Cosa dicono le caratteristiche delle fotocamere degli smartphone e puoi fidarti di loro?

All'alba dello sviluppo degli smartphone, spiccava una categoria separata: il telefono con fotocamera: in questi gadget, la massima attenzione era prestata alla fotocamera. Ora, ogni modello di punta di quasi tutti i marchi sta cercando di attirare l'attenzione con l'implementazione della fotocamera più complessa e interessante. Le caratteristiche dei dispositivi sono mascherate da parole ad alta voce, slogan audaci, numeri enormi e dai loro nomi di tecnologie. Ma è possibile sottrarre qualcosa di utile da loro e capire se questa fotocamera è in grado di produrre un'immagine decente? Scopriamolo ora.

Caratteristiche principali delle fotocamere degli smartphone

Le caratteristiche di una fotocamera per smartphone sono essenzialmente le stesse di qualsiasi fotocamera digitale. Ma devi capire di cosa è responsabile questo o quel parametro.

Megapixel

I produttori prestano loro la massima attenzione nelle campagne pubblicitarie. Un pixel è un elemento sensibile alla luce su un sensore della fotocamera o un fotodiodo. Consiste di quattro subpixel, ognuno dei quali, grazie ai filtri della luce, lascia passare solo la luce della propria ombra. Molto spesso questi sono rossi, blu e verdi. Dalla combinazione di questi colori si ottiene un punto della tonalità richiesta e della luminosità desiderata.

Alcuni produttori si stanno allontanando dallo schema più popolare e aggiungono il bianco o il giallo ai filtri di colore rosso, blu e verde. In questo caso, il fotodiodo cattura più luce e le immagini sono più luminose.

I megapixel mostrano la risoluzione che la fotocamera è in grado di scattare foto, ovvero di quanti milioni di pixel sarà composta l'immagine finale.

Oggi, molti produttori presentano smartphone con fotocamere da 48, 64 o 108 megapixel che funzionano in modalità di fusione dei punti. In tali sensori, i pixel non sono costituiti da quattro, ma da 16 subpixel, combinati per quattro. Se in un sensore classico, ad esempio, un pixel è composto da un blu, due verdi e uno rosso subpixel, quindi nelle telecamere ad alta risoluzione si compone di quattro blu, otto verdi e quattro rossi subpixel.

Aumentando il numero di pixel, la sensibilità alla luce aumenta e la gamma dinamica dell'immagine cresce, la differenza tra le aree più scure e quelle più chiare nella foto. Ma allo stesso tempo, le fotocamere da 48 megapixel, a causa di una tale combinazione, creano di fatto immagini con una risoluzione di 12 megapixel. E qui non c'è niente di sbagliato: è il caso in cui la quantità si trasforma in qualità e le immagini con una risoluzione di 4.000 × 3.000 (quegli stessi 12 megapixel) sono abbastanza per la pubblicazione sui social network.

Dimensioni del sensore

Questo è forse l'elemento più importante di una fotocamera per smartphone. La dimensione del sensore indica l'area su cui si trovano i diodi fotosensibili. Più grande è il sensore, più grandi possono essere i pixel stessi e più grande è il pixel, migliore è la captazione della luce. Le dimensioni tipiche dei pixel nei sensori delle moderne telecamere mobili vanno da 0,8 a 2,4 micron, tuttavia, quest'ultimo è ottenuto precisamente combinando i subpixel, di cui abbiamo parlato nel paragrafo precedente.

Più luce è in grado di catturare il sensore, migliori saranno le immagini catturate dalla fotocamera. Ciò è particolarmente importante quando si scatta in condizioni di scarsa illuminazione. E in una situazione del genere, potrebbe risultare che un sensore con un numero inferiore di pixel più grandi produrrà un'immagine migliore di sensore con un numero maggiore di pixel più piccoli, perché ogni fotodiodo ha catturato più luce e, di conseguenza, più informazione.

Cioè, una fotocamera con meno pixel nelle sue specifiche può superare una fotocamera con un numero enorme di pixel a causa del fatto che i pixel stessi sono più grandi.

Negli smartphone moderni, le dimensioni dei sensori sono indicate in parti frazionarie di un pollice. Il sensore più grande, un Samsung ISOCELL GN2 da 50 megapixel, è installato Xiaomi Mi 11 Ultra: Misura 1 / 1,12 pollici di diagonale.

Lenti a contatto

Gli obiettivi utilizzati hanno un impatto significativo sulla qualità dell'immagine. Sono costituiti da lenti - lastre trasparenti con determinate proprietà ottiche. La funzione principale di una lente è quella di distorcere correttamente il raggio di luce incidente. Il tipo di distorsione dipende dalla forma della piastra.

