Камерофон что это значит
Как выбрать камерофон
На что обратить внимание при покупке смартфона для фото- и видеосъемки
Мегапиксели — не главное
Когда в 2019 году Samsung представила первый в мире мобильный сенсор ISOCELL HM3 на 108 Мп, многие производители стали устанавливать его в свои флагманские смартфоны. Упор делался на цифры, в то время как качество могло казаться недостаточно премиальным. В этом году вендоры перестали гнаться за мегапикселями в премиальных устройствах, отдавая предпочтение в основном сенсорам разрешением 50 Мп.
Руководитель направления «Телеком» Ozon Алексей Зайцев в беседе с «Газетой.Ru» рассказал, что количество мегапикселей не прямо пропорционально качеству полученного изображения. Он считает, что при должном навыке фотосъемки и знании построения экспозиции кадра можно делать хорошие фотографии с датчиком меньшего разрешения.
«С одной стороны, есть смартфоны Apple, у которых разрешение матрицы составляет 12 Мп. Снимают они неплохо, в том числе и в ночное время. Но при этом детализация и другие показатели страдают. Если же смотреть на флагман Samsung S21 Ultra, в котором матрица 108 Мп — он дает принципиально другое качество фотографии. Больше детализация, меньше шумов, лучше снимает в разных условиях. При этом если сравнить Samsung с Pixel 6, у которого 50 Мп датчик, корейский смартфон уступает по качеству — снимки в темноте лучше у «пикселя». И несмотря на меньшее разрешение снимки достаточно детализированные, картина не превращается в кашу при приближении снимка», — считает ведущий аналитик Mobile Research Group Эльдар Муртазин.
При этом у сенсоров с высоким разрешением есть и свои плюсы, считает редактор направления гаджеты «Ситилинк Журнала» Павел Сумцов. Так, при увеличении картинки задействуется цифровой зум. При приближении кадр просто обрезается, из-за чего может пострадать детализация снимка. Чтобы решить эту проблему, производители повышают разрешение. Флагманы с камерой на 108 Мп поддерживают 100-кратный гибридный зум, в котором используется и оптическое, и цифровое увеличение.
«Помимо цифрового зума и кадрирования, мегапиксели важны для печати фото — формат 11 на 14 дюймов потребует 13,9 Мп. Для фотографий большего размера необходимо еще большее разрешение. В противном случае хватит стандартных 12-13 Мп», — объяснил Сумцов.
Количество камер
Почти все современные смартфоны оснащаются двумя и более модулями камер в едином блоке, но в этом вопросе количество не играет решающую роль. Важно понимать, что у каждой камеры своя задача. Самыми востребованными сейчас стали сверхширокоугольный объектив и телеобъектив, которые вывели мобильную фотографию на новый уровень, рассказал Зайцев.
«В современном смартфоне важно иметь телеобъектив с оптическим зумом. Он может быть двух-, трех-, пяти- и даже десятикратным, и когда при десятикратном увеличении вы снимаете Луну с рук — это производит на людей впечатление», — отметил Муртазин.
Сумцов добавил, что в смартфонах часто используется широкоугольный модуль, угол захвата которого превышает имеющийся в основном датчике. Съемка на широкий угол может быть полезна, если необходимо сфотографировать здание, памятник или большую группу людей, которые бы «не поместились» на фото с обычной камеры.
Однако камеры со сверхширокоугольным углом обзора даже во флагманских смартфона бывают среднего качества, из-за чего разница сильно заметна, если сравнивать с основным модулем. Также в некоторых моделях встречаются ошибки при обработке кадра в виде искаженных объектов.
«А вот отдельный макромодуль для съемки цветочков или букашек с близкого расстояния считаю бесполезной вещью, поскольку зачастую фотографии получаются ужасные. Во флагманах такую камеру даже не ставят, а просто добавляют макрорежим широкоугольной камере», — поделился Сумцов.
Про другие детали
Важную роль в качестве мобильной фотографии играют алгоритмы обработки фото самим смартфоном, обратил внимание Сумцов. У каждого производителя алгоритмы работают по-разному. У кого-то небо получается слишком голубым, а где-то тон кожи напоминает «вареного рака».
«Характеристики никогда не расскажут о финальном качестве фото, но с выбором тоже помогут. Например, если вы часто снимаете при плохом освещении, ищите камеру с диафрагмой f/1.8 и ниже: чем меньше значение после «f/», тем лучше получатся фотографии в темноте», — отметил эксперт.
