Co říkají vlastnosti fotoaparátů pro smartphony a můžete jim věřit?

Na úsvitu vývoje smartphonů vynikla samostatná kategorie - telefon s fotoaparátem: v těchto gadgetech byla fotoaparátu věnována maximální pozornost. Nyní se každý vlajkový model téměř každé značky snaží přilákat pozornost nejsložitější a nejzajímavější implementací fotoaparátu. Vlastnosti zařízení jsou maskovány hlasitými slovy, odvážnými slogany, velkým počtem a vlastními názvy technologií. Je však možné od nich odečíst něco užitečného a pochopit, zda je tento fotoaparát schopen pořídit slušný obraz? Pojďme na to přijít hned.

Klíčové vlastnosti fotoaparátů pro smartphony

Vlastnosti fotoaparátu smartphonu jsou v zásadě stejné jako vlastnosti jakéhokoli digitálního fotoaparátu. Musíte však pochopit, za co je ten či onen parametr zodpovědný.

Megapixelů

Výrobci jim v reklamních kampaních věnují největší pozornost. Pixel je prvek citlivý na světlo na snímači fotoaparátu nebo na fotodiodě. Skládá se ze čtyř subpixelů, z nichž každý díky světelným filtrům umožňuje průchod pouze světla vlastního stínu. Nejčastěji se jedná o červenou, modrou a zelenou barvu. Z kombinace těchto barev se získá bod požadovaného odstínu a požadovaného jasu.

Někteří výrobci upouštějí od nejoblíbenějšího schématu a přidávají bílou nebo žlutou barvu k červeným, modrým a zeleným barevným filtrům. V tomto případě fotodioda zachycuje více světla a obrázky jsou jasnější.

Megapixely ukazují, jaké rozlišení je fotoaparát schopen pořizovat fotografie, tedy kolik milionů pixelů bude výsledný obraz obsahovat.

Dnes mnoho výrobců uvádí smartphony s 48, 64 nebo 108 megapixelovými fotoaparáty, které pracují v režimu slučování bodů. V takových senzorech se pixely nesestávají ze čtyř, ale ze 16 subpixelů, kombinovaných čtyřmi. Pokud se například v klasickém senzoru jeden pixel skládá z jednoho modrého, dvou zelených a jednoho červeného subpixel, pak se ve fotoaparátech s vysokým rozlišením skládá ze čtyř modrých, osmi zelených a čtyř červených subpixely.

Zvyšováním počtu pixelů se zvyšuje citlivost na světlo a zvětšuje se dynamický rozsah obrazu - rozdíl mezi nejtmavšími a nejsvětlejšími oblastmi na fotografii. Ale současně 48 megapixelové fotoaparáty díky této kombinaci ve skutečnosti vytvářejí snímky s rozlišením 12 megapixelů. A není tu nic špatného: to je případ, kdy se kvantita změní na kvalitu, a obrázky s rozlišením 4 000 × 3 000 (stejných 12 megapixelů) jsou pro zveřejnění na sociálních sítích dostačující.

Velikost snímače

To je možná nejdůležitější prvek fotoaparátu smartphonu. Velikost snímače označuje oblast, nad kterou jsou umístěny diody citlivé na světlo. Čím větší je snímač, tím větší mohou být samotné pixely a čím větší je pixel, tím lépe snímá světlo. Typické velikosti pixelů v moderních senzorech mobilních fotoaparátů jsou od 0,8 do 2,4 mikronů, druhé je však přesně dosaženo kombinací subpixelů, o kterých jsme hovořili v předchozím odstavci.

Čím více světla snímač dokáže zachytit, tím lepší budou snímky pořízené fotoaparátem. To je zvláště důležité při fotografování za zhoršených světelných podmínek. A v takové situaci se může ukázat, že snímač s menším počtem větších pixelů vyprodukuje lepší obraz než senzor s větším počtem menších pixelů, protože každá fotodioda zachytila ​​více světla a podle toho i více informace.

To znamená, že fotoaparát s méně pixely ve svých specifikacích může překonat fotoaparát s velkým počtem pixelů kvůli skutečnosti, že samotné pixely jsou větší.

V moderních smartphonech jsou rozměry senzorů uvedeny ve zlomcích palce. Největší snímač, 50megapixelový Samsung ISOCELL GN2, je nainstalován Xiaomi Mi 11 Ultra: Měří úhlopříčku 1 / 1,12 ".