Le lenti sono spesso composte da più lenti, poiché una non è sufficiente. Lenti curve e concave di diversa densità si alternano tra loro. La selezione e il posizionamento corretti nell'obiettivo influenzeranno la chiarezza e il contrasto dell'immagine. Con lenti curve, può verificarsi una distorsione ottica. In alcuni obiettivi, come i grandangolari, la distorsione, al contrario, è diventata una caratteristica stilistica. È vero, alcuni dispositivi li correggono a livello di codice nella fase di post-elaborazione.

Negli smartphone moderni, i moduli della fotocamera sono costituiti da diversi obiettivi, ognuno dei quali ha il proprio sensore, adatto a un compito specifico. Molto spesso si tratta di obiettivi standard, grandangolari e macro. Allo stesso tempo, non si può dire che smartphone con più obiettivi ovviamente sparino meglio che con uno: dipende dall'implementazione di un particolare dispositivo. Può capitare che tra le tante fotocamere in un modulo, nessuna dia un risultato accettabile e la quantità non si trasformi in qualità.

Lunghezza focale e apertura

Più bassa è la lunghezza focale, maggiore è l'angolo di visione dell'obiettivo e viceversa: gli obiettivi con una lunghezza focale elevata sparano lontano, ma allo stesso tempo con un piccolo angolo di visione.

L'apertura mostra quanta luce colpisce il sensore della fotocamera attraverso l'obiettivo. La maggior parte degli smartphone ha un'apertura fissa, che è il rapporto tra la lunghezza focale e le dimensioni dell'ingresso della fotocamera.

Più luce colpisce il sensore e più grande è l'ingresso della fotocamera, minore è la profondità di campo, ovvero solo il soggetto sarà a fuoco e lo sfondo dietro di esso sarà sfocato.

Per aumentare la profondità di campo, è necessario ridurre l'ingresso, tuttavia, questo abbasserà anche la luminosità. Negli smartphone, questo è più spesso ottenuto a livello di programmazione. Tuttavia, i dispositivi moderni utilizzano moduli con diversi obiettivi, con obiettivi di diverse dimensioni, diverse lunghezze focali e aperture. Quindi, invece di fare affidamento sull'elaborazione del software, puoi passare da un obiettivo all'altro.

Gli smartphone oggi sono dotati di avanzati sistemi di messa a fuoco automatica. Ad esempio, nella tecnologia PDAF, alcuni dei punti sul sensore della fotocamera vengono utilizzati come punti focali. Due pixel adiacenti sono posizionati in modo che uno di essi percepisca il flusso luminoso proveniente dall'alto, e l'altro è in basso e il sistema regola la messa a fuoco nel caso in cui una quantità di pixel diversa ricada sui pixel Sveta.

C'è anche l'autofocus laser e basato sul contrasto. Alcune aziende utilizzano tecnologie nelle fotocamere che consentono di mettere a fuoco oggetti specifici nell'inquadratura, ad esempio, riconoscere i volti e renderli più chiari.

Ingrandisci

Lo zoom mostra quanto può essere vicina l'immagine. Sono disponibili due opzioni di zoom: digitale e ottico. Il digitale ingrandisce e ritaglia semplicemente l'immagine a grandezza naturale. La lente ottica utilizza lenti speciali per l'ingrandimento che, grazie al corretto sistema di lenti, possono guardare lontano.

Con lo sviluppo delle fotocamere negli smartphone, hanno iniziato ad apparire sempre più moduli con zoom ottico, di solito 2X o 3X. Tuttavia, ci sono anche opzioni che i produttori chiamano periscopi. Tali obiettivi utilizzano un sistema di lenti e specchi situati lateralmente nel corpo dello smartphone e, grazie a loro, è possibile ottenere, ad esempio, uno zoom cinque volte. Quanto puoi avvicinarti a un'immagine dipende dalla lunghezza focale.

Lo zoom ottico massimo che gli smartphone offrono oggi è 10x. Si verifica in Huawei P40 Pro + (è in esso che viene utilizzato lo stesso "periscopio") e nelle singole lenti del Samsung Galaxy S21 Ultra. Per quei casi in cui non è necessario uno zoom così potente, questi smartphone hanno anche obiettivi con un ingrandimento inferiore - 3x.

Sensori ausiliari

Sensori di luce, sensori di profondità, telemetri, lidar: tutti questi sistemi aiutano lo smartphone a capire dove si trovano gli oggetti fotografati, come sono illuminati, in movimento o meno. Lo smartphone utilizza i dati ottenuti sia nel mirino che nel processo di post-elaborazione, completando e modificando l'immagine.

