropļojumus, palielina asumu, samazina troksni, pielāgo krāsas un dažreiz apvieno vairākus fotoattēlus, lai radītu rezultātu, ko bez programmatūras palīdzības mazais sensors nevarētu piedāvāt.
Tradicionālajās kamerās fiziskais nesējs bija ķīmiskā filma.kur attēls veidojās fotoķīmiskās reakcijas rezultātā uz sudraba halogenīdiem. Mūsdienās šo plēvi ir aizstājuši elektroniski sensori, kas uztver gaismu, taču mobilajos tālruņos elektroniskajiem un apstrādes komponentiem joprojām ir vēl lielāka loma.
Praksē viedtālruņu kameras ir izveidojušas milzīgu nišu.Pateicoties skaitļošanas fotografēšanai, labs mobilais tālrunis var sasniegt izcilus rezultātus gan ikdienas ainās, gan arī vāja apgaismojuma apstākļos, kas vēl pirms dažiem gadiem bija neiedomājami. Specifiski režīmi, piemēram, portreta režīms, nakts režīms un "viedais" HDR, tagad ir daļa no miljonu lietotāju ikdienas dzīves.
Tas nenozīmē, ka mobilā tālruņa sensors vairs nav svarīgs.Gluži pretēji: jo labāka ir aparatūras bāze (lielāks sensors, lielāki pikseļi, spilgtāka optika), jo vieglāk procesoram būs strādāt ar savu "maģiju", neiekrītot mākslīgos efektos, akvareļos vai tekstūras zudumā.
Mobilā tālruņa kamerai joprojām ir skaidri ierobežojumi tās izmēra dēļ.Lielus objektīvus un sarežģītas optiskās sistēmas nevar uzstādīt, nepārvēršot tālruni par ķieģeli, tāpēc viss, ko nevar atrisināt fiziski, tiek risināts ar programmatūras palīdzību. Tieši šeit sensora izmērs, lai arī mazs salīdzinājumā ar kameru, rada visu atšķirību pašā mobilo tālruņu segmentā.
Kāds sensora izmērs jums ir vispiemērotākais atkarībā no tā, kā jūs uzņemat fotoattēlus
Labākā sensora izmēra izvēle ir drīzāk lietošanas, nevis teorijas jautājums.Nav viena perfekta formāta; pastāv izmēra, izšķirtspējas un tehnoloģijas kombinācijas, kas ir labāk piemērotas noteiktām vajadzībām, neatkarīgi no tā, vai runa ir par specializētām kamerām vai mobilajiem tālruņiem.
Ja meklējat maksimālu asuma dziļuma kontroli Un, lai sasniegtu visaugstāko iespējamo izšķirtspēju, pilna kadra sensori joprojām ir zelta standarts. Tie nodrošina ļoti izteiktu "bokeh" efektu, spēlējoties ar platām apertūrām, nezaudējot pārāk daudz detaļu stūros, un piekļuvi ļoti augstai izšķirtspējai prasīgiem darbiem.
Ja prioritāte ir vieglums, kompakts izmērs un labs asuma dziļums Pat ar platām apertūrām Micro Four Thirds formāts joprojām ir ļoti pievilcīgs. Šie sensori atvieglo asuma sasniegšanu no viena stūra līdz otram un lielu asuma dziļumu, ievērojami nesamazinot apertūru, kas ir praktiski ainavu, ceļojumu vai video filmēšanai.
APS-C sensori ir ļoti saprātīgs kompromiss.Daudziem fotogrāfiem tas ir ideāls formāts, pateicoties tā kvalitātes, cenas un aprīkojuma izmēra līdzsvaram. Tas nav tik apjomīgs kā pilna kadra kamera, taču piedāvā ļoti stabilu veiktspēju, īpaši ar moderniem sensoriem un labu attēlu apstrādi.
Mobilo tālruņu gadījumā sensora izmēru nosaka dizains.Tāpēc lietotājs izvēlas tālruņa modeli, nevis formātu. Ir svarīgi ņemt vērā, vai ražotājs norāda sensora izmēru, pikseļa izmēru (mikronos) un vai tas izmanto tādas tehnoloģijas kā pikseļu grupēšanu vai Quad Bayer sensorus, lai uzlabotu veiktspēju vājā apgaismojumā.
Ikdienas lietošanai, kopīgošanai sociālajos tīklos vai skatīšanai ekrānāLabs mobilais tālrunis ar salīdzinoši lielu sensoru savai kategorijai un labi attīstītu datorfotografēšanu var vairāk nekā apmierināt vairuma lietotāju vajadzības. Atšķirība ar lielāku kameru kļūst pamanāma, kad nepieciešams vairāk: lieli palielinājumi, ekstremāla apgriešana vai ļoti kontrastainas un sarežģītas ainas.
Galu galā mobilā tālruņa sensors ir tikai vēl viena saite sistēmā. Tas ietver optiku, procesoru, algoritmus un, protams, fotogrāfa aci. Izpratne par tās izmēra un pikseļu dimensiju lomu ļauj labāk saprast, kāpēc dažas kameras darbojas labāk nekā citas, un ko var sagaidīt no viedtālruņa dažādos apgaismojuma apstākļos.
