Wat zeggen de kenmerken van smartphonecamera's en kun je ze vertrouwen?
Gemengde Berichten / / May 14, 2021
Lifehacker vertelt hoe je tientallen megapixels en verschillende brandpuntsafstanden kunt achterhalen.
Aan het begin van de ontwikkeling van smartphones viel een aparte categorie op: de cameratelefoon: bij deze gadgets werd maximale aandacht besteed aan de camera. Nu probeert elk vlaggenschipmodel van bijna elk merk de aandacht te trekken met de meest complexe en interessante camera-implementatie. De kenmerken van de apparaten worden gemaskeerd door luide woorden, gewaagde slogans, enorme aantallen en hun eigen namen van technologieën. Maar is het mogelijk om er iets nuttigs van af te trekken en te begrijpen of deze camera in staat is om een fatsoenlijk beeld te produceren? Laten we het nu uitzoeken.
Belangrijkste kenmerken van smartphonecamera's
De kenmerken van een smartphonecamera zijn in wezen dezelfde als die van elke digitale camera. Maar u moet begrijpen waarvoor deze of gene parameter verantwoordelijk is.
Megapixels
Fabrikanten besteden er de meeste aandacht aan in reclamecampagnes. Een pixel is een lichtgevoelig element op een camerasensor of een fotodiode. Het bestaat uit vier subpixels die elk, dankzij lichtfilters, alleen licht van hun eigen schaduw doorlaten. Meestal zijn deze rood, blauw en groen. Door de combinatie van deze kleuren wordt een punt van de gewenste tint en gewenste helderheid verkregen.
Sommige fabrikanten stappen af van het meest populaire schema en voegen wit of geel toe aan de rode, blauwe en groene kleurenfilters. In dit geval vangt de fotodiode meer licht op en zijn de beelden helderder.
Megapixels laten zien met welke resolutie de camera foto's kan maken, dat wil zeggen uit hoeveel miljoenen pixels het uiteindelijke beeld zal bestaan.
Tegenwoordig presenteren veel fabrikanten smartphones met 48, 64 of 108 megapixelcamera's die werken in de modus voor het samenvoegen van punten. Bij dergelijke sensoren bestaan de pixels niet uit vier, maar uit 16 subpixels, gecombineerd door vier. Als in een klassieke sensor bijvoorbeeld één pixel bestaat uit één blauw, twee groen en één rood subpixel, en in hoge resolutie camera's bestaat het uit vier blauwe, acht groene en vier rode subpixels.
Door het aantal pixels te vergroten, neemt de lichtgevoeligheid toe en wordt het dynamisch bereik van de afbeelding groter - het verschil tussen de donkerste en lichtste delen van de foto. Maar tegelijkertijd maken 48 megapixelcamera's dankzij een dergelijke combinatie in feite beelden met een resolutie van 12 megapixels. En hier is niets mis mee: dit is het geval wanneer kwantiteit verandert in kwaliteit en afbeeldingen met een resolutie van 4.000 × 3.000 (diezelfde 12 megapixels) voldoende zijn voor publicatie op sociale netwerken.
Sensor maat
Dit is misschien wel het belangrijkste element van een smartphonecamera. De grootte van de sensor geeft het gebied aan waarover de lichtgevoelige diodes zich bevinden. Hoe groter de sensor, hoe groter de pixels zelf kunnen zijn, en hoe groter de pixel, hoe beter hij licht opneemt. Typische pixelgroottes in moderne mobiele camerasensoren zijn van 0,8 tot 2,4 micron, maar dit laatste wordt precies bereikt door subpixels te combineren, waarover we het in de vorige paragraaf hebben gehad.
Hoe meer licht de sensor kan vastleggen, hoe beter de beelden die door de camera worden vastgelegd, zullen zijn. Dit is vooral belangrijk bij het maken van opnamen bij weinig licht. En in zo'n situatie kan het blijken dat een sensor met een kleiner aantal grotere pixels een beter beeld zal opleveren dan sensor met een groter aantal kleinere pixels, omdat elke fotodiode meer licht en dus meer licht opvangde informatie.
Dat wil zeggen, een camera met minder pixels in zijn specificaties kan beter presteren dan een camera met een enorm aantal pixels vanwege het feit dat de pixels zelf groter zijn.
Bij moderne smartphones worden de afmetingen van de sensoren aangegeven in fracties van een inch. De grootste sensor, een 50 megapixel Samsung ISOCELL GN2, is geïnstalleerd in Xiaomi Mi 11 Ultra: Het meet 1 / 1,12 "diagonaal.
Lenzen
De gebruikte lenzen hebben een grote invloed op de beeldkwaliteit. Ze bestaan uit lenzen - transparante platen met bepaalde optische eigenschappen. De belangrijkste functie van een lens is om de invallende lichtstraal correct te vervormen. Het type vervorming hangt af van de vorm van de plaat.
