- Fizička veličina senzora i svakog piksela ima veći utjecaj na kvalitetu slike nego sam broj megapiksela.
- BSI i derivativni CMOS senzori omogućavaju hvatanje više svjetla, smanjenje šuma i poboljšanje performansi pri slabom osvjetljenju.
- Kombinacija senzora, optike, stabilizacije i računarske fotografije određuje konačni rezultat fotografija.
- Prilikom odabira mobilnog telefona, preporučljivo je dati prioritet dobrom glavnom senzoru, balansirajući veličinu, rezoluciju i namjeravanu upotrebu slika.
Danas u džepovima nosimo uređaje koji mogu snimati fotografije koje smo, ne tako davno, viđali samo u posebnim fotoaparatima. Mobilni telefoni su postali naš primarni alat za snimanje putovanja, porodičnih okupljanja ili bilo čega drugog što nam se nađe na putu. Ali kada je u pitanju odabir pametnog telefona, gotovo svi i dalje gledaju na iste stvari: ti blagoslovljeni megapikseli i broj zadnjih kamera.
Problem je u tome što, fokusirajući se samo na te podatke, previđamo pravog protagonistu mobilne fotografije: senzor kamere mobilnog telefonaNjegova veličina, tehnologija i način na koji funkcioniše sa svjetlom imaju mnogo veći uticaj na stvarni kvalitet slike nego jednostavno povećanje ili smanjenje broja megapiksela. Hajde da smireno, ali bez previše udubljivanja, razmotrimo zašto je senzor toliko važan i kako možete razumjeti njegove specifikacije kada kupujete novi telefon.
Zašto megapikseli nisu prava mjera kvalitete
Godinama su reklame nametale ideju da više megapiksela znači bolje fotografijeTo je jednostavna poruka za razumjeti i vrlo lako prodati, ali tehnički je samo napola istinita. Megapikseli nam govore samo koliko tačaka čini sliku (rezolucija), a ne kako su te informacije snimljene ili kvalitet svake tačke.
Megapiksel nije ništa više od milion pikselaAko je fotografija veličine 4000 x 3000 piksela, to je 12 miliona tačaka ili 12 megapiksela. Ovo određuje maksimalnu veličinu koju možemo odštampati bez gubitka oštrine i koliko možemo izrezati sliku uz zadržavanje dobre definicije. Na primjer, na DSLR fotoaparatu punog formata, 20 ili 24 megapiksela može biti vrlo korisno za velike otiske ili agresivno izrezivanje.
Međutim, ako se fokusiramo samo na broj megapiksela i zanemarimo sve ostalo, možemo završiti sa sićušni senzori ispunjeni minijaturnim pikselima Que Oni hvataju malo svjetlosti i generiraju više buke.To je kao da stavite previše ljudi u malu prostoriju: na kraju smetaju jedni drugima. Zato neki telefoni sa 12 MP prave bolje fotografije od drugih sa 50 ili 108 MP, posebno pri slabom osvjetljenju.
Ključ leži u odnosu između broj piksela i fizička veličina senzoraNe možemo procijeniti jedno bez drugog. S istom veličinom senzora, što više megapiksela dodate, to će pikseli biti manji i teže će svakom od njih biti da uhvati dovoljno svjetla uz minimalan šum.
Drugi problem je što cijena i prostor mobilnog telefona također ograničavaju ono što se može instalirati. Veći senzor je skuplji i zauzima više prostora.I nisu svi proizvođači spremni žrtvovati dizajn ili profitne marže kako bi poboljšali stvarni kvalitet fotografija.
Kakav je senzor kamere mobilnog telefona i kako funkcioniše?
Kada bismo rastavili pametni telefon, vidjeli bismo sočiva i blic, ali magija snimanja slike se dešava u tom malom pravougaonom čipu odmah ispod: senzor kamereOvaj senzor je niz sastavljen od miliona fotosenzitivnih elemenata napravljenih od silicija: fotoreceptora, fotozita, fotodioda... u praksi, jedan element za svaki piksel konačne fotografije.