Objektivy

Použité čočky mají významný dopad na kvalitu obrazu. Skládají se z čoček - průhledných desek s určitými optickými vlastnostmi. Hlavní funkcí čočky je správné zkreslení dopadajícího světelného paprsku. Typ zkreslení závisí na tvaru desky.

Objektivy jsou nejčastěji tvořeny více čočkami, protože jedna nestačí. Zakřivené a konkávní čočky různé hustoty se navzájem střídají. Správný výběr a umístění v objektivu ovlivní jasnost a kontrast obrazu. U zakřivených čoček může dojít k optickému zkreslení. U některých objektivů, jako jsou širokoúhlé objektivy, se naopak zkreslení stalo stylistickým prvkem. Je pravda, že některá zařízení je programově opravují ve fázi následného zpracování.

V moderních smartphonech se kamerové moduly skládají z několika objektivů, z nichž každý má svůj vlastní senzor vhodný pro konkrétní úkol. Nejčastěji se jedná o standardní, širokoúhlé a makroobjektivy. Současně nelze říci, že smartphony s několika objektivy samozřejmě střílejí lépe než s jedním: záleží to na implementaci konkrétního zařízení. Může se stát, že mezi mnoha kamerami v jednom modulu nebude žádný poskytovat přijatelný výsledek a množství se nezmění na kvalitu.

Ohnisková vzdálenost a clona

Čím nižší je ohnisková vzdálenost, tím vyšší je zorný úhel objektivu a naopak - objektivy s vysokou ohniskovou vzdáleností střílí daleko, ale zároveň s malým zorným úhlem.

Clona ukazuje, kolik světla dopadá na snímač fotoaparátu objektivem. Většina smartphonů má pevnou clonu, což je poměr ohniskové vzdálenosti k velikosti vstupu fotoaparátu.

Čím více světla zasáhne snímač a čím větší bude vstup fotoaparátu, tím menší bude hloubka ostrosti, to znamená, že bude zaostřen pouze objekt a pozadí za ním bude rozmazané.

Chcete-li zvýšit hloubku ostrosti, musíte snížit přívod, ale tím se také sníží jas. U smartphonů se toho nejčastěji dosahuje programově. Moderní zařízení však používají moduly s několika objektivy - s objektivy různých velikostí, různých ohniskových vzdáleností a clon. Takže místo spoléhání se na zpracování softwaru můžete přepínat mezi objektivy.

Smartphony jsou dnes vybaveny pokročilými systémy automatického zaostřování. Například v technologii PDAF se některé body na snímači fotoaparátu používají jako ohniska. Dva sousední pixely jsou umístěny tak, že jeden z nich vnímá světelný tok přicházející shora, a druhý je dole a systém upraví zaostření v případě, že na pixely spadne jiné množství pixelů Sveta.

K dispozici je také laserové a kontrastní automatické zaostřování. Některé společnosti používají ve fotoaparátech technologie, které vám umožňují zaostřit na konkrétní objekty v rámečku, například rozpoznat tváře a udělat je jasnějšími.

Zvětšení

Zoom ukazuje, jak blízko může být obrázek. K dispozici jsou dvě možnosti zvětšení: digitální a optické. Digital jednoduše zvětší a ořízne obrázek v plné velikosti. Optická čočka používá pro zvětšení speciální čočky, které díky správnému systému čoček mohou vypadat daleko.

S vývojem fotoaparátů v chytrých telefonech se začalo objevovat stále více modulů s optickým zoomem - obvykle 2X nebo 3X. Existují však také možnosti, které výrobci nazývají periskopy. Takové čočky používají systém čoček a zrcátek umístěných do strany v těle smartphonu a díky nim můžete získat například pětinásobný zoom. Jak blízko se k obrázku můžete dostat, závisí na ohniskové vzdálenosti.

Maximální optický zoom, který dnes smartphony nabízejí, je 10x. Vyskytuje se v Huawei P40 Pro + (v něm se používá stejný „periskop“) a v jednotlivých čočkách Samsung Galaxy S21 Ultra. V případech, kdy takový silný zoom není nutný, mají tyto smartphony také objektivy s menším zvětšením - 3x.

Pomocné senzory

Světelné senzory, hloubkové senzory, dálkoměry, lidary - všechny tyto systémy pomáhají smartphonu pochopit, kde se fotografované objekty nacházejí, jak jsou osvětleny, pohybovány nebo ne. Smartphone používá získaná data jak v hledáčku, tak v procesu následného zpracování, dokončení a úpravy obrazu.