Lenzen bestaan meestal uit meerdere lenzen, aangezien één lenzen niet voldoende is. Gebogen en concave lenzen met verschillende dichtheden wisselen elkaar af. Een juiste selectie en plaatsing in de lens heeft invloed op de helderheid en het contrast van het beeld. Bij gebogen lenzen kan optische vervorming optreden. Bij sommige lenzen, zoals groothoeklenzen, is vervorming daarentegen een stilistisch kenmerk geworden. Toegegeven, sommige apparaten corrigeren ze programmatisch in de post-verwerkingsfase.
In moderne smartphones bestaan cameramodules uit meerdere lenzen die elk een eigen sensor hebben, geschikt voor een specifieke taak. Meestal zijn dit standaard-, groothoek- en macrolenzen. Tegelijkertijd kan je niet zeggen dat smartphones met meerdere lenzen uiteraard beter schieten dan met één: het hangt af van de implementatie van een bepaald toestel. Het kan gebeuren dat van de vele camera's in één module geen enkele een acceptabel resultaat geeft en de kwantiteit niet in kwaliteit verandert.
Brandpuntsafstand en diafragma
Hoe lager de brandpuntsafstand, hoe hoger de beeldhoek van de lens en vice versa - lenzen met een hoge brandpuntsafstand schieten ver, maar tegelijkertijd met een kleine beeldhoek.
Het diafragma laat zien hoeveel licht de sensor van de camera door de lens valt. De meeste smartphones hebben een vast diafragma, dit is de verhouding tussen de brandpuntsafstand en de grootte van de camera-ingang.
Hoe meer licht de sensor raakt en hoe groter de inlaat van de camera, hoe kleiner de scherptediepte, dat wil zeggen dat alleen het onderwerp scherp is en de achtergrond erachter wazig.
Om de scherptediepte te vergroten, moet u de inlaat verkleinen, dit verlaagt echter ook de helderheid. Bij smartphones wordt dit meestal programmatisch bereikt. Moderne apparaten gebruiken echter modules met meerdere lenzen - met lenzen van verschillende groottes, verschillende brandpuntsafstanden en diafragma's. Dus in plaats van te vertrouwen op softwareverwerking, kunt u tussen lenzen schakelen.
Smartphones zijn tegenwoordig uitgerust met geavanceerde autofocussystemen. In PDAF-technologie worden sommige punten op de camerasensor bijvoorbeeld als brandpunt gebruikt. Twee aangrenzende pixels zijn zo geplaatst dat een van hen de lichtstroom van bovenaf waarneemt, en de andere bevindt zich onderaan en het systeem past de focus aan in het geval dat een ander aantal pixels op de pixels valt Sveta.
Er is ook autofocus op basis van laser en contrast. Sommige bedrijven gebruiken technologieën in camera's waarmee u kunt scherpstellen op specifieke objecten in het frame, bijvoorbeeld gezichten kunt herkennen en deze duidelijker kunt maken.
Zoom
Zoom laat zien hoe dichtbij de afbeelding kan zijn. Er zijn twee zoomopties: digitaal en optisch. Digital vergroot en snijdt eenvoudig de afbeelding op volledige grootte. De optische lens maakt voor de vergroting gebruik van speciale lenzen, die door het juiste lenssysteem ver weg kunnen kijken.
Met de ontwikkeling van camera's in smartphones verschijnen er steeds meer modules met optische zoom - meestal 2x of 3x. Er zijn echter ook opties die fabrikanten periscopen noemen. Dergelijke lenzen gebruiken een systeem van lenzen en spiegels die zijwaarts in de behuizing van de smartphone zijn geplaatst, en dankzij hen kunt u bijvoorbeeld een vijfvoudige zoomlens krijgen. Hoe dicht u bij een afbeelding kunt komen, hangt af van de brandpuntsafstand.
De maximale optische zoom die smartphones tegenwoordig bieden, is 10x. Het komt voor in Huawei P40 Pro + (daarin wordt dezelfde "periscoop" gebruikt) en in individuele lenzen van de Samsung Galaxy S21 Ultra. Voor die gevallen waarin zo'n sterke zoom niet nodig is, hebben deze smartphones ook lenzen met een lagere vergroting - 3x.
Hulpsensoren
Lichtsensoren, dieptesensoren, afstandsmeters, lidars - al deze systemen helpen de smartphone te begrijpen waar de objecten die worden gefotografeerd zich bevinden, hoe ze worden verlicht, bewegen of niet. De smartphone gebruikt de verkregen gegevens zowel in de zoeker als in het nabewerkingsproces, waarbij de afbeelding wordt voltooid en bewerkt.
De resolutie van de sensoren is verre van de belangrijkste parameter: een heel klein aantal pixels is voldoende om hun functies goed uit te voeren. Daarom moet je niet verbaasd zijn om bijvoorbeeld een dieptesensor te zien met een resolutie van 2 megapixels: er zijn er genoeg voor de werking ervan.