La risoluzione dei sensori è lontana dal parametro più importante: un numero molto ridotto di pixel è sufficiente per svolgere bene le loro funzioni. Pertanto, non dovresti essere sorpreso di vedere, ad esempio, un sensore di profondità con una risoluzione di 2 megapixel: ce ne sono abbastanza per il suo funzionamento.

Risoluzione video e frame rate

La risoluzione video indica quanti pixel saranno contenuti in un fotogramma. E la frequenza dei fotogrammi è il numero di tali fotogrammi al secondo che verranno presi.

Man mano che i pixel crescono, i dettagli e la nitidezza dell'immagine migliorano. All'aumentare della frequenza dei fotogrammi, l'effetto sfocatura diminuisce, il video appare più nitido ed è meglio percepito dall'occhio umano. Inoltre, i video acquisiti con frame rate elevati possono essere rallentati fino ai familiari 24 fps per un interessante effetto al rallentatore.

HDR

HDR sta per High Dynamic Range, che è una grande differenza tra le parti più scure e più chiare di un'immagine. La fotocamera in modalità HDR scatta più foto (nel caso di riprese video - fotogrammi) con esposizioni diverse e poi le combina bilanciando zone chiare e scure. A causa di ciò, è possibile ottenere un contrasto e un dettaglio dell'immagine più elevati.

Magia di post-elaborazione

Le caratteristiche secche delle fotocamere degli smartphone, ovviamente, confondono e spaventano. E il problema principale è che non è realistico capire solo da questi numeri come scatta la fotocamera dello smartphone.

Oltre all'obiettivo e al sistema di sensori stesso, c'è anche un'imbracatura del processore di immagini attorno alla fotocamera. e software di post-elaborazione - algoritmi che analizzano i dati ricevuti e utilizzano vari proprietari uluchshayers. Di conseguenza, le aziende che utilizzano gli stessi sensori possono ottenere immagini completamente diverse a causa di diversi sistemi di post-elaborazione.

Ogni produttore ha un approccio diverso alla resa dei colori e all'analisi dei confini degli oggetti. Ogni azienda utilizza una varietà di trucchi e tecnologie per ottenere un'immagine che corrisponda al proprio senso di bellezza. Alcuni marchi utilizzano l'apprendimento automatico per identificare correttamente gli oggetti nella cornice e come dovrebbero idealmente apparire, e anche questo fa parte dell'elaborazione.

Facciamo un semplice esempio tra gli smartphone abbastanza popolari. Realme 7 Pro e Samsung Galaxy M51 le fotocamere principali sono costruite sugli stessi sensori - Sony IMX682. Si tratta di un sensore da 64 megapixel alimentato dal sistema di aggregazione sub-pixel Quad Bayer e produce immagini con una risoluzione di 16 megapixel (ma anche in grado di lavorare in modalità full size). Nonostante abbiano gli stessi sensori, le immagini stesse sono completamente diverse.

La resa cromatica di Samsung alla luce del giorno è più succosa e vibrante, anche se senza essere troppo saturata. Le foto di Realme 7 Pro hanno ricevuto una gamma leggermente più morbida e più realistica, ma a volte i confini di piccoli dettagli si perdono in esse, ad esempio singoli fili d'erba, ripresi relativamente lontano. In Samsung, il sistema di post-elaborazione e riduzione del rumore definisce i confini in modo più chiaro, il che, tuttavia, a volte crea una sensazione di artificiosità. Confondere le foto scattate con questi telefoni non funzionerà, nonostante gli stessi sensori.

Il modo in cui la post-elaborazione delle immagini funziona su un particolare telefono non può essere compreso dalle caratteristiche. Solo le recensioni professionali con foto di prova scattate in varie modalità aiuteranno qui.

Nessuna fede nei megapixel

Le specifiche non garantiscono un'immagine di qualità. Non si può sostenere che una fotocamera da 108 megapixel scatti meglio di una da 64 megapixel, perché oltre ai megapixel, anche altri parametri della fotocamera influenzano il risultato.

Il primo passo è prestare attenzione alle dimensioni del sensore: più è grande, più luce riceve e la qualità dell'immagine dipende direttamente dalla quantità di luce. Il prossimo in importanza è la parte hardware del sistema di post-elaborazione delle immagini e quindi il software. Il modo in cui funzionano può essere compreso solo guardando le foto scattate da un telefono con questo sistema.

L'unica opzione è fidarsi delle recensioni, che pubblicano foto di prova in diverse condizioni di ripresa: in diverse condizioni di illuminazione, in movimento, a diverse distanze e così via. E non dimenticare che gli strumenti principali del fotografo e dell'operatore sono le braccia dritte e la capacità di catturare il momento. E il resto è secondario.