Svaka od tih fotodioda je odgovorna za pretvaraju fotone (svjetlost koja prolazi kroz optiku) u električni signalOvaj signal je proporcionalan količini primljene svjetlosti. Da bi se zabilježila boja, svaki piksel ne mjeri samo svjetlost općenito: oslanja se na filtere boja (obično crvenu, zelenu i plavu) ili naprednije strukture. U mnogim dizajnima, smatra se da svaki piksel ima tri povezana fotoloka, po jedan za svaku primarnu boju, tako da kamera može rekonstruirati sve hromatske informacije scene.
Senzor ne radi sam. Nakon što svaka fotodioda obavi svoj posao, ISP (procesor signala slike) dolazi do izražajaProcesor signala slike, koji je obično integriran u SoC telefona, interpretira sirove podatke sa senzora, obrađuje ih (smanjenje šuma, podešavanje boja, kontrast, HDR, itd.) i generira konačnu datoteku, bilo u JPEG, HEIF ili čak RAW formatu u nekim modelima.
Što se tiče tehnologije, trenutno dominiraju dvije glavne porodice senzora: CCD i CMOSDugo vremena, CCD-ovi su se češće koristili u namjenskim digitalnim fotoaparatima zbog dobrog kvaliteta slike i širokog dinamičkog raspona, ali su imali značajne nedostatke: bili su skuplji za proizvodnju, trošili su više energije i generirali više topline, što je zahtijevalo ugradnju glomaznih sistema za hlađenje.
CMOS senzori, koje je prvobitno pokretala NASA, a iza njih su decenije evolucije, postepeno su osvajali tržište sve dok praktično nisu preuzeli cijelo tržište mobilnih uređaja. CMOS senzor integriše i snimanje i dio obrade i digitalizacije na samom čipu.Ovo omogućava manje, brže i jeftinije uređaje sa mnogo manjom potrošnjom energije od CCD-ova.
U vrhunskim mobilnim telefonima uobičajeno je pronaći napredne varijante CMOS-a kao što su BSI (senzor sa pozadinskim osvjetljenjem) senzoriU ovim kamerama, unutrašnja struktura je reorganizovana tako da elementi za sakupljanje svjetlosti budu manje zaklonjeni ožičenjem i kontrolnom elektronikom. Rezultat? Efikasnije svjetlo dopire do svakog piksela, što je ključno u uslovima slabog osvjetljenja, smanjujući šum i poboljšavajući detalje bez potrebe za velikim povećanjem ISO vrijednosti.
Veličina senzora: ključna komponenta koju gotovo niko ne gleda
Kada govorimo o veličini senzora, često vidimo brojke poput 1/1,33”, 1/1,7”, 1/2,55”... koje na prvi pogled ne znače mnogo. Ali su veoma važne jer Fizička površina senzora određuje koliko ukupne svjetlosti može uhvatiti.Sa istim brojem megapiksela, veći senzor će imati veće piksele, a svaki veći piksel je sposoban da prikupi više fotona.
Ako uporedimo dva telefona sa 12 MP, ali jedan ima senzor od 1/1,3”, a drugi senzor od 1/2,55”, prvi će imati znatno veće fotodiodeTo se prevodi u bolje performanse pri slabom osvjetljenju, veći dinamički raspon (tj. bolje istaknute dijelove i sjene) i manje digitalnog šuma. To je osnova poznate ideje da je "veličina bitna" kada je u pitanju fotografija.
Proizvođači poput Xiaomija ili Huaweija odlučili su se za ovo u nekim vrhunskim modelima. senzori do 1 inča na glavnom mobilnom uređaju. Ovo njegove performanse znatno približava performansama naprednih kompaktnih fotoaparata, posebno u pogledu detalja, dubine polja i sposobnosti obrade scena sa jakim svjetlosnim kontrastima.
Da li to znači da telefon sa senzorom od 1 inča automatski pravi bolje fotografije od ostalih? Ne nužno. Ono što to znači je da dio s prednošću u količini prikupljenih informacijaZatim dolaze do izražaja druge, jednako kritične varijable: kvalitet objektiva, način na koji ISP obrađuje sliku i obim računarske fotografije (HDR, noćni režim, spajanje više snimaka itd.). Dobar senzor može biti potraćen agresivnom obradom ili slabim objektivom.
