ویژگی های دوربین گوشی های هوشمند چه می گویند و آیا می توانید به آنها اعتماد کنید؟

2024 نویسنده: Malcolm Clapton | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 03:54

Lifehacker به شما می گوید که چگونه می توان ده ها مگاپیکسل و فواصل کانونی مختلف را تشخیص داد.

در طلوع توسعه تلفن های هوشمند، یک دسته جداگانه برجسته شد - تلفن دوربین: در این ابزارها حداکثر توجه به دوربین معطوف شد. اکنون هر مدل پرچمدار تقریباً هر برندی با پیچیده ترین و جالب ترین پیاده سازی دوربین سعی در جلب توجه دارد. ویژگی‌های دستگاه‌ها با کلمات بلند، شعارهای جسورانه، تعداد زیاد و نام فناوری‌های خاص خود پوشانده شده است. اما آیا می توان چیز مفیدی را از آنها کم کرد و فهمید که آیا این دوربین قادر به تولید یک تصویر مناسب است؟ حالا بیایید بفهمیم

ویژگی های کلیدی دوربین گوشی های هوشمند

ویژگی های دوربین گوشی های هوشمند اساساً مانند هر دوربین دیجیتالی است. اما باید بدانید که این یا آن پارامتر مسئول چه چیزی است.

مگاپیکسل

تولیدکنندگان در کمپین های تبلیغاتی بیشترین توجه را به آنها دارند. پیکسل یک عنصر حساس به نور در سنسور دوربین یا یک فوتودیود است. از چهار زیرپیکسل تشکیل شده است که هر کدام به دلیل داشتن فیلترهای نوری تنها به نور سایه خود اجازه عبور می دهند. اغلب اینها قرمز، آبی و سبز هستند. از ترکیب این رنگ ها یک نقطه سایه و روشنایی مورد نیاز به دست می آید.

برخی از تولیدکنندگان از محبوب ترین طرح دور می شوند و رنگ سفید یا زرد را به فیلترهای رنگی قرمز، آبی و سبز اضافه می کنند. در این حالت، فتودیود نور بیشتری می گیرد و تصاویر روشن تر می شوند.

مگاپیکسل نشان می دهد که دوربین با چه وضوحی قادر به گرفتن عکس است، یعنی تصویر نهایی از چند میلیون پیکسل تشکیل خواهد شد.

امروزه بسیاری از سازندگان گوشی های هوشمندی با دوربین های 48، 64 یا 108 مگاپیکسلی ارائه می کنند که در حالت ادغام نقطه ای کار می کنند. در چنین حسگرهایی، پیکسل ها از چهار عدد تشکیل نمی شوند، بلکه از 16 زیرپیکسل تشکیل شده اند که با چهار پیکسل ترکیب شده اند. در حالی که برای مثال در یک سنسور کلاسیک، یک پیکسل از یک زیرپیکسل آبی، دو زیرپیکسل سبز و یک قرمز تشکیل شده است، در دوربین های با وضوح بالا از چهار زیرپیکسل آبی، هشت سبز و چهار زیرپیکسل قرمز تشکیل شده است.

با افزایش تعداد پیکسل ها، حساسیت به نور افزایش می یابد و دامنه دینامیکی تصویر افزایش می یابد - تفاوت بین تاریک ترین و روشن ترین مناطق در عکس. اما در عین حال دوربین های 48 مگاپیکسلی به دلیل چنین ترکیبی در واقع تصاویری با وضوح 12 مگاپیکسل ایجاد می کنند. و هیچ مشکلی در اینجا وجود ندارد: این مورد زمانی است که کمیت به کیفیت تبدیل می شود و تصاویر با وضوح 4000 × 3000 (همان 12 مگاپیکسل) برای انتشار در شبکه های اجتماعی کاملاً کافی است.

اندازه سنسور

این شاید مهم ترین عنصر دوربین گوشی های هوشمند باشد. اندازه سنسور نشان دهنده ناحیه ای است که دیودهای حساس به نور در آن قرار دارند. هرچه سنسور بزرگتر باشد، خود پیکسل ها می توانند بزرگتر باشند و هرچه پیکسل بزرگتر باشد، نور را بهتر می گیرد. اندازه پیکسل های معمولی در سنسورهای دوربین موبایل مدرن از 0.8 تا 2.4 میکرون است، با این حال، دومی دقیقاً با ترکیب زیرپیکسل ها به دست می آید که در پاراگراف قبلی در مورد آن صحبت کردیم.