Сумцов считает, что верный способ выбрать «камеру по душе» — это смотреть на качество фото в обзорах и отзывах, так как два смартфона с одинаковым сенсором всегда фотографируют по-разному и полагаться стоит исключительно на живой пример.
Также важным показателем остается наличие оптической стабилизации — в некоторых смартфонах она имеется на всех модулях, а в каких-то моделях она отсутствует даже в основном. При наличии оптической стабилизации фотография, снятая с рук или во время движения, имеет меньше шансов получиться смазанной. В случае видеосъемки оптическая стабилизация может решить проблему тряски во время ходьбы или дрожания рук.
Стоит обратить внимание и на то, как камера ведет себя при резких движениях влево-вправо или при быстром перемещении объекта. В некоторых случаях может возникать так называемый роллинг-шаттер. Это визуальный дефект, при котором кадры на видео тянутся или расплываются. Из-за этого вряд ли получится вести съемку динамичного видео.
Муртазин рассказал, что смартфоны ценой от 25 тыс. руб. способны выдавать фотографии «достаточно приличного качества». При этом он отметил, что в недорогих смартфонах есть свои ограничения.
«Тем не менее многим людям хватает качества камеры среднего сегмента. Для тех, кто хочет экспериментировать, фотографировать и снимать в лучшем качестве, стоит ориентироваться на флагманы предыдущих лет или актуальные флагманы», — посоветовал Муртазин.
Сумцов отметил, что цена на актуальные фотофлагманы начинается от 60 тыс. руб., приобрести прошлогодние флагманы можно по стоимости до 50 тыс. руб.
Что такое камерофон и какой выбрать: обзор моделей
Еще четыре или пять лет назад между топовыми исреднебюджетными телефонами лежала пропасть. Вторые были заметно медленнее, меньше подиагонали искромнее поисполнению всравнении состаршими моделями. Постепенно эта разница сгладилась: металлические крышки есть даже убюджетных смартфонов, производительность современных чипов позволяет комфортно пользоваться аппаратом изапускать любые игры, аразмеры больше непривязаны кценовой категории. Единственное серьезное отличие— камера. Оней ипоговорим.
Как работают камерофоны?
Модуль камеры современного телефона состоит изматрицы, системы линз, атакже вспомогательных элементов (которые вряде случаев могут отсутствовать): механики стабилизации, автофокуса, вспышки (одной или нескольких), лазерных дальномеров иRGB-датчиков.
Максимально упрощенное описание процесса съемки выглядит так: свет проходит через линзы объектива, преломляется, попадает наматрицу, обрабатывается сопроцессором чипсета исохраняется впамять. Хорошие линзы гарантируют правильно поданное изображение, ахорошая матрица— картинку высокого разрешения без шумов.
Линзы имеют разную светосилу (она обозначается буквойf), тоесть сразной силой пропускают наматрицу поток света. Чем больше света попадает внутрь, тем лучше. Обозначается этот параметр, например, так: f/2.0. Меньше цифра— больше света. Всмартфонах этот параметр лежит между значениями 2.2 и1.6.
Матрица представляет собой прямоугольную подложку, накоторой расположены миллионы светочувствительных диодов. Тот самый «мегапиксель» — это один миллион таких фотоэлементов, аихобщее количество определяет выходное разрешение снимка. Тем неменее больше пикселей— незначит лучше. Матрица втелефоне должна быть очень компактной, поэтому повышение разрешения влечет засобой уменьшение размера диодов (надо ведь как-то уместить ихвсе накрошечной подложке). Врезультате фотоэлементы хуже «понимают», попал цвет наних илиже наихсоседа. Шум наснимке появляется из-за ошибок матрицы, которая неправильно интерпретировала упавший нанее свет. Отсюда следует, что чем больше размер пикселя, тем лучше. Сегодня размеры фотоэлементов варьируются вдиапазоне от1до2микрон (микрометров, мкм), аколичество редко превышает 13миллионов.
Управлением объективом, матрицей ипоследующей обработкой фото занимается программная оболочка. Скорость икачество еёработы зависит отчипсета смартфона. Оболочка своя укаждого модельного ряда аппаратов инепривязана кмодулю камеры. Логично, что неправильно откалиброванный софт наслабом чипсете способен свести нанет все достоинства хорошей оптики— такие случаи встречаются вкаждом поколении (новэтой статье таких телефонов нет).
Почему именно камерофоны?
Камерофон как класс выделились еще вначале «нулевых». В2002 году Nokia первой выпустила намировой рынок телефон совстроенным фотомодулем. Хотя аппарат имел 0.3 мегапиксельную камеру ифотографировал вразрешении всего 640×480, его появление произвело маленькую революцию. Стало ясно, что покупатель готов платить только заодну возможность делать фото насвоем мобильном телефоне. Эстафету подхватили вSony Ericsson. Ихтоповый смартфон P800 делал снимки нехуже, ав2003 году его наследник P900 научился записывать видео. К2007 году количество мегапикселей втоповых смартфонах увеличилось до8, появилась дорогая оптика, асъемка видео стала доступна практически повсеместно. УNokia один задругим вышли модели N93 (трансформер согромным модулем камеры наторце) N83 (смартфон соптикой отcarl zeiss) иN95 (ультимативно мощный икосмически дорогой аппарат). Через несколько лет палочку подхватила Sony сосвоей топовой сериейZ: ееZ1мог снимать даже под водой. Что было дальше, выитак знаете: каждый производитель дорогих аппаратов стал считать долгом комплектовать его продвинутой камерой.
Ссамого начала понятие «камерофон» означало «мощный телефон содной излучших мобильных камер нарынке». Сегодня топовый смартфон никак неможет обойтись без отличной камеры: хорошую детализацию при ночной съемке, оптическую ицифровую стабилизации, запись видео в4Кпри 60fps врядли возможно найти ваппарате среднего класса.
Что выбрать?
Мывыбрали несколько знаковых камерофонов, чтобы столкнуть ихмежду собой. Вописании для более наглядного сравнения там, где это возможно, приведены рейтинги фотомодулей отDxOMark.
Google Pixel 2
Самое главное достоинство Pixel 2 — камеры. Основной модуль обладает одним объективом 12.2 мегапикселя и диафрагмой f/1.8. Камера умеет делать портретные фото, т. е. выделять отдельные объекты, размывая задний фон. По заверениям Google, Pixel 2 для этого не нужна вторая камера, поскольку телефон использует нейросети.
Google Pixel 2
Фронтальный модуль камеры имеет 8 мегапикселей и поддержку HDR+, уникальной для смартфонов Google технологии. Она «склеивает» в одну сразу несколько фотографий и обеспечивает самый широкий динамический диапазон. HDR+, разумеется, поддерживает и основной модуль.
HTC U11
Особенности: USB Type-Cв качестве универсального разъема, оптическая стабилизация, управление через сжатие боковых граней, комплектные наушники смикрофоном для шумоподавления, датчик отпечатков наобратной стороне.
НТС вовремя разработки явно делала ставку накамеру: вкомплекте диафрагма свпечатляющей апертурой f=1.7, HTC UltraPixel3 (размер пикселя 1.4мкм), атакже оптическая стабилизация, фазовый автофокус идвойная вспышка (правда, почему-то одного тона). Более того, телефон попал вруки DxOMark, команде, которая уже 15лет профессионально тестирует камеры иоптику. Они выставили U11 90баллов— больше несмогли получить только новые айфон ивторой «пиксель».
Причины сказать «нет»: нет3.5 джека для наушников. Огромное разрешение экрана (1440×2560пикселей) приводит кповышенному энергопотреблению. Это значит, что под нагрузкой смартфон проработает сутра досередины дня или начала вечера.
iPhone 8Plus
Особенности: Retina HDс технологией True Tone (подстраивает палитру экрана под освещение), портретный режим съемки сэффектом студийного освещения, оптический двойной зум, дополненная реальность. Сразу после выхода этого айфона специалисты DxOMark объявили его камеру лучшей всвоем классе иприсудили 94балла. Сейчас смартфон сместился навторое место, что все равно очень неплохо.
Детали: подробнее оновых айфонах мыуже рассказывали в. Коротко говоря, это все еще дорогой, мощный икрасивый телефон сотличной камерой, сделанный вэтот раз почти целиком изстеклазаисключением алюминиевого ободка награнях).
Причины сказать «нет»: ставший уже традиционным Lightning как замена всех существующих разъемов: никакого простого подключения наушников с3.5мм джеком. Маленькая батарея вайфонах показывала ипродолжает показывать одни изсамых низких результатов поавтономности среди конкурентов. Вдобавок iOS11 оказалась очень нестабильной, аеепроизводительность— ниже предыдущих версий. Современем эти проблемы решат, носейчас премиальный гаджет может неприятно удивить.
LGV30
Особенности: аудиочип ESS SABRE ES9218P сQuad Hi-Fi Audio, комплектные наушники отBang &Olufsen, безрамочность, HDR экран, большая диагональ.
Причины сказать «нет»: 6дюймов непредназначены для маленьких рук. Ноесли вывсе равно решите приобрести смартфон, торазочаруетесь: сегодня легально купить V30в России невозможно. Остается только заказывать из-за рубежа задоллары или евро. Цена приведена сучетом стоимости смартфона вГермании без оплаты доставки.
Huawei P10
Особенности: оптическая стабилизация, камера разработки Huawei совместно скомпанией Leica, подключение флешки через USB.
Детали: Huawei хвастаются, что ихкамера создана производителем фотоаппаратов Leica. Это двойной модуль: цветной сенсор на12мегапикселей плюс монохромный на20. DxOMark поставили модулю Leica 87баллов— это ниже некоторых конкурентов, новсе равно много. Флагман Huawei работает накристалле собственной разработки HiSilicon Kirin 960, авидеоядром служит топовый чип отMali. Наиграх это сказывается двояко: подавляющее большинство изних идут отлично, однако считанное количество может просто незапуститься. Востальном это типичный флагман: отличные камеры, целиком металлический корпус, мощная платформа искромная батарея.
Причины сказать «нет»: нет беспроводной зарядки, нет AMOLEDдисплея. Время автономной работы тоже явно неконек P10— онспособен разрядиться уже ксередине дня. Явным минусом можно счесть иотсутствие 3.5джека. Справедливости ради, ицена уаппарата самая низкая среди соседей вэтом материале.
Учи матчасть. Выбираем смартфон по камере
В серии материалов мы подробно разбираем техническую сторону смартфонов. Мы уже писали про процессоры и дисплеи. Сегодня речь пойдет о камерах. Ведь смартфоны уже давно являются той самой «лучшей камерой», которая всегда с собой. Камера смартфона уже давно стала основной причиной для обновления. Мы поговорим о технических характеристиках камер и развеем конфузы вокруг светосилы, диагонали сенсора и автофокусировки, а еще расскажем, что такое HDR, OIS и DPAF.
Гонка мегапикселей продолжается
Компактные камеры PowerShot, Cybershot, Coolpix и прочие мыльницы остались в прошлом-позапрошлом десятилетии. Но это не значит, что старые уловки маркетологов не работают. Работают еще лучше, чем раньше. И камеры телефонов перевалили за 100 мегапикселей.
Пиксели — маленькие квадратные точки, из которых состоит любое цифровое изображение. Это его строительные блоки. Они располагаются в строках и столбцах, как на шахматной доске, только в сильно уменьшенном формате. Если камера снимает в разрешении 12 мегапикселей, это значит, что конечное изображение будет построено из 12 млн пикселей, или же разрешение картинки составит 12 мегапикселей. Например, соотношение сторон 4:3 позволяет уместить те самые 12 млн пикселей в табличке 4000 на 3000. Более высокое разрешение означает более четкую картинку. Ну, или что-то вроде этого.
Мы любим большие цифры, но еще больше их любят маркетологи. Еще в эпоху компактных цифровых камер мегапиксельные гонки сводили с ума подкованную часть аудитории. Не стоит вестись на большое разрешение камеры в мегапикселях: оно не гарантирует лучшего качества снимков. Роль также играет очень много других факторов. О них ниже.
Размер сенсора
Высокое качество изображения по результатам многих исследований — одна из основных причин, по которым фотография считается хорошей и нравится другим людям. Физический размер сенсора вносит в качество картинки основной вклад. Сегодняшний цифровой сенсор — по сути, вчерашняя пленка, но не требующая замены и проявки. Когда телефон делает снимок, свет проходит через объектив и попадает на светочувствительную матрицу. Смартфон захватывает этот световой сигнал и превращает его в изображение.
Чем больше размер сенсора, тем больше света на него попадает. Чем больше света на него попадает, тем лучше качество изображения.
Размер сенсора указывает на его физические габариты, но в цифрах габаритов сенсора легко запутаться. Традиционно производители указывают размер сенсора в долях дюйма, что обозначается знаком ″ в конце дроби. Какое-то время стандартом был сенсор 1/3″. Не влезая в детали, чем ближе дробь к полному дюйму (1″), тем больше сенсор.
Например, Samsung и Xiaomi уже пробуют использовать гораздо бо́льшие (соответственно, 1/1.33″) сенсоры в своих флагманах, близок к ним и Huawei P40 Pro с 1/1.54″. В iPhone 11 Pro используется меньший сенсор — 1/2.55″.
Чем больше размер сенсора, тем труднее уместить его в компактный корпус телефона вместе с оптикой. Современные телефоны уже близки к этому пределу.
По площади сенсора смартфоны даже в лучших случаях в десятки раз уступают зеркальным полноформатным камерам.
Размер пикселей сенсора
Этот параметр упоминается не очень часто, но также является важным в определении того, хороша или плоха мобильная камера.
Размер пикселя соотносится с физическим размером каждого отдельного пикселя на матрице. Их измеряют в микрометрах, или микронах, используя греческие буквы µm или просто µ. 1 миллиметр равен 1000 микрометрам. Чем больше пикселей умещает производитель в сенсор, тем меньше они будут. Это на самом деле не очень хорошо, потому что тут начинают играть квантовые эффекты и пиксели становятся более подверженными цифровому шуму, особенно при слабом освещении.
Более крупные пиксели, в свою очередь, могут собирать больше ценной световой информации и, таким образом, демонстрировать более качественную картинку при слабом освещении.
Сенсор с размером пикселя 1,7 микрометра будет значительно лучше при слабом свете, чем маленький пиксель размером 1,0 микрометра. Другими словами, сенсор 1/2.5″ с 12 мегапикселями на борту имеет более крупные пиксели, чем такой же сенсор, в который втиснули 20 мегапикселей. Это значит, что 12-мегапиксельный сенсор, скорее всего, обставит 20-мегапиксельный по качеству при слабом освещении. Однако 20-мегапиксельный сенсор даст больше разрешения при хорошем освещении.
Размер пикселя — это характеристика светочувствительной матрицы. Производители используют различные модели сенсоров в разных телефонах. Технологии производства полупроводниковых сенсоров постоянно улучшаются такими производителями, как Sony, OmniVision, Samsung и другие. Поэтому смартфоны каждого нового поколения при, казалось бы, прочих равных будут снимать лучше только благодаря новым матрицам.
Во флагманских моделях смартфонов можно найти самые современные сенсоры последних поколений c размером пикселей от 1,4 до 2,44 микрометра. На простых смартфонах размер пикселей может быть маленьким, около 0,8 микрона.
Хотя смартфоны с камерами на 64 мегапикселя и больше тоже неизбежно получают пиксели в 0,8 микрона. Но тут есть уловка: биннинг пикселей 4:1, объединяющий квадратик 2×2 из четырех 0,8-микронных пикселей в один большой 1,6-миллиметровый пиксель. В случае флагмана Samsung S20 Ultra биннинг на его 108-мегапиксельной матрице идет уже в соотношении 9:1 (квадрат 3×3), и мы получаем «суперпиксель» размером 2,4 микрона. Но даже эти пиксели меркнут перед размером пикселя полноформатной зеркальной камеры: там он составляет 8,4 микрона и может быть даже больше. Именно поэтому тепловые эффекты любой электроники будут еще более заметны на маленьких пикселях при попытке усилить сигнал, тогда как на больших пикселях вклад шумов в соотношение будет невелик.
Объектив и его фокусное расстояние
Световое излучение и весь видимый свет распространяются прямолинейно. Когда свет проходит через линзу, лучи в какой-то момент сходятся в одной точке. В обычных камерах расстояние от точки схождения лучей до сенсора называется фокусным расстоянием и изменяется в миллиметрах.
Разные объективы отличаются числом линз, оптической схемой и обладают разными фокусными расстояниями. Фокусное расстояние в Samsung Galaxy S10, например, составляет 26 миллиметров в эквиваленте, что типично для широкоугольной оптики. Она имеет широкий угол обзор, а значит, в одной фотографии камера захватит больше пространства.
Бо́льшие фокусные расстояния означают уменьшенный угол обзора и большее увеличение — это характерно для так называемых телеобъективов. В Samsung Galaxy S10, к примеру, фокусное расстояние телеобъектива в два раза больше широкоугольного модуля и составляет 52 миллиметра в эквиваленте. Это значит, что Samsung S10 обладает 2-кратным оптическим зумом.
Ультраширокоугольные объективы отличаются еще бо́льшим углом обзора и еще меньшим фокусным расстоянием. Например, в случае ультраширокоугольной камеры Samsung S10 оно составит всего 12 миллиметров в эквиваленте.
Не все смартфоны выпускаются с тремя камерами с разной оптикой. Большинство из них имеют одну, максимум две камеры.
Фокусное расстояние и углы обзора камер отличаются у разных моделей смартфонов и производителей.
Обратите внимание, что фокусное расстояние камеры смартфона (например, 26 миллиметров) не является физическим расстоянием от точки схождения лучей до матрицы камеры смартфона. Смартфоны слишком маленькие для таких расстояний (иначе они не поместились бы даже в нашей руке), и это всего лишь визуальный эквивалент популярных 35-миллиметровых камер пленочной эпохи.
Объектив и его зум
Обычно во флагманском смартфоне сейчас три камеры: телефотообъектив, широкоугольная и ультраширокоугольная линза. Все эти объективы отличаются фокусным расстоянием и углом обзора. Когда вы зумируете на телефоне, он автоматически переключается между линзами, которые дадут нужную картинку. Ведь реализовывать на практике один объектив с зумом было бы глупо: он был бы темнее, не выдержал бы и единого падения, требовал бы скрупулезного ремонта.
Если вы захотите «отзумить» с основной камеры, телефон переключится на ультраширокоугольную. Если захотите «зазумить», телефон автоматически переключится на телеобъектив. Насколько сильно вы можете увеличить картинку, определяется телеобъективом камеры.
Оптический зум сохраняет качество картинки. Цифровой зум в последние годы стал сильно лучше, но все равно это не реальность, а цифровая симуляция оптического зума. В худшем случае детали будут просто размазаны, в лучшем — дорисованы алгоритмами. Камера просто обрежет картинку и затем растянет ее до размера изначального кадра.
Цифровой зум, по сути, единственная причина, по которой производители запаковывают в свои телефоны столько много мегапикселей. Он дает нам иллюзию увеличения.
Производитель и указание знаменитых брендов, таких как Zeiss и Leica, по сути, не говорит ни о чем, кроме кооперации брендов на уровне маркетинга и идей.
Объективы смартфонов могут производиться из пластика китайских вендоров и по чертежам немцев, а основной упор в коллаборации и вовсе может быть сделан на алгоритмы обработки сигнала и получение фирменных цвета и текстуры изображений модных камер.
Объектив и его светосила
Как правило, светосила — это изменяемая характеристика объектива. Она касается диафрагмы — круглого отверстия, которое может меняться в диаметре и тем самым уменьшать/увеличивать световой поток, который проходит к сенсору. Чем шире диафрагма, тем больше света попадет на сенсор, чем у́же, тем, соответственно, меньше света доходит до сенсора.
Степень открытости диафрагмы (опустим математические выкладки) измеряется в F-стопах. Низкий F-стоп (например, f/2) означает более открытую диафрагму. Чем больше цифра в F-стопе (например, f/8), тем у́же отверстие и тем меньше света проходит через объектив к сенсору.
В начале мы написали «как правило». Ведь в смартфонах, в отличие от обычных камер, диафрагма обычно фиксирована, и светосила отличается от телефона к телефону. Некоторые телефоны получают камеры со светосилой f/1.7, некоторые получают f/2.2 или даже f/1.4.
Причина, по которой смартфоны получают светосильные объективы, проста: критически важно, чтобы на микроскопическую оптику камеры и светочувствительный сенсор попадало как можно больше света. Это же позволяет ему лучше «видеть» в неблагоприятных условиях съемки.
Однако некоторые смартфоны получают фотомодели со сменной диафрагмой: например, Samsung S10 умеет снимать как при f/1.5, так и при f/2.4. При некоторых условиях (избыток освещения) закрытая диафрагма может уменьшать виньетирование по краям кадра, а также увеличивать резкость изображения. Можете проверить этот эффект сами, просто посмотрев через отверстие в ремешке своих часов.
Объектив как на подводной лодке — с перископом
Последние смартфоны Samsung и Huawei получили модули с большим оптическим зумом.
Этого удалось добиться только благодаря конструкции перископа, как в подводной лодке. Самая длинная часть оптической схемы таких камер лежит перпендикулярно внешней линзе внутри корпуса смартфона, потому что в прямую линию она бы просто не уместилась в худеньком корпусе современного телефона. Лучи на 90 градусов поворачивает или призма, или зеркало. Именно перископ позволил Samsung S20 и Huawei P30 Pro добиться оптического зума.
Автофокус
Автофокус описывает способность камеры смартфона добиться резкого изображения на любых расстояниях до объекта съемки.
Автофокусировка по контрасту (CDAF)
Это наиболее популярный тип фокусировки, и он используется в большинстве камер смартфонов — настолько часто, что его просто указывают как «автофокус». Но это не самая совершенная технология.
C автофокусом по контрасту камера смартфона перемещает объектив вперед-назад, пока не найдет точку, в которой изображение отличается наивысшей контрастностью.
То есть то положение, когда границы между объектами в кадре наиболее резкие, и будет самым контрастным изображением. И хотя этот метод дает отличные результаты по точности, он может быть медленным и с трудом наводиться на резкость при слабом освещении или на однородных объектах.
Видели, когда резкость картинки на телефоне «рыскала» туда-сюда и отказывалась давать резкую картинку? Это наш друг автофокус по контрасту не смог справиться со сценой.
Лазерный автофокус
Это не такая популярная технология фокусировки, но она все чаще используется в современных смартфонах. Телефон освещает сцену пучком инфракрасных лучей и замеряет время, которое потребовалось им, чтобы отразиться обратно в камеру. По времени она определяет расстояние до объекта. Исходя из этого простого расчета, камера фокусируется на рассчитанную дистанцию и гарантированно попадает в резкость.
Лазерный автофокус отличается высокой скоростью и может работать в темноте. К сожалению, ИК-излучатель используется довольно слабый, и на длинные дистанции он не добивает, максимум на 1,5 метра. Наиболее эффективно он работает при макросъемке и съемке на близких дистанциях.
Фазовая автофокусировка (PDAF)
Топовые производители смартфонов используют эту систему автофокусировки в своих флагманских устройствах из-за скорости и эффективности. На эту же систему автофокусировки полагаются производители в топовых репортажных зеркальных камерах.
С фазовой автофокусировкой небольшое количество реальных пикселей на сенсоре смартфона (2—5%) убрано и замещено на фазодетектные фотодиоды — особые пиксели, созданные специально для нужд автофокусировки. Используя сигнал с этих микродатчиков, алгоритм и может рассчитать, резкое ли изображение, и сразу знает, на какую дистанцию нужно сфокусироваться. То есть фокусировка может корректироваться из текущего положения объектива на лету и без «рысканья». Впрочем, на однородных поверхностях у фокусировки по фазам тоже могут быть затруднения.
Фокусировка Dual Pixel (DPAF)
Эта технология была первой придумана Canon и разбивала все пиксели на подпиксели, которые работали в парах и обеспечивали упомянутую выше фазовую фокусировку. Но по сути это улучшение технологии фазовой автофокусировки. Если в том случае используется не более 5% площади пикселей для фокусировки, то в случае Dual Pixel для автофокусировки можно использовать все 100% из-за специальной микроархитектуры пикселей. Это означает высокую скорость и точность фокусировки, потому что как только хотя бы одна пара из миллионов пикселей уверенно подтвердит наводку на резкость, остальные подхватят.
Оптическая стабилизация
Оптическая стабилизация, или Optical Image Stabilization (OIS), указывается в характеристиках многих топовых смартфонов. Другие телефоны могут иметь в описании камеры аббревиатуру EIS, что означает Electronic Image Stabilization — электронная стабилизация изображения.
OIS — довольно устоявшаяся технология, которая зарекомендовала себя еще в эпоху до смартфонов, но набирает популярность и в мобильниках. По сути, оптическая стабилизация — это компенсационный сдвиг отдельных линз или сенсора в противовес естественному сотрясению камеры в ваших руках. Это такой миниатюрный амортизатор, чтобы сохранить камеру максимально неподвижной в краткое мгновение съемки.
Стабилизатор помогает побороть размытость снимков и сделать фотографии более резкими. Минусы — это дополнительные тонкости производства и дополнительно занятое место в корпусе смартфона.
Электронная стабилизация изображения — не механическая, а программная функция. Этот способ задействует информацию со встроенного в любой смартфон гироскопического сенсора или путем отслеживания определенных точек на изображении/видео. После этого изображение анализируется, а ненужные сдвиги компенсируются или обрезаются по записям гироскопа. Электронная стабилизация особенно хорошо зарекомендовала себя при съемке видео, при съемке же фотографий ее преимущества сомнительны и идут рука об руку вместе с потерей качества.
Сенсор глубины (Depth Sensor, ToF Camera, ToF 3D Camera)
Сенсор глубины — маленький помощник многокамерных смартфонов, благодаря которому они могут снимать с небольшой глубиной резкости кадра и размытым фоном.
Основная камера работает вместе с датчиком глубины, который создает карту объема пространства. Так как обе камеры смотрят на сцену с немного разными перспективами, система может вычислить расстояние между объектами на картинке и отделить объекты переднего плана от фона. Она также используется при распознавании лиц (и для разблокировки лицом) и для автофокуса в слабом свете.
ToF-камера, или Time-of-Flight, работает по тому же принципу, что и лазерный автофокус. ToF-камера использует инфракрасную сетку точек, чтобы собрать данные об объеме сцены и расстоянии до объектов. А расстояние она замеряет по времени, которое нужно свету, чтобы отразиться от объектов сцены и вернуться в объектив.
HDR позволяет снимать изображения с широким динамическим диапазоном, то есть равномерной детализацией в очень темных и очень ярких участках кадра. С включенным HDR камера делает несколько снимков с разной яркостью.
После этого изображения собираются в конечную картинку, но из них берутся лишь части с наилучшей детализацией: отдельно светлые участки, отдельно темные, отдельно средние тона.
Вспышка
В смартфонах используются разные типы вспышек. Наиболее популярная — светодиодная вспышка, или LED. Эта вспышка использует высокоэффективные светодиоды, которые также могут работать в роли постоянного источника света при съемке видео.
Dual LED — вспышки используют два светодиода с разной цветовой температурой. В этом случае телефон определяет необходимую цветовую температуру или тон (теплее/холоднее) в зависимости от баланса белого в кадре, чтобы дать более естественный по атмосфере кадра цвет. Другие варианты LED-вспышек могут включать и четыре светодиода. Удивительно, но принципами работы True Tone — вспышки Apple не позволяет управлять даже разработчикам App Store.
Иногда можно встретить ксеноновые вспышки, они более мощные и с лучшими спектральными характеристиками света, но требуют больше энергии и не могут использоваться в качестве фонарика или при съемке видео.
Видео
Разрешение видео указывает на число пикселей, которое дисплей может демонстрировать по каждой стороне:
Число типа @24p указывает на число кадров в секунду, которое возможно при этом разрешении съемки. Например, 4K@24p означает, что видеозапись будет идти в 4K с частотой 24 кадра в секунду. Чем больше кадров в секунду указывается производителем, тем более плавным будет видеоряд. Сейчас смартфоны без проблем снимают видео частотой 60 к/c.
Высокая частота кадров, например 960 к/c, идеально подходит для замедленных видео. На такой частоте можно рассматривать в деталях самые быстротечные, забавные и нелепые процессы.
Процессор обработки сигнала (ISP) и невидимые алгоритмы вычислительной фотографии
Чтобы компенсировать свои недостатки, камеры телефона полагаются на вычислительную фотографию, то есть алгоритмы и хитрости обработки сигнала могут вносить более существенный вклад в качество картинки, чем физическая начинка. Создание изображения не заканчивается на сенсоре и объективе, оно там только начинается.
Хорошим примером этого можно считать ночной режим съемки, набирающий сейчас популярность во флагманах. Смартфоны не очень хорошо (как вы поняли, ужасно) подходят для съемки при слабом свете: сенсоры небольшие, пиксели ужасно маленькие. Так как с этим ничего не поделаешь без превращения телефона в громадину, смартфонам приходится хитрить, благо вычислительные мощности современных телефонов кладут на лопатки некоторые компьютеры.
За качество изображения отвечает специальный процессор обработки сигнала (ISP) — мозг мобильной камеры. Он перехватывает на себя весь поток массива данных с сенсора. Прежде чем мы получим конечную картинку, он проведет триллионы манипуляций.
Они включают демозаику байеровской структуры сенсора, «вычисление» цвета пикселей, подавление шумов, коррекцию теней и светов, выделение однородных зон и дополнительную очистку их от шума, исправление искажений оптики, ретушь телесных тонов, создание HDR, особые алгоритмы съемки в ночном режиме, электронную стабилизацию, цветокоррекцию, сжатие и много чего еще. Также нейронные алгоритмы ISP натренированы огромной базой данных и сверяют цвета картинки с наиболее оптимальными.
В отличие от механического затвора, электронный затвор камеры может кодироваться на самые невероятные комбинации для сбора серии кадров: брекетинг экспозиции, по времени, движению и много чего еще доступно нам благодаря светлым умам инженеров.
В этом плане наиболее продвинулись инженеры Google и Apple, но не перестают удивлять Samsung и Huawei. К радости всех мобильных фотографов, жесткая конкуренция продолжается. Но конкретных метрик тут нет: читайте отзывы, снимайте сами и смотрите, насколько камера понимает ваши мысли при съемке. Если кажется, что смартфон понимает вас без слов даже в сложных условиях, берите смело и снимайте на радость.