Da bismo bolje razumjeli ovu ravnotežu, korisno je uvesti dva koncepta: veličina piksela i gustoća pikselaDijeljenjem površine senzora s ukupnim brojem piksela dobijamo megapiksele po kvadratnom centimetru (gustoća). Dijeljenjem dužine senzora s brojem piksela na toj strani dobijamo veličinu svakog piksela u mikronima (µm).
Sa jednakom tehnologijom i generacijom, Što je manja gustoća piksela senzora, to će svaki piksel biti veći.Što je veća veličina piksela, to je bolja sposobnost hvatanja svjetlosti, više detalja u sjenama i manje šuma. Zato, između dva senzora iste veličine, onaj s manje megapiksela obično nudi bolji kvalitet čiste slike, čak i ako je njegova maksimalna rezolucija niža.
U stvari, neki brendovi su to shvatili davno. HTC se, na primjer, odlučio za svoje "Ultrapixel" kamere: manja prividna rezolucija, ali 2 µm pikselaOvo su veoma velike rezolucije za mobilni telefon, kako bi se dobila osjetljivost i dinamički raspon. Apple je također slijedio slične strategije, održavajući relativno nizak broj megapiksela i povećavajući veličinu senzora i veličinu piksela generaciju za generacijom.
Senzori, vrste kamera i računarska fotografija na mobilnim uređajima
Moderni pametni telefoni nemaju samo jedan modul kamere. Obično integrišu nekoliko senzora, svaki sa drugačijom funkcijom, i svi oni rade zajedno sa kamerom. sve sofisticiraniji softver za računarsku fotografiju kako bi se maksimizirao njegov potencijal.
El glavni senzor Ovo je onaj koji ćete najčešće koristiti. Obično je fizički najveći, ima najbolju optiku i nudi najbolje performanse u gotovo svim situacijama. Ključni faktori za ovaj objektiv uključuju veličinu senzora, veličinu piksela, otvor blende objektiva (na primjer, f/1.7, f/1.8, itd.) i da li ima optičku stabilizaciju slike.
Onda nalazimo širokougaoni senzorOvaj objektiv znatno proširuje vidno polje. Savršen je za pejzaže, arhitekturu ili grupne fotografije u ograničenim prostorima jer vam omogućava da obuhvatite veći dio scene bez udaljavanja. Njegovi izazovi: održavanje dobre oštrine rubova i kontrola distorzija tipičnih za vrlo širokokutne objektive, nešto što se naknadnom obradom ispravlja u većoj ili manjoj mjeri.
Još jedan uobičajeni je telefoto senzorDizajniran da približi scenu bez pribjegavanja digitalnom zumu. Ovdje je ključ optički zum (2x, 3x, 5x, čak i više u periskopskim sistemima) i koliko je objektiv brz. Dobar telefoto objektiv idealan je za portrete s prekrasnim zamućenjem pozadine i za snimanje... udaljeni detalji sa stvarnom kvalitetombez raspadanja slike prilikom zumiranja.
Osim toga, mnogi mobilni telefoni integrišu senzore podrške: a senzor dubine Za poboljšanje proračuna udaljenosti i zamućenja tipa bokeh, koriste se makro senzori za vrlo krupne planove (iako često imaju nisku rezoluciju i ne doprinose mnogo) ili senzori temperature boje koji pomažu sistemu da bolje postigne balans bijele u različitim uslovima osvjetljenja.
Sve ovo bi bilo nepotpuno bez intervencije softvera. Kompjuterska fotografija kombinuje više snimaka, analizira scenu i primjenjuje složene algoritme. Za poboljšanje rezultata: inteligentni HDR koji balansira istaknute dijelove i sjene, noćni načini rada koji spajaju više fotografija pri visokoj osjetljivosti, elegantnije smanjenje šuma, korekcija objektiva, prepoznavanje scene i subjekta itd. Zahvaljujući tome, relativno mali senzor može raditi daleko izvan onoga što bi njegove fizičke dimenzije sugerirale.