هر چه سنسور بتواند نور بیشتری بگیرد، تصاویر ثبت شده توسط دوربین بهتر خواهد بود. این امر به ویژه هنگام عکاسی در شرایط کم نور بسیار مهم است. و در چنین شرایطی، ممکن است معلوم شود که سنسوری با تعداد پیکسل‌های بزرگ‌تر، تصویر بهتری نسبت به سنسورهایی با تعداد پیکسل‌های کوچک‌تر تولید می‌کند، زیرا هر فتودیود نور بیشتری و بر این اساس، اطلاعات بیشتری را جذب کرده است.

یعنی دوربینی با پیکسل های کمتر در مشخصاتش به دلیل بزرگتر بودن پیکسل ها می تواند از دوربینی که تعداد پیکسل های زیادی دارد بهتر عمل کند.

در گوشی های هوشمند مدرن، ابعاد سنسورها در قسمت های کسری یک اینچ نشان داده شده است. بزرگترین حسگر - 50 مگاپیکسلی Samsung ISOCELL GN2 - در Xiaomi Mi 11 Ultra نصب شده است: مورب آن 1/1، 12 اینچ است.

لنزها

لنزهای استفاده شده تاثیر بسزایی در کیفیت تصویر دارند. آنها از لنزها - صفحات شفاف با خواص نوری خاص تشکیل شده اند. عملکرد اصلی یک لنز این است که به درستی پرتو نور فرودی را تغییر دهد. نوع اعوجاج بستگی به شکل صفحه دارد.

لنزها اغلب از چندین لنز ساخته می شوند، زیرا یکی کافی نیست. عدسی های منحنی و مقعر با تراکم های مختلف متناوب با یکدیگر می شوند. انتخاب و قرارگیری صحیح در لنز بر وضوح و کنتراست تصویر تأثیر می گذارد. با لنزهای منحنی، اعوجاج نوری ممکن است رخ دهد. در برخی از لنزها، مانند لنزهای زاویه باز، برعکس، اعوجاج به یک ویژگی سبک تبدیل شده است. درست است، برخی از دستگاه ها به صورت برنامه ای آنها را در مرحله پس از پردازش تصحیح می کنند.

در گوشی‌های هوشمند مدرن، ماژول‌های دوربین از چندین لنز تشکیل شده‌اند که هر کدام سنسور مخصوص به خود را دارند که برای یک کار خاص مناسب است. اغلب اینها لنزهای استاندارد، زاویه باز و ماکرو هستند. در عین حال، نمی توان گفت که تلفن های هوشمند با چندین لنز به وضوح بهتر از یک لنز عکس می گیرند: این بستگی به اجرای یک دستگاه خاص دارد. ممکن است از بین دوربین های متعدد در یک ماژول، هیچ کدام نتیجه قابل قبولی ندهند و کمیت به کیفیت تبدیل نشود.

فاصله کانونی و دیافراگم

هرچه فاصله کانونی کمتر باشد، زاویه دید لنز بیشتر می شود و بالعکس - لنزهایی با فاصله کانونی بالا به دور، اما در عین حال با زاویه دید کوچک عکس می گیرند.

دیافراگم نشان می دهد که چه مقدار نور از طریق لنز به سنسور دوربین برخورد می کند. اکثر گوشی های هوشمند دارای دیافراگم ثابت هستند که نسبت فاصله کانونی به اندازه ورودی دوربین است.

هرچه نور بیشتری به سنسور برخورد کند و ورودی دوربین بزرگتر باشد، عمق میدان کمتر می شود، یعنی فقط سوژه در فوکوس قرار می گیرد و پس زمینه پشت آن تار می شود.

برای افزایش عمق میدان، باید ورودی را کاهش دهید، اما این کار باعث کاهش روشنایی نیز می شود. در تلفن های هوشمند، این اغلب به صورت برنامه ای به دست می آید. با این حال، دستگاه های مدرن از ماژول هایی با چندین لنز - با لنزهایی با اندازه های مختلف، فاصله کانونی و دیافراگم های مختلف استفاده می کنند. بنابراین به جای تکیه بر پردازش نرم افزاری، می توانید بین لنزها جابجا شوید.

