В чем измеряется камера на телефоне

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).
• Лазерный автофокус.
• Фазодетектный автофокус (PDAF).
• Автофокус по модели Dual Pixel.

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

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:

• 2160p — это 4K;
• 1080p — это Full HD;
• 720p — это HD.

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.

Продолжение следует.

Читайте также:

• iPhone или Samsung? Протестировали Galaxy S20 Ultra
• Почему ядерные батарейки так и не стали популярны? История почти забытой технологии
• Apple, Huawei, Samsung, Honor или Xiaomi? Послушали и сравнили компактные наушники

Хроника коронавируса в Беларуси и мире. Все главные новости и статьи здесь

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!

Самые оперативные новости о пандемии и не только в новом сообществе Onliner в Viber. Подключайтесь

Перепечатка текста и фотографий Onliner без разрешения редакции запрещена. nak@onliner.by

При выборе смартфона многие пользователи в первую очередь обращают внимание на количество магапикселей в его камере. Сейчас этот критерий потерял былую важность. Так на какие спецификации нужно обращать внимание при выборе аппарата для съемки?

Для начала разберемся, что означает термин «мегапиксель». Мегапиксель – 1 млн точек (пикселей), формирующих изображение. Именно в мегапикселях измеряется разрешение матрицы — чем больше пикселей, тем выше качество изображения. Многие считают, что камеры с большим количеством мегапикселей превосходят по качеству съемки те, у которых их меньше. Однако это не совсем верно.

Вся соль заключается в том, что камеры современных смартфонов обладают большим количеством мегапикселей, чем необходимо на самом деле. Например, экран телевизора Full HD имеет разрешение 2,1 мегапикселя, а 4К-телевизора – 8,3 мегапикселя. Число мегапикселей в матрицах камер большинства новых флагманских смартфонов превышает 10 мегапикселей, и многие дисплеи просто не способны в полной мере отображать такое высокое разрешение. В этой связи разница между фотографиями, сделанными при помощи камер с большим количеством мегапикселей, будет практически не заметна. Если вы не намерены делать кадрирование или редактировать снимки в профессиональных целях, покупать смартфон с камерой число мегапикселей в которой превышает 15, не имеет смысла.

Чем больше мегапикселей, тем больше размер фото (мегабайт), а не его «качество». Количество мегапикселей (больше 8 МП) вообще не важно, в случае если Вы фотографируете лишь сцелью размещения снимков в соцсетях.

ПО ТЕМЕ: В каком смартфоне самая лучшая камера в 2019 году.

Размер пикселя (µm)

Получить более точное представление о камере смартфона поможет размер пикселя. Как правило его значение в микронах (µm) указывается в списке спецификаций смартфона.

При достаточном увеличении на снимке можно заметить отдельные точки. Их цвета определяются миниатюрными датчиками света в камере гаджета. Каждый из этих сенсоров (они также называются светочувствительными пикселями) захватывает частицы света (фотоны) и с их помощью определяет цвет и яркость пикселя на фото. Однако ввиду высокой активности фотонов захватить их довольно сложно и датчик нередко может поймать синюю частицу вместо красной. В результате на фотографии вместо пикселя одного цвета может оказаться точка другого. Для предотвращения подобных ошибок датчик захватывает сразу несколько фотонов, на основании которых специальное программное обеспечение определяет корректные цвет и яркость точки на снимке.

Число пойманных фотонов зависит от площади светочувствительного пикселя. Чем их больше, тем точнее будет цветопередача на конечном фото. В этом контексте лучше выбирать камеры, обладающие не более 15 мегапикселями, поскольку в связи с ограниченным пространством многие производители жертвуют размером площади пикселя в пользу их количества. При выборе между камерами с аналогичным количеством мегапикселей эксперты рекомендуют обратить внимание на ту, в которой больше светочувствительных пикселей.

ПО ТЕМЕ: Замена лиц на фото и видео для iPhone (эффекты и маски) — 20 лучших приложений.

Апертура (диафрагма) и ночной режим

Апертура – еще одна характеристика, которую стоит учитывать при выборе камеры. Данная характеристика описывает способность камеры собирать свет и противостоять дифракционному размытию деталей изображения.

Апертура указывается следующим образом: f/х (например, f/2,0). Стоит отметить, чем меньше числовое значение, тем шире (и лучше) апертура. При покупке смартфона обращайте внимание на значение f/2,2 и ниже, особенно, если собираетесь снимать в условиях темного времени суток или в помещениях.

Фото, сделанные в темное время суток, но при наличии освещения на iPhone 6:

Huawei P30 Pro на фоне всех аппаратов в 2019 году вообще кажется представителем совсем другой лиги. Камера китайского смартфона может буквально видеть в темноте, из-за чего фотографии с Samsung Galaxy S10 и iPhone XS в таких же условиях немного смущают.

ПО ТЕМЕ: Как снимать фото в формате RAW на iPhone и iPad (без потери качества).

Стабилизация изображения OIS

В числе спецификаций камеры указывается стабилизация изображения. Она может быть двух типов: оптическая (OIS, Optical Image Stabilization) или электронная (EIS, Electronic Image Stabilization).

Оптическая стабилизация механически компенсирует дрожание камеры, сохраняя относительную стабильность сенсора при дрожании руки или движении пользователя. Данная технология предотвращает смазывание на снимках и делает изображение более четким и плавным. Наличие OIS существенно сказывается на цене гаджета, а ее реализация требует дополнительного пространства. Поэтому многие производители предпочитают интегрировать электронную стабилизацию, создающую схожий эффект.

Цифровая стабилизация использует программный алгоритм для улучшения качества изображения. Она обрезает, растягивает изображения и меняет перспективу кадров видео, причем это происходит с уже отснятым материалом.

Говоря откровенно, оптическая стабилизация более эффективна по сравнению с электронной, несмотря на универсальность последней. Электронная обработка кадров может привести к потере качества картинки и появлению эффекта «желе». Кроме того, EIS практически не снижает степень размытия на снимках.



При возможности выбирайте аппараты, поддерживающие OIS, в противном случае можно рассмотреть вариант с электронной стабилизацией. Смартфоны, не поддерживающие ни одну из вышеуказанных технологий, лучше проигнорировать.

Оптический и цифровой зум

Оптический зум – способность камеры приближать объекты без ухудшения качества. Например, iPhone XS способен приближать объект на фото в 2 раза без потери качества. Тогда как, например, 20 МП широкоугольный объектив того же Huawei P30 Pro позволяет снимать сцены с новой, невиданной ранее, перспективой. В то же время 5-кратный оптический, 50-кратный цифровой зум на P30 Pro позволяют снимать фотографии, немыслимые ранее для смартфона.

ПО ТЕМЕ: Как загружать фото и видео в облако с iPhone или iPad, чтобы освободить место.

Смотрите также:

• Какой язык программирования лучше изучать? Советы специалиста.
• 29 логотипов с шедеврально скрытым подтекстом.
• Как сделать фото с эффектом шлефа (длинной выдержкой) на iPhone?

На заре становления смартфонов выделялась отдельная категория — камерофон: в этих гаджетах камере уделялось максимум внимания. Сейчас же каждая флагманская модель практически любого бренда старается привлечь внимание наиболее сложной и интересной реализацией камеры. Характеристики устройств маскируются громкими словами, смелыми слоганами, огромными цифрами и собственными названиями технологий. Но можно ли в них вычитать что‑нибудь полезное и понять, способна ли эта камера выдать достойное изображение? Сейчас разберёмся.

Основные характеристики камер смартфонов

Характеристики камеры смартфона по сути не отличаются от характеристик любой цифровой камеры. Но нужно понимать, за что отвечает тот или иной параметр.

Мегапиксели

Именно им в рекламных кампаниях производители уделяют больше всего внимания. Пиксель — это светочувствительный элемент на сенсоре камеры, или фотодиод. Он состоит из четырёх субпикселей, каждый из которых за счёт светофильтров пропускает только свет своего оттенка. Чаще всего это красный, синий и зелёный. Из комбинации этих цветов и получается точка необходимого оттенка и нужной яркости.

Некоторые производители отходят от наиболее популярной схемы и к светофильтрам красного, синего и зелёного цветов добавляют белый или жёлтый. В таком случае фотодиод улавливает больше света и изображения получаются более яркими.

Мегапиксели показывают, с каким разрешением камера способна снимать фотографии, то есть из скольки миллионов пикселей будет состоять конечное изображение.

Сегодня многие производители представляют смартфоны с камерами на 48, 64 или 108 Мп, которые работают в режиме объединения точек. В таких сенсорах пиксели состоят не из четырёх, а из 16 субпикселей, объединённых по четыре. Если в классическом сенсоре, например, один пиксель состоит из одного синего, двух зелёных и одного красного субпикселя, то в камерах с высоким разрешением он состоит из четырёх синих, восьми зеленых и четырёх красных субпикселей.

За счёт увеличения числа пикселей повышается светочувствительность и вырастает динамический диапазон изображения — разница между самым тёмным и самым светлым участком на фотографии. Но при этом камеры на 48 Мп за счёт такого объединения по факту создают изображения с разрешением в 12 Мп. И тут нет ничего плохого: это тот случай, когда количество переходит в качество, и снимков с разрешением 4 000 × 3 000 (те самые 12 Мп) вполне достаточно для публикации в соцсетях.

Размер сенсора

Пожалуй, это самый важный элемент камеры смартфона. Размер сенсора показывает, на какой площади расположились светочувствительные диоды. Чем крупнее сенсор, тем больше могут быть сами пиксели, а чем больше пиксель, тем лучше он улавливает свет. Типичные размеры пикселей в современных сенсорах мобильных камер — от 0,8 до 2,4 мкм, правда, последний как раз и достигается объединением субпикселей, о котором мы рассказали в предыдущем пункте.

Чем больше света может поймать сенсор, тем лучше будут изображения, созданные камерой. Особенно это важно при съёмке в условиях плохого освещения. И в такой ситуации может оказаться, что сенсор с меньшим числом более крупных пикселей выдаст изображение качественнее, чем сенсор с большим числом менее крупных пикселей, потому что каждый фотодиод поймал больше света и, соответственно, больше информации.

То есть камера, у которой в характеристиках указано меньше пикселей, может превзойти по качеству камеру с огромным числом пикселей за счёт того, что сами пиксели крупнее.

В современных смартфонах габариты сенсоров указываются в дробных частях дюйма. Самый крупный сенсор — 50‑мегапиксельный Samsung ISOCELL GN2 — установлен в Xiaomi Mi 11 Ultra: его диагональ составляет 1/1,12 дюйма.

Объективы

Немалое влияние на качество изображения оказывают используемые объективы. Они состоят из линз — прозрачных пластинок с определёнными оптическими свойствами. Основная функция линзы — правильным образом исказить попадающий на неё луч света. Тип искажения зависит от формы пластины.

Объективы чаще всего состоят из нескольких линз, поскольку одной недостаточно. Между собой чередуются выгнутые и вогнутые линзы разной плотности. Их правильный подбор и расположение в объективе влияют на чёткость изображения и контрастность. С кривыми линзами можно получить оптические искажения. В некоторых линзах, например широкоугольных, искажения, наоборот, стали стилистической особенностью. Правда, некоторые устройства программно их корректируют на этапе постобработки.

В современных смартфонах модули камер состоят из нескольких объективов, у каждого из которых свой сенсор, подходящий под определённую задачу. Чаще всего это стандартный, широкоугольный и макрообъектив. При этом нельзя сказать, что смартфоны с несколькими объективами снимают заведомо лучше, чем с одним: это зависит от реализации конкретного устройства. Может случиться так, что среди множества камер в одном модуле ни одна не даст приемлемого результата и количество не перейдёт в качество.

Фокусное расстояние и апертура

Чем ниже фокусное расстояние, тем выше угол обзора объектива, и наоборот — объективы с высоким фокусным расстоянием снимают далеко, но при этом с малым углом обзора.

Апертура показывает, сколько света попадает на сенсор камеры через линзу. У большинства смартфонов апертура фиксированная, она представляет собой соотношение фокусного расстояния к размеру входного отверстия камеры.

Чем больше света попадает на сенсор и чем больше входное отверстие камеры, тем меньше глубина резкости, то есть в фокусе будет только объект съёмки, а фон за ним будет размыт.

Чтобы увеличить глубину резкости, нужно уменьшить входное отверстие, правда, с этим понизится и яркость. В смартфонах это чаще всего достигается программным образом. Однако в современных устройствах используются модули с несколькими объективами — с линзами разных размеров, разными фокусными расстояниями и апертурами. Поэтому вместо того, чтобы полагаться на программную обработку, можно переключаться между объективами.

Сегодня смартфоны оснащены продвинутыми системами автоматической фокусировки. Например, в технологии PDAF часть точек на сенсоре камеры используется в качестве фокусных. Два находящихся рядом пикселя расположены так, что один из них воспринимает световой поток, идущий сверху, а другой — снизу, и система корректирует фокусировку в том случае, если на пиксели падает разное количество света.

Также есть лазерная и автофокусировка, основанная на контрастности. Некоторые компании используют в камерах технологии, которые позволяют фокусироваться на конкретных объектах в кадре, например распознают лица и делают их более чёткими.

Зум

Зум показывает, насколько можно приблизить изображение. Существуют два варианта зума: цифровой и оптический. Цифровой попросту увеличивает и обрезает полноразмерное изображение. Оптический же для увеличения использует специальные объективы, которые за счёт правильной системы линз могут смотреть далеко.

С развитием камер в смартфонах всё чаще начали появляться модули с оптическим зумом — обычно 2X или 3X. Однако есть и варианты, которые производители называют перископами. Такие объективы используют систему из линз и зеркал, расположенных в корпусе смартфона боком, и за счёт них можно получить, например, пятикратный зум. То, насколько сильно можно приблизить изображение, зависит от фокусного расстояния.

Максимальный оптический зум, который сегодня предлагают смартфоны, — 10‑кратный. Он встречается в Huawei P40 Pro+ (именно в нём использован тот самый «перископ») и в отдельных объективах Samsung Galaxy S21 Ultra. Для тех случаев, когда такой сильный зум не нужен, у этих смартфонов также предусмотрены объективы с меньшим увеличением — трёхкратным.

Вспомогательные датчики

Датчики света, глубины, дальномеры, лидары — все эти системы помогают смартфону понять, где расположены фотографируемые объекты, как они освещены, двигаются или нет. Полученные данные смартфон использует и в видоискателе, и в процессе постобработки, достраивая и редактируя изображение.

Разрешение датчиков далеко не самый важный параметр: для качественного выполнения своих функций им достаточно совсем небольшого количества пикселей. Поэтому не стоит удивляться, увидев, например, датчик глубины с разрешением 2 Мп: для его работы их хватает.

Разрешение и частота кадров видео

Разрешение видео показывает, сколько пикселей будет содержаться в одном кадре. А частота кадров — сколько таких кадров в секунду будет снято.

С ростом пикселей улучшается детализация и чёткость изображения. С увеличением частоты кадров уменьшается эффект размытия, видео выглядит чётче и лучше воспринимается человеческим глазом. Более того, видео, снятое с высокой частотой кадров, затем можно замедлить до привычных 24 кадров в секунду и получить интересный эффект слоу‑мо.

HDR

HDR означает «высокий динамический диапазон», то есть большую разницу между самыми тёмными и самыми светлыми участками изображения. Камера в HDR‑режиме делает несколько снимков (в случае съёмки видео — кадров) с разной экспозицией и потом их объединяет, балансируя светлые и тёмные участки. За счёт этого удаётся достичь более высокой контрастности и детальности изображения.

Магия постобработки

Сухие характеристики камер смартфонов, конечно, путают и пугают. А самая главная проблема заключается в том, что понять исключительно по этим цифрам, как будет снимать камера смартфона, нереально.

Помимо самой системы объективов и сенсоров вокруг камеры есть ещё обвязка из процессора обработки изображений и ПО постобработки — алгоритмов, анализирующих полученные данные и применяющих различные фирменные улучшайзеры. В итоге у компаний, использующих одни и те же сенсоры, из‑за разных систем постобработки могут получаться абсолютно разные изображения.

У каждого производителя свой подход к цветопередаче и анализу границ предметов. Каждая компания использует различные фишки и технологии для того, чтобы получить в итоге такое изображение, которое соответствует их чувству прекрасного. Некоторые бренды используют машинное обучение для правильного определения предметов в кадре и того, как они в идеале должны выглядеть, и это всё тоже входит в обработку.

Возьмём простой пример среди достаточно популярных смартфонов. У Realme 7 Pro и Samsung Galaxy M51 основные камеры построены на одних и тех же сенсорах — Sony IMX682. Это 64‑мегапиксельный сенсор, работающий по системе объединения субпикселей Quad Bayer и выдающий изображение разрешением в 16 Мп (но также способный работать и в полноразмерном режиме). Несмотря на то что сенсоры у них одинаковые, сами изображения получаются совершенно разными.

Цветопередача Samsung при дневном освещении более сочная, яркая, хоть и без излишней перенасыщенности. Фотографии с Realme 7 Pro получили чуть более мягкую и реалистичную гамму, но иногда в них теряются границы мелких деталей, например отдельных травинок, снятых относительно далеко. У Samsung же система постобработки и избавления от шумов определяет границы чётче, что, правда, иногда создаёт ощущение искусственности. Перепутать фотографии, снятые на эти телефоны, не выйдет, несмотря на одинаковые сенсоры.

Как работает постобработка изображений на конкретном телефоне, нельзя понять по характеристикам. Здесь помогут только обзоры профессионалов с тестовыми фотографиями, снятыми в различных режимах.

Нет веры мегапикселям

Характеристики не гарантируют качественного изображения. Нельзя утверждать, что камера на 108 Мп будет снимать лучше, чем камера на 64 Мп, потому что помимо мегапикселей на результате сказываются и другие параметры камеры.

Первым делом стоит обращать внимание на размер сенсора: чем он крупнее, тем больше света он получает, а от количества света напрямую зависит качество изображения. Следом по важности идёт железная часть системы постобработки изображения, а затем — ПО. Как они работают, можно понять, только увидев фотографии, снятые телефоном с этой системой.

Единственный вариант — довериться обзорам, в которых публикуются тестовые фотографии в разных условиях съёмки: при разном освещении, в движении, на разном расстоянии и так далее. И не стоит забывать о том, что главные инструменты фотографа и оператора — это прямые руки и умение поймать момент. А остальное вторично.

Сколько мегапикселей нужно?

О том, что не в мегапикселях счастье, уже знают многие пользователи цифровой фототехники. Данная характеристика говорит лишь о том, какие размеры будет иметь фото при просмотре на дисплее, но не более того. Когда разрешение камер смартфонов было 2 – 3 МП, каждый лишний мегапиксель был действительно серьезным преимуществом. Это как с мощность двигателя в первых автомобилях — грузовичок на 20 лошадок мог увезти гораздо больше груза, чем колымага на 5 лошадиных сил. Но когда пересчет пошел на сотни л.с., смысла в этом измерении для простого автолюбителя стало мало. С мегапикселями та же история, заявленное разрешение матриц смартфонов стало таким, что дает возможность печатать снимки приемлемого качества форматом чуть ли не А1. Хотя в большинстве случаев хватило бы обычного HD для инстаграма.

Больше модулей камеры — лучше?

Еще совсем недавно все было предельно просто. Смартфоны обладали фронтальной камерой для селфи, и основной камерой для создания фото и видеороликов. Затем появились двойные камеры со вспомогательным модулем. Зачастую он был просто монохромным, якобы для лучшего восприятия проходящего света через линзу камеры. Это позволяло создавать более качественные и детализированные фотографии либо же делать черно-белые фотографии без применения фильтров.

На начало 2020 года большинство современных смартфонов оснащены тройными камерами с основным модулем, ультрашироким объективом для панорамной съемки и вспомогательным модулем для качественного эффекта размытия. Вообще, качество и предназначение модулей может разниться от модели к модели, а у многих современных камерофонов вместо трех модулей зачастую используются четыре.

В целом, существует пять вариантов того, какие камеры могут быть установлены в смартфоне:

• Широкоугольный объектив — объектив для создания широких снимков. Во многих современных моделях основной объектив является широкоугольным. В таком случае дополнительный объектив становится сверхширокоугольным, позволяя захватить в кадр еще больше объектов. Полезная штука при съемке панорам или больших компаний.
• Телеобъектив — объектив с узким полем зрения для съемки с увеличением;
• Черно-белый сенсор — позволяет снимать с большей резкостью, получать более глубокие тени и яркие блики;
• Датчик для ночной съемки — позволяет создавать четкие снимки в темноте и при слабом освещении;
• Дополнительный сенсор для анализа глубины — помогает двум основным объективам создавать снимки с правильной глубиной резкости.

Что все это дает нам? В теории несколько камер делают снимки, а затем ПО сшивает их вместе для пост-обработки. Так мы соберем больше света, получим несколько снимков с разной глубиной резкости, а также сможем одинаково четко снимать и самые темные, и самые светлые детали. Но тут есть множество нюансов, которые зависят от конкретной модели. К примеру, в недорогих смартфонах камеры зачастую работают отдельно друг от друга, а в режиме фотографии вы просто выбираете нужную. То есть, это скорее вопрос вариативности, а не качества. В камерофонах подороже модули могут быть связаны самым разным образом, хитро переключаясь друг между другом и т.д.

Главное, что тут нужно понимать — это то, что количество самих модулей напрямую не влияет на качество фотографии, а смартфон за $200 не будет снимать на уровне Galaxy S10 только потому, что в обоих тройные камеры. Тем более, что тот же Samsung Galaxy S8 2 SIM или Google Pixel 2 64 ГБ / Dual снимали шикарные кадры, используя один модуль. Поэтому много камер — это хоть и важный фактор, но отнюдь не критический.

На что смотреть вместо мегапикселей?

Плотность пикселей

Как мы уже разобрались, много пикселей не дают никакой гарантии, что смартфон будет делать крутые кадры. Поэтому лучше, чтобы в камере смартфона было меньше толковых пикселей, чем много бестолковых. Размер пикселя в камере измеряется в микрометрах (мкм/µm). Сегодня время экспериментов прошло и производители пришли к обобщенным цифрам: 1.2 мкм для недорогих моделей, 1.4 и выше для камерофонов.

Диафрагма

Как и растениям, камере смартфона нужен свет: чем больше света, тем проще работать матрице. Показатель того, насколько широко раскрыты «глазища» камеры, называют диафрагмой, апертурой, либо светосилой и обозначают дробью с буквой f. Чем она меньше, тем лучше. На начало 2020 года даже в недорогих смартфонах калибра Xiaomi Redmi Note 8 32 ГБ светосила основной камеры составляет f/1.8. Хотя еще пару лет назад такие показатели были в основном у флагманских моделей. У нынешних камеровфонов типа Samsung Galaxy S10 128 ГБ и Huawei Mate 30 Pro 128 ГБ / 5G показатель светосилы обычно держится на уровне f/1.5 или f/1.6.

Только примите во внимание, что сама по себе диафрагма не гарантирует качество фото как на обложке глянца — это просто размер смотрового окна, через которое камера смотрит на мир. Более важными показателями является качество сенсора и линз, но при прочих равных лучше выбирать смартфоны с лучшими показателями светосилы, чтобы камере не приходилось «щуриться».

Диагональ матрицы

Диагональ матрицы традиционно указывается в дробных частях дюйма — соответственно, к примеру, сенсор на 1/2.3″ будет крупнее, чем 1/2.6″. Более крупные матрицы считаются более продвинутыми, так как при том же разрешении они позволяют добиться лучшего качества изображения.

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние — физическая характеристика оптической системы, определяющая ее основные свойства и, главным образом, увеличение и угловое поле. Идеальных параметров тут нет: большее фокусное расстояние дает меньший угол обзора и более крупный размер предметов в кадре, а небольшое фокусное расстояние наоборот позволяет уместить в кадре больше происходящего. Для современных смартфонов на несколько камер этот показатель не так критичен, так как для каждого модуля камеры подбирается свое оптимальное фокусное расстояние. К примеру, у основного объектива этот показатель составляет 18 – 28 мм, а у ультраширокого 12 – 16 мм.

Модель сенсора

В теории, знание названия сенсора камеры здорово упростило бы выбор. Ищи себе хороший сенсор, который использовали во флагманах, и радуйся отличным фото. Однако теорию быстро размазывает по скалам реальности, многие производители недорогих смартфонов покупают популярные сенсоры Sony, кричат в рекламной компании «у нашего смартфона камера как в Galaxy S10», а на деле оказывается пшик — линзы у камеры паршивые, софт кривой и все в этом духе.

Если же вдаваться в подробности, то мы увидим, что большую часть рынка занимает Sony. Именно ее сенсоры стоят в большинстве современных камерофонов. Следом за ней идут Samsung и OmniVision. Одними из самых популярных вариантов на конец 2019 года был Sony IMX586, который помог развеять предубеждение о том, что только флагманы обладают приличными камерами. Отличительная черта – это возможность объединять 4 небольших пикселя в один большой, что в теории дает более яркие и детализированные фотографии.

Его главным конкурентом является Samsung Galaxy Bright GM1, который умеет создавать кадры размером 4000х3000 пикселей (это соответствует камере с 12 миллионами эффективных пикселей размером 1,6 мкм). С этим сенсором, чье физическое разрешение составляет 12 МП, смартфон действительно сможет выдавать снимки разрешением 48 МП.

Также изредка встречаются не совсем очевидные варианты. К примеру, для Huawei P30 Pro китайские инженеры использовали сделанный вместе с Leica сенсор с матрицей на 1/1.7 дюйма и необычным методом распознавания света RYYB, который позволил увеличить показатель ISO до фантастических 409600.

От чего еще зависит качество камеры?

Качество софта

Отточенная программная часть смартфона учитывает потенциал камеры так же умело, как опытный портной шьет брюки с учетом толщины и длины ног. К примеру, старенький Apple iPhone 7 32 ГБ с матрицей 1/3″ и 12 МП снимал гораздо лучше Sony Xperia XZ1 64 ГБ с лучшими цифрами (1/2.3″ и 19 МП). А все потому, что хорошо написанный софт камеры может сыграть не менее важную роль, чем все остальные показатели вроде модели сенсора, количества камер или размера диафрагмы основного модуля.

Sony упоминается здесь неспроста, ведь будучи главным производителем фотосенсоров, она раз за разом выпускает посредственные камерофоны, которые снимают хуже конкурентов именно из-за непродуманной программной части. В том же Sony Xperia XZ «автоматика» камеры постоянно ошибалась с подбором настроек для съемки, а запас «четкости и зоркости» камеры сводился на нет увеличенным количеством мегапикселей, которые увеличивали зернистость. Обратный пример — линейка Google Pixel, которая долгое время ставила рекорды в фототестах, используя камеру всего с одним модулем и качественным софтом. К сожалению, качество софта камеры нельзя определить количественно, только смотреть обзоры и пробовать самому.

Оптическая стабилизация

В момент съемки камера смартфона «целится» в окружающий мир, пытаясь четко сфокусироваться на объекте и поймать как можно больше света. В этот момент он должен быть неподвижным, чтобы картинку не размазало. Уедет хотя бы на долю миллиметра — кадр окажется испорчен. Алгоритмы стабилизации пытаются решить эту проблему, высчитывая идеальное время между моментами, когда камера получила нужное количество света, но еще не успела сдвинуться в пространстве. Этот временной промежуток называется выдержкой. Поэтому оптическая стабилизация является весьма полезной фичей. Без нее тоже можно, но будет грустно — камера должна быть качественной «с запасом», а автоматике придется укорачивать (ухудшать) выдержку, потому что страховки от тряски в смартфоне нет.

Смартфонов, которые снимают без стабилизации также качественно, как и с ней, в последние годы становится критически мало. Последними из этих могикан были Apple iPhone 6S 32 ГБ , OnePlus 5T 64 ГБ и первое поколение Google Pixel 32 ГБ . При этом оптические стабилизаторы заметно сложнее и дороже обычных софтверных решений, поэтому они применяются в основном в смартфонах топового уровня, оснащенных высококлассными камерами. Использовать их в моделях за $200 попросту нет смысла из-за посредственного качества сенсора, линз и всего прочего.

Оптический зум

Как правило, в обычных недорогих смартфонах нет оптического зума, есть просто несколько камер, между которыми процессор меняет фокусное расстояние. Если камера одна, то это обычный цифровой зум, когда телефон просто вырезает кадр из общей картины и увеличивает его в размере. Если же говорить о мастистых камерофонах, то там зачастую есть полноценный оптический зум. К примеру, в Huawei P30 Pro 128 ГБ / Dual / ОЗУ 6 ГБ , камера которого славится 5-кратным увеличением, установлен большой объектив перископного типа, позволяющий творить небольшие чудеса с зумом.

Помогает ли искусственный интеллект?

Это вопрос остро-дискуссионный. С одной стороны это красивая картинка будущего, в которой виртуальный фотограф живет в вашем смартфоне, помогая делать лица людей красивыми, траву зеленой, а небо голубым. С другой стороны реальность уже не раз доказывала, что нынешний ИИ нельзя называть интеллектом, это скорее относительно простая нейронная сеть, которая научилась выполнять роль обычного фильтра — подсветить, докрутить, подстроить контраст и все. При этом зачастую он не только не помогает, а наоборот мешает, неверно оценивая ситуацию, подсвечивая и без того светлые фотографии или добавля HDR туда, где все и так выглядит достаточно пестро.

Значит ли что ИИ — это еще одна маркетинговая уловка. Никак нет. Просто это совсем новая технология, которая только проходит обкатку. Для производителей смартфонов прямо сейчас это скорее дополнительная головная боль, так как необходимо не просто спроектировать камеру и настроить софт под нее, но еще и поселить между ними виртуального помощника, который будет помогать верными решениями. А на его тренировку нужно время. К примеру, к выходу Huawei P20 Pro ИИ натренировали определять 19 категорий снимков и 500 разных сценариев. В Mate 20 Pro число категорий увеличилось до 25, а общее число сценариев превысило 1500. В данный момент их число еще больше, и оно постоянно растет. Поэтому прямо сейчас работу ИИ стоит оценивать отдельно по каждой модели смартфона, а в будущем ждать каких-то общих стандартов качества, улучшенных алгоритмов обучения и более мощных процессоров, способных в полной мере раскрыть потенциал ИИ.

Общие советы по выбору камеры

В качестве вывода можно было бы сделать какую-то обобщенную формулу идеальной камеры смартфона, но это к, сожалению, невозможно. Просто потому, что переменных очень много, а сами по себе они не гарантируют высокое качество. Так как выбрать?

Для начала вы можете перейти в раздел «Камерофоны», выставить фильтр по популярности и выбрать подходящую модель самому. Встретить что-то неудачное у вас там вряд ли выйдет.

Там же можно выставить фильтр «ТОП DxOMark» и вы увидите список самых удачных моделей, попавших в топ авторитетного рейтинга DxOMark. Это довольно точное мерило качества камерофона, особенно если у вас нет времени вникать во все нюансы мобильной фотографии. Если же сухие цифры вам не интересны, на DxOMark можно посмотреть подробный разбор камеры с кучей тестовых фото и видеороликов.

Ну и обязательно почитайте обзоры и отзывы в сети. Да, это банальный совет, но он работает. Потратив немного времени на подобный анализ вы получите много полезной информации, которой не дадут таблички с характеристиками или рекламные фотографии.

Не обратить внимания при покупке устройства на то, какие характеристики имеет камера смартфона – сегодня это нонсенс и даже в некотором роде непозволительная роскошь. Ведь данные аппараты давно уже используются не только для разговоров. Возможность в любой момент сделать фотографию или записать видео ценится не меньше.

При этом изображения хочется получить максимально качественные. И если раньше на первый план выходило количество мегапикселей в камере смартфона, то сегодня данный параметр далеко не единственный, на который нужно обращать внимание при выборе устройства. Более того, многие считают, что он даже не главный. Что ж, давайте разбираться.

Разрешение камеры смартфона

Разрешение камеры смартфона – это первое, на что обращают внимание любители мобильной фотографии. Данный параметр отвечает за четкость полученных снимков: чем выше разрешение, тем более качественное и детальное изображение можно получить на выходе. Производители смартфонов (особенно недорогих) часто в характеристиках камеры указывают информацию только по этой характеристике.

Говоря о разрешении, сразу вспоминается такое понятие, как «пиксели». Пиксель – это своего рода точка, количество которых и определяет качество разрешения. Так как таких точек множество, то за единицу измерения принято считать 1 мегапиксель (Мп). Таким образом, чем больше мегапикселей содержит в себе камера смартфона, тем больше деталей можно увидеть на итоговом изображении. При этом, даже при увеличении фото четкость изображения не пострадает.

Фото: mvideo.ru

Одинаково нерационально останавливать свой выбор на бюджетных смартфонах с камерой менее 10 Мп и на камерах с очень большим количеством пикселей. Причин для этого несколько. Разберем все по порядку.

Оптимальное качество изображения в современных устройствах будет обеспечивать камера в 12 Мп. К исключениям, пожалуй, относятся только камеры смартфонов, обладающие функцией биннинга (объединения) пикселей.

Физический размер сенсора

Желая купить смартфон с хорошей камерой, обязательно нужно обратить внимание на такую характеристику как размер сенсора. Она тоже влияет на качество снимка. Это объясняется тем, что сенсор находится под воздействием света, и чем больше лучей попадает на его поверхность, тем выше качество изображения.

Габариты сенсора непосредственно связаны с его размерами. Единицей измерения здесь принято считать дюйм (или его доли), обозначение которого указывается знаком ″ в конце дроби. На протяжении некоторого времени в качестве стандарта использовался сенсор размером 1/3″, при этом чем ближе дробь к полному дюйму (1″), тем больше это устройство.

Оптика и сенсор занимают достаточно места в корпусе смартфона. По этой причине становится все сложнее уместить большое преобразующее свет устройство в компактные модели. Однако, насколько бы большим по площади он ни был, подобного рода камеры все равно будут уступать по качеству полноформатным зеркальным аппаратам.

Размер пикселей сенсора

Количество мегапикселей – это, конечно, важная характеристика, но не менее важен и их размер. Этот параметр незаслуженно остается в тени, но он также будет влиять на качество камеры смартфона.

Размер пикселя равен аналогичному размеру пикселя на матрице. За единицу измерения взят микрометр, иными словами, микрон (буквенные обозначения µm или µ). В 1 миллиметре содержится 1 000 таких микронов. Чем больше пикселей в сенсоре камеры смартфона, тем меньше будет их размер. Это не самая лучшая идея, и вот почему. Пиксели большего размера улавливают больше света, тем самым создавая более качественное изображение, даже при плохой освещенности.

Фото: mvideo.ru

Логично предположить, что при недостаточном освещении сенсор с большим размером пикселя будет иметь преимущество над маленьким пикселем. Иными словами, смартфон с камерой в 12 мегапикселей будет выгодно отличаться от аппарата с аналогичным размером сенсора, но с камерой в 20 мегапикселей. Это правило будет работать в условиях недостаточного освещения, тогда как при хорошем свете – все наоборот.

Современные мощные камеры смартфонов могут похвастаться широким диапазоном размеров пикселей – от 1,4 до 2,44 микрометра. Модели попроще, равно как и бюджетные, довольствуются совсем маленьким размером пикселя – 0,8 микрона.

Характеристики объектива

• Фокусное расстояние.

Любой объектив состоит из нескольких линз, соединенных в систему. Описывая фокусное расстояние самыми простыми словами, можно определить его как расстояние от точки схождения преломленного света, который был отражен от объекта, до точки системы линз. Само расстояние измеряется в миллиметрах. У разных камер оно также будет отличаться, в зависимости от количества линз в объективе и оптической схемы.

Этот параметр будет влиять на угол обзора камеры. Большое фокусное расстояние характерно для телеобъективов, и несет в себе меньший угол обзора. Расстояние в 52 миллиметра, например, говорит о том, что камера смартфона оснащена 2-кратным оптическим зумом. Еще меньшее фокусное расстояние и больший угол обзора будет характерен для ультраширокоугольных объективов.

• Зум.

Производители в своих флагманских моделях чаще всего используют три камеры: телефотообъектив, широкоугольная и ультраширокоугольная линза. Отличительными особенностями каждой будут фокусное расстояние и угол обзора. Работа зума устроена таким образом, что необходимая картинка появляется посредством переключения с одной линзы на другую.

Таким образом, оптический зум дает такой эффект, что от переключения линз (зумирования), качество изображения в итоге не поменяется, так как разрешение камеры смартфона останется неизменным.

• Светосила.

Светосила объектива или, иными словами, его способность к захвату максимально большего количества света. Этот параметр можно регулировать в зависимости от максимально возможного открытия диафрагмы. Именно размер отверстия внутри объектива влияет на то, какое количество лучей попадет на сенсор. Чем меньше значение диафрагмы, тем больше светового потока проникнет на сенсор камеры смартфона.

Как зависят друг от друга размер принимающего отверстия внутри объектива и количество света, разобрались. Теперь поговорим о том, как это устроено в камерах смартфона. Кстати, уровень открытости диафрагмы измеряется в F-стопах. Эти значения также указаны в характеристиках современных телефонов и обычных камер.

Если в профессиональных аппаратах диафрагма – изменяемый параметр, то в телефонах она четко фиксирована. Каждый смартфон обычно обладает своим значением диафрагмы и имеет светосилу равную f/2.2, f/1.7 или даже f/1.4. Однако современные модели уже обладают сменной диафрагмой и имеют возможность снимать фото и видео как при как при f/1.5, так и при f/2.4.

Тип автофокуса

Автофокус позволяет электронно навести на резкость объектив камеры смартфона и сделать четким необходимое изображение или область. Существует несколько типов автофокусировки:

• По контрасту (CDAF).

Это самый простой и распространенный тип, который используется почти во всех камерах обычных смартфонов.

Алгоритм действия такого автофокуса заключается в следующем. Блоки линз, находящиеся внутри объектива камеры смартфона, посредством работы электроники перемещаются вперед и назад в зоне указанной фокусировки. Как только будет найдена точка с максимальным контрастом, оптика останавливается. В современных моделях эти действия совершаются практически моментально, но могут возникнуть трудности с наведением в условиях слабого освещения.

• Лазерный автофокус.

Относительно новая технология, главное преимущество которой – скорость. Практически за доли секунды данный тип фокусировки позволяет сделать четкие снимки даже в условиях непогоды. Принцип работы лазерного автофокуса также прост: лазер освещает объект, а сенсор измеряет расстояние до него, основываясь на времени поступления отражённого луча.

Единственный минус такого автофокуса – это дальность работы лазера. Она даже меньше 2 метров. Поэтому все объекты съемки, находящиеся дальше этого расстояния, требуют других типов фокусировки.

• Фазовая (PDAF).

Принцип работы очень прост. Фазовая автофокусировка работает таким образом, что объектив ловит свет от фотографируемого изображения, после чего передает информацию на специальный сенсор – матрицу камеры. На ней расположен специальный датчик, который и определяет, верно ли выбрано фокусное расстояние. Если нет, происходит быстрое перемещение линз для создания верного фокуса. Подобного типа устройство используется многими производителями при создании флагманских моделей. Его любят за скорость принятия решений и эффективность.

• Фокусировка Dual Pixel (DPAF).

Двухпиксельная автофокусировка – это новая технология, по сути – улучшенная версия фазовой. В этой версии можно использовать максимальную площадь пикселей для фокусировки, в том числе из-за их специальной микроархитектуры.

Технология стабилизации изображения

Еще один параметр, который необходимо учитывать при выборе камеры смартфона. Различают оптическую (OIS – Optical Image Stabilization) и электронную (EIS – Electronic Image Stabilization) стабилизацию.

Оптическая стабилизация работает над тем, чтобы изображение получалось четким, и во время движения, так как даже один шаг может поменять положение камеры.

Эта технология значительно увеличивает стоимость устройства, поэтому в большинстве современных смартфонов используется электронная технология стабилизации.

Фото: Shutterstock

Электронная стабилизация не требует дополнительного оборудования, в отличии от оптической, и работает на основе специального программного обеспечения. Такое ПО вычисляет каждый кадр изображения и старается сделать его стабильным за счет обрезания углов. На выходе можно получить видео чуть в более увеличенном размере, но без помех в виде дрожания.

Если у вас есть возможность, остановите свой выбор на камере с оптической стабилизацией, если нет – электронная также справится со своими задачами. Откажитесь от устройств, которые не поддерживают ни один из вышеперечисленных видов.

Вид вспышки

Светодиодная, или LED-вспышка, пользуется особой популярностью. Главное преимущество заключается в том, что свет при ее использовании получается более рассеянным и мягким. Она также может быть задействована в качестве основного источника во время съемок.

Dual LED — использует двойной светодиод с теплым и холодным светом. При использовании такой вспышки смартфон сам определяет необходимый тон. Это зависит от баланса белого цвета в кадре. Также может использоваться и четыре светодиода.

Помимо это, используются и ксеноновые вспышки, цветовая температура которых близка к естественному солнечному свету. Даже недостаточное освещение и средняя дистанция не помешают сделать с ней снимки высокого качества.

Количество объективов

Современные модели смартфонов могут похвастаться не одной и даже не двумя камерами. Многие из них имеют 5 и даже более камер.

Для чего необходимо такое количество камер в одном устройстве? Ответ прост. Первая и самая главная причина заключается в том, что невозможно всего одним устройством сделать качественные снимки в разных условиях. Система из нескольких камер позволяет улучшить детализацию изображения, увеличить динамический диапазон и избежать появления шумов.

Вторая причина – это простор для творчества. Съемка портретов или пейзажа требует разного фокусного расстояния. Чтобы снимки получились качественными, смены камер не избежать.

Мощность процессора

Мощность процессора напрямую связана работой камеры. Именно поэтому два телефона, обладающие идентичными характеристиками камеры, но процессорами разной мощности, будут показывать абсолютно разный результат.

От работы процессора зависит насколько высок будет динамический диапазон, качество ночной съемки и даже такой параметр, как размытие фона.

5 популярных смартфонов с отличными камерами

• Xiaomi Redmi Note 8.

Фото: mvideo.ru

Redmi Note 8 обладает качественной камерой с четырьмя сенсорами: широкоугольный, сверхширокоугольный, макрообъектив и сенсор глубины для создания снимков с эффектом боке.

Разрешение в 48 Мп позволяет осуществлять съемку в ночном режиме с использованием биннинга пикселей, что значительно улучшает качество изображения. Сверхширокоугольный 13-мм объектив также справляется в условиях слабого освещения, благодаря матрице с крупными пикселями (1,12 мкн). Устройство поддерживает и режим Pro, предназначенный для точной настройки экспозиции. Такой формат есть у многих современных флагманских моделей.

Камера устройства хороша и при съемке видео. Характеристики поражают: ролики можно делать с максимальным разрешением в 4К и частотой 30 кадров в секунду. Замедленная съемка возможна в 1080р на 120 к/с. Камера смартфона обладает электронной стабилизацией на основе гироскопа.

Учитывая все технические характеристики, Redmi Note 8 можно назвать одним из лучших бюджетных вариантов на рынке.

Примерная стоимость – 14 тысяч рублей.

• Huawei Honor 30s.

Фото: mvideo.ru

Honor 30s обладает стандартным набором камер для смартфонов подобного сегмента: основная, сверхширокоугольная, макро и датчик глубины.

Основная, в 64 Мп, оснащена автофокусом и позволяет делать снимки высокого качества. Биннинг пикселей отлично работает даже в условиях недостаточной освещенности. Также есть светодиодная вспышка.

За актуальными акциями по карте «Халва», которые помогут выгодно приобрести бытовую технику, можно следить здесь.

Камера смартфона позволяет снимать видео в формате 4К и частотой кадра 30 к/с. Кроме того, есть возможность сделать супер-слоу-мо на 960 к/с (но только в 720р). Селфи-камера в 18 Мп и светосилой 2,0 гарантирует отличное качество автопортрета.

Экран Honor 30s с высокой контрастностью и поддержкой HDR10 позволит насладиться яркой и насыщенной картинкой.

Средняя стоимость девайса – 25 тысяч рублей.

• Samsung Galaxy A71.

Фото: mvideo.ru

Продолжает наш рейтинг смартфонов с весьма неплохими камерами Samsung Galaxy A7. В данном устройстве основной, 24-мегапиксельный, модуль будет использоваться для большинства снимков. Дополнительный, 5-мегапиксельный, объектив позволит создать так называемый эффект боке. И, наконец, широкоугольный объектив с 64 Мп и углом обзора в 120 градусов.

У данной модели камера смартфона имеет возможность замедленной съемки в 1080p на 960 к/с.

Однако есть и минусы, один из которых – отсутствие оптической стабилизации. Это грозит смазанным изображением во время съемки с рук. Не стоит забывать и о плюсах устройства. К ним однозначно относится качественная детализация и хорошая цветопередача.

Достойный дисплей с Full HD+ (2220*1080 точек) подходит не только для съемки, но и для дальнейшего просмотра получившегося видео.

Примерная цена устройства – 32 тысячи рублей.

• Huawei P40 Pro.

Фото: mvideo.ru

Отличная по своим характеристикам селфи-камера Huawei P40 Pro идеально подойдет для видеоблогеров.

Производитель одновременно выпустил сразу целую серию флагманских девайсов на любой вкус и кошелек: Huawei P40 Pro и Huawei Mate 40 Pro. В нашем рейтинге оказался более бюджетный P40 Pro, который ничем не уступает своему оппоненту.

Главная камера имеет 50-мегапиксельный сенсор и объектив с диафрагмой f/1,9. Благодаря наличию высококачественной оптики Leika, появилась возможность увеличивать изображение в