Rozlišení senzorů zdaleka není nejdůležitějším parametrem: stačí jen velmi malý počet pixelů, aby mohli dobře fungovat. Proto byste neměli být překvapeni, když vidíte například hloubkový senzor s rozlišením 2 megapixely: pro jeho provoz je jich dost.

Rozlišení videa a snímková frekvence

Rozlišení videa označuje, kolik pixelů bude obsaženo v jednom snímku. A snímková frekvence je počet takových snímků za sekundu.

Jak pixely rostou, zlepšují se detaily a čistota obrazu. Jak se obnovovací frekvence zvyšuje, efekt rozostření se snižuje, video vypadá ostřeji a je lépe vnímáno lidským okem. A co víc, videa zachycená při vysokých snímkových frekvencích lze poté zpomalit na známých 24 snímků za sekundu pro zajímavý efekt zpomaleného pohybu.

HDR

HDR znamená High Dynamic Range, což je velký rozdíl mezi nejtmavší a nejsvětlejší částí obrazu. Fotoaparát v režimu HDR pořídí několik snímků (v případě natáčení videa - snímky) s různými expozicemi a poté je kombinuje a vyvažuje světlé a tmavé oblasti. Díky tomu je možné dosáhnout vyššího kontrastu a detailů obrazu.

Magie po zpracování

Suché vlastnosti fotoaparátů pro smartphony jsou samozřejmě matoucí a děsivé. A hlavním problémem je, že je nereálné pochopit pouze z těchto čísel, jak bude fotoaparát smartphonu fotografovat.

Kromě samotného systému objektivů a senzorů je kolem fotoaparátu také postroj od obrazového procesoru. a software pro následné zpracování - algoritmy, které analyzují přijatá data a používají různé proprietární uluchshayers. Výsledkem je, že společnosti využívající stejné senzory mohou díky různým systémům následného zpracování skončit se zcela odlišnými obrazy.

Každý výrobce má odlišný přístup k barevnému podání a analýze hranic objektů. Každá společnost používá různé triky a technologie, aby získala obraz, který odpovídá jejich smyslu pro krásu. Některé značky používají strojové učení ke správné identifikaci objektů v rámečku a tomu, jak by měly v ideálním případě vypadat, a to vše je také součástí zpracování.

Vezměme si jednoduchý příklad mezi poměrně populárními smartphony. Realme 7 Pro a Samsung Galaxy M51 hlavní fotoaparáty jsou postaveny na stejných senzorech - Sony IMX682. Jedná se o 64megapixelový snímač napájený systémem subpixelových agregací Quad Bayer a produkuje snímky s rozlišením 16 megapixelů (ale také schopné pracovat v režimu plné velikosti). Navzdory skutečnosti, že mají stejné senzory, samotné obrázky jsou zcela odlišné.

Barevné podání Samsungu za denního světla je šťavnatější a živější, i když není přesycené. Fotografie z Realme 7 Pro dostaly o něco měkčí a realističtější škálu, ale někdy se v nich ztrácejí hranice malých detailů, například jednotlivé stébla trávy, natočená relativně daleko. Ve společnosti Samsung systém následného zpracování a redukce šumu definuje hranice jasněji, což však někdy vytváří pocit umělosti. Matoucí fotografie pořízené těmito telefony nebudou fungovat, navzdory stejným senzorům.

Jak post-processing obrázků funguje na konkrétním telefonu, nelze pochopit z charakteristik. Zde vám pomohou pouze profesionální recenze s testovacími fotografiemi pořízenými v různých režimech.

Žádná víra v megapixely

Specifikace nezaručují kvalitní obraz. Nelze tvrdit, že 108megapixelový fotoaparát bude fotografovat lépe než 64megapixelový fotoaparát, protože kromě megapixelů ovlivňují výsledek také další parametry fotoaparátu.

Prvním krokem je věnovat pozornost velikosti senzoru: čím je větší, tím více světla přijímá a kvalita obrazu přímo závisí na množství světla. Další důležitá je hardwarová část systému pro následné zpracování obrazu a poté software. Jak fungují, lze pochopit pouze viděním obrázků pořízených telefonem s tímto systémem.

Jedinou možností je důvěřovat recenzím, které publikují testovací fotografie v různých podmínkách fotografování: za různých světelných podmínek, v pohybu, na různé vzdálenosti atd. A nezapomeňte, že hlavním nástrojem fotografa a operátora jsou rovné paže a schopnost zachytit okamžik. A zbytek je druhořadý.