امروزه گوشی های هوشمند به سیستم های فوکوس خودکار پیشرفته مجهز هستند. به عنوان مثال، در فناوری PDAF، برخی از نقاط روی سنسور دوربین به عنوان نقاط کانونی استفاده می شود. دو پیکسل مجاور به گونه‌ای قرار گرفته‌اند که یکی از آنها شار نوری را که از بالا و دیگری از پایین می‌آید، درک می‌کند و اگر مقادیر مختلف نور روی پیکسل‌ها بیفتد، سیستم فوکوس را تنظیم می‌کند.

فوکوس خودکار لیزری و کنتراست نیز وجود دارد. برخی از شرکت‌ها از فناوری‌هایی در دوربین‌ها استفاده می‌کنند که به شما امکان می‌دهد بر روی اشیاء خاص در کادر تمرکز کنید، به عنوان مثال، چهره‌ها را تشخیص داده و واضح‌تر کنید.

بزرگنمایی

زوم نشان می دهد که تصویر چقدر می تواند نزدیک باشد. دو گزینه بزرگنمایی وجود دارد: دیجیتال و اپتیکال. دیجیتال به سادگی تصویر را در اندازه کامل بزرگ می کند و برش می دهد. لنز نوری از لنزهای ویژه ای برای بزرگنمایی استفاده می کند که به دلیل سیستم لنز صحیح، می تواند به دوردست ها نگاه کند.

با توسعه دوربین ها در تلفن های هوشمند، ماژول های بیشتری با زوم اپتیکال ظاهر می شوند - معمولاً 2X یا 3X. با این حال، گزینه هایی نیز وجود دارد که سازندگان آنها را پریسکوپ می نامند. چنین لنزهایی از سیستمی از لنزها و آینه هایی استفاده می کنند که به صورت جانبی در بدنه گوشی هوشمند قرار گرفته اند و به واسطه آنها می توانید به عنوان مثال زوم پنج برابری دریافت کنید. اینکه چقدر می توانید به یک تصویر نزدیک شوید به فاصله کانونی بستگی دارد.

حداکثر زوم اپتیکال که گوشی های هوشمند امروزی ارائه می دهند 10 برابر است. در Huawei P40 Pro + (در آن است که از همان "پریسکوپ" استفاده شده است) و در لنزهای جداگانه Samsung Galaxy S21 Ultra یافت می شود. برای مواردی که به چنین زوم قوی نیاز نیست، این تلفن های هوشمند لنزهایی با بزرگنمایی کمتر - سه برابر - نیز دارند.

سنسورهای کمکی

حسگرهای نور، حسگرهای عمق، فاصله یاب، لیدار - همه این سیستم‌ها به گوشی هوشمند کمک می‌کنند تا بفهمد اشیایی که از آنها عکس گرفته می‌شود کجا هستند، چگونه روشن می‌شوند، حرکت می‌کنند یا نه. گوشی هوشمند از داده های به دست آمده هم در منظره یاب و هم در فرآیند پس از پردازش، تکمیل و ویرایش تصویر استفاده می کند.

وضوح سنسورها با مهمترین پارامتر فاصله زیادی دارد: تعداد بسیار کمی پیکسل برای آنها کافی است تا عملکردهای خود را به خوبی انجام دهند. بنابراین، از دیدن، به عنوان مثال، یک سنسور عمق با وضوح 2 مگاپیکسل نباید تعجب کنید: تعداد کافی از آنها برای عملکرد آن وجود دارد.

وضوح ویدیو و نرخ فریم

وضوح ویدیو نشان می دهد که چند پیکسل در یک فریم وجود دارد. و نرخ فریم این است که چند فریم در ثانیه گرفته می شود.

با رشد پیکسل ها، جزئیات و وضوح تصویر بهبود می یابد. با افزایش نرخ فریم، جلوه تاری کاهش می یابد، ویدیو واضح تر به نظر می رسد و توسط چشم انسان بهتر درک می شود. علاوه بر این، ویدیوهای ضبط شده با نرخ فریم بالا را می توان تا 24 فریم در ثانیه برای جلوه حرکت آهسته جالب کاهش داد.

HDR

HDR مخفف High Dynamic Range است که تفاوت زیادی بین تاریک ترین و روشن ترین قسمت های یک تصویر است. دوربین در حالت HDR چندین عکس (در مورد فیلمبرداری - فریم) با نوردهی های مختلف می گیرد و سپس آنها را ترکیب می کند و مناطق روشن و تاریک را متعادل می کند. به همین دلیل می توان به کنتراست و جزئیات تصویر بالاتری دست یافت.

جادوی پس از پردازش

ویژگی های خشک دوربین های گوشی های هوشمند، البته گیج کننده و ترسناک هستند. و مشکل اصلی این است که غیرواقعی است که فقط از این اعداد بفهمیم دوربین گوشی هوشمند چگونه عکس می گیرد.

علاوه بر سیستم لنزها و حسگرهای اطراف دوربین، یک مهار از پردازشگر تصویر و نرم افزار پس پردازش نیز وجود دارد - الگوریتم هایی که داده های دریافتی را تجزیه و تحلیل می کنند و از تقویت کننده های اختصاصی مختلف استفاده می کنند. در نتیجه، شرکت‌هایی که از حسگرهای مشابه استفاده می‌کنند، به دلیل سیستم‌های مختلف پس‌پردازش، می‌توانند تصاویر کاملاً متفاوتی داشته باشند.

هر سازنده رویکرد خاص خود را برای رندر رنگ و تجزیه و تحلیل مرزهای اشیا دارد. هر شرکتی از ترفندها و فناوری های مختلفی استفاده می کند تا در نهایت تصویری را به دست آورد که با حس زیبایی آنها مطابقت داشته باشد. برخی از برندها از یادگیری ماشینی برای شناسایی درست اشیاء در قاب و نحوه ظاهر ایده‌آل آنها استفاده می‌کنند و این هم بخشی از پردازش است.

بیایید یک مثال ساده در میان گوشی های هوشمند نسبتاً محبوب بیاوریم. در Realme 7 Pro و Samsung Galaxy M51، دوربین‌های اصلی روی حسگرهای یکسانی ساخته شده‌اند - Sony IMX682. این یک سنسور 64 مگاپیکسلی است که از سیستم تجمع پیکسل فرعی Quad Bayer پشتیبانی می کند و تصاویری با وضوح 16 مگاپیکسل (اما همچنین قادر به کار در حالت فول سایز) تولید می کند. با وجود این واقعیت که آنها سنسورهای یکسانی دارند، خود تصاویر کاملاً متفاوت هستند.

نمایش رنگ سامسونگ در نور روز شاداب تر و پر جنب و جوش تر است، البته بدون اشباع بیش از حد. عکس‌های Realme 7 Pro وسعت کمی نرم‌تر و واقعی‌تر دریافت کردند، اما گاهی اوقات مرزهای جزئیات کوچک در آنها گم می‌شود، به عنوان مثال، تیغه‌های علف فردی، که نسبتاً دور عکس‌برداری شده‌اند. در سامسونگ، سیستم پردازش پس از پردازش و کاهش نویز، مرزها را با وضوح بیشتری مشخص می کند، اما گاهی اوقات احساس مصنوعی بودن را ایجاد می کند. گیج شدن عکس های گرفته شده با این گوشی ها با وجود سنسورهای یکسان کارساز نخواهد بود.

نحوه عملکرد پس پردازش تصاویر در یک گوشی خاص را نمی توان از مشخصات آن فهمید.فقط بررسی های حرفه ای با عکس های آزمایشی گرفته شده در حالت های مختلف به اینجا کمک می کند.

هیچ اعتقادی به مگاپیکسل نیست

مشخصات کیفیت تصویر را تضمین نمی کند. نمی توان ادعا کرد که دوربین 108 مگاپیکسلی بهتر از دوربین 64 مگاپیکسلی فیلمبرداری می کند، زیرا علاوه بر مگاپیکسل، سایر پارامترهای دوربین نیز روی نتیجه تاثیر می گذارند.

اولین قدم توجه به اندازه سنسور است: هر چه بزرگتر باشد، نور بیشتری دریافت می کند و کیفیت تصویر مستقیماً به میزان نور بستگی دارد. بخش بعدی از نظر اهمیت بخش سخت افزاری سیستم پس از پردازش تصویر و سپس نرم افزار است. نحوه کار آنها را تنها با دیدن تصاویر گرفته شده توسط گوشی با این سیستم می توان فهمید.

تنها گزینه اعتماد به بررسی هایی است که در آنها عکس های آزمایشی در شرایط مختلف عکسبرداری منتشر می شود: در شرایط مختلف نور، در حرکت، در فواصل مختلف و غیره. و فراموش نکنید که ابزار اصلی عکاس و اپراتور بازوهای مستقیم و توانایی ثبت لحظه است. و بقیه چیز فرعی است.