Uprkos tome, bez obzira koliko je softver nevjerovatan, Veliki, visokokvalitetni senzor uvijek pruža bolju osnovu.To je kao kada u kuhanju počinjete s dobrim sirovinama: kuhar (onaj koji prerađuje) može mnogo toga učiniti, ali ako su sastojci bolji, konačno jelo ima veće šanse da ispadne savršeno.
Na šta treba paziti kod senzora pri odabiru telefona s kamerom
Kada razmišljate o promjeni pametnog telefona i kamera vam je važna, nemojte se fokusirati samo na tipično "ima 108 MP i četiri kamere". Postoji nekoliko parametara senzora koje treba provjeriti s malo više pažnje.čak i ako je to samo pregledom detaljnih tehničkih specifikacija ili specijaliziranih analiza.
Prvo, veličina glavnog senzoraAko vidite brojke poput 1/1,3", 1/1,5", 1/1,7" itd., što je nazivnik manji, to je senzor veći. U poređenju s drugima sa 1/2,55" ili 1/3", razlika u površini može biti ogromna. Ne reklamiraju svi proizvođači ovo, ali se sve više spominje kod modela srednje i više klase jer je to uvjerljiva prodajna prednost.
Drugo, veličina piksela u mikronima (µm). Tipične vrijednosti su 0,7 µm, 0,8 µm, 1,0 µm, 1,4 µm, 1,8 µm ili čak 2,0 µm. Veći pikseli su izuzetno korisni u noćnim scenama ili slabo osvijetljenim interijerima. Neki senzori visoke rezolucije koriste spajanje piksela (kombinovanje nekoliko malih piksela u jedan veći efektivni piksel) kako bi poboljšali hvatanje svjetlosti; ovo je dobro, ali početak s velikim fizičkim pikselima je i dalje prednost.
Treće, provjerite tehnologija senzora (CMOS BSI, složena, itd.) A ako proizvođač navede model (na primjer, Sony IMX tog i tog broja, Samsung ISOCELL tog i tog drugog). Nije neophodno znati cijeli katalog napamet, ali je korisno za poređenje telefona sa istim senzorom i vidjeti kako obrada svakog brenda utiče na rezultate.
Također vrijedi pogledati i ravnoteža između rezolucije i namjene koju ćete koristiti za fotografijeAko ih samo gledate na ekranu, dijelite na društvenim mrežama i rijetko ih štampate, 12-16 MP je više nego dovoljno. Zauzvrat, mogli biste dobiti bolje performanse pri slabom osvjetljenju i manje veličine datoteka. Ako trebate štampati u velikim formatima, ekstenzivno izrezivati ili raditi na fotografijama na profesionalnijem nivouRezolucija od 40, 50 ili više megapiksela može imati smisla, pod uslovom da je praćena fizički izdašnim senzorom.
Na kraju, procijenite cjelinu: senzor, optika, stabilizacija i softverProsječan objektiv može uništiti ono što dobar senzor uhvati uvođenjem aberacija i nedostatka oštrine na rubovima. Odsustvo optičke stabilizacije slike komplicira stvari kod noćnih fotografija ili videa snimljenih iz ruke. Previše agresivna obrada može rezultirati slikama s prekomjernim kontrastom, nerealnim bojama ili šumom sličnim akvarelu.
Konačna odluka zavisi od toga kako koristite kameru svog telefona: da li je preferirate za društvene mreže i svakodnevne uspomene, za putovanja s malo prtljaga, ali s visokim fotografskim standardima, ili čak kao poluprofesionalni alat? U zavisnosti od toga, Više će vas zanimati veliki senzor sa umjerenom rezolucijom ili onaj sa vrlo visokom rezolucijom. kako bi se omogućilo obrezivanje, uvijek pokušavajući osigurati da fizička veličina nije premala.
U konačnici, kamera mobilnog telefona je kombinacija mnogih faktora, ali senzor ostaje srce sistema. Razumijevanje šta ona radi, kako funkcioniše i zašto su njena veličina i tehnologija toliko važne omogućava vam da sagledate dalje od broja megapiksela i da napravite pametan izbor o sljedećem pametnom telefonu koji ćete nositi sa sobom svaki dan.