Videoresolutie en framesnelheid
De videoresolutie geeft aan hoeveel pixels er in een frame zitten. En de framesnelheid is hoeveel van dergelijke frames per seconde worden opgenomen.
Naarmate pixels groter worden, verbeteren de beelddetails en helderheid. Naarmate de framesnelheid toeneemt, neemt het onscherpte-effect af, ziet de video er scherper uit en wordt deze beter waargenomen door het menselijk oog. Bovendien kunnen video's die met hoge framesnelheden zijn gemaakt, vervolgens worden vertraagd tot de bekende 24 fps voor een interessant slow-motion-effect.
HDR
HDR staat voor High Dynamic Range, wat een groot verschil is tussen de donkerste en lichtste delen van een afbeelding. De camera in HDR-modus maakt verschillende foto's (in het geval van video-opnameframes) met verschillende belichtingen en combineert deze vervolgens, waarbij lichte en donkere gebieden in balans worden gebracht. Hierdoor is het mogelijk om een hoger contrast en beelddetail te bereiken.
Magie na de verwerking
De droge eigenschappen van smartphonecamera's zijn natuurlijk verwarrend en schrikken. En het grootste probleem is dat het onrealistisch is om alleen uit deze cijfers te begrijpen hoe de smartphonecamera zal fotograferen.
Naast het lens- en sensorsysteem zelf zit er ook een harnas van de beeldprocessor om de camera heen. en nabewerkingssoftware - algoritmen die de ontvangen gegevens analyseren en verschillende eigendomsrechten gebruiken uluchshayers. Als gevolg hiervan kunnen bedrijven die dezelfde sensoren gebruiken, door verschillende nabewerkingssystemen eindigen met totaal verschillende afbeeldingen.
Elke fabrikant heeft een andere benadering van kleurweergave en analyse van objectgrenzen. Elk bedrijf gebruikt verschillende trucs en technologieën om een beeld te krijgen dat past bij hun gevoel voor schoonheid. Sommige merken gebruiken machine learning om objecten in het frame correct te identificeren en hoe ze er idealiter uit zouden moeten zien, en dit maakt ook allemaal deel uit van de verwerking.
Laten we een eenvoudig voorbeeld nemen van redelijk populaire smartphones. Realme 7 Pro en Samsung Galaxy M51 de belangrijkste camera's zijn gebouwd op dezelfde sensoren - Sony IMX682. Het is een 64-megapixelsensor die wordt aangedreven door het Quad Bayer-subpixelaggregatiesysteem en produceert afbeeldingen met een resolutie van 16 megapixels (maar kan ook op volledige grootte werken). Ondanks dat ze dezelfde sensoren hebben, zijn de beelden zelf compleet anders.
De kleurweergave van Samsung bij daglicht is sappiger en levendiger, maar zonder oververzadiging. Foto's van de Realme 7 Pro kregen een iets zachter en realistischer kleurengamma, maar soms gaan de grenzen van kleine details daarin verloren, bijvoorbeeld individuele grassprieten, relatief ver weg geschoten. Bij Samsung legt het nabewerkings- en ruisonderdrukkingssysteem de grenzen duidelijker af, wat echter soms een gevoel van kunstmatigheid creëert. Het verwarren van de foto's die met deze telefoons zijn gemaakt, zal ondanks dezelfde sensoren niet werken.
Hoe de nabewerking van afbeeldingen op een bepaalde telefoon werkt, valt niet te begrijpen aan de hand van de kenmerken. Alleen professionele recensies met testfoto's gemaakt in verschillende modi zullen hier helpen.
Geen vertrouwen in megapixels
De specificaties garanderen geen kwaliteitsbeeld. Het valt niet te beargumenteren dat een 108 megapixel camera beter schiet dan een 64 megapixel camera, want naast megapixels hebben ook andere cameraparameters invloed op het resultaat.
De eerste stap is om te letten op de grootte van de sensor: hoe groter hij is, hoe meer licht hij ontvangt en de beeldkwaliteit is direct afhankelijk van de hoeveelheid licht. Het volgende van belang is het hardwaregedeelte van het nabewerkingssysteem voor afbeeldingen, en vervolgens de software. Hoe ze werken, kan alleen worden begrepen door de foto's te bekijken die met een telefoon met dit systeem zijn gemaakt.
De enige optie is om de beoordelingen te vertrouwen, die testfoto's publiceren in verschillende opnameomstandigheden: onder verschillende lichtomstandigheden, in beweging, op verschillende afstanden, enzovoort. En vergeet niet dat de belangrijkste gereedschappen van de fotograaf en de operator rechte armen zijn en het vermogen om het moment vast te leggen. En de rest is secundair.
Lees ook🧐
- Hoe maak je een goede foto: 6 basisprincipes
- Welke smartphone te kopen in 2021
- Van 0,11 megapixels tot neurale netwerk-assistenten: hoe camera's evolueerden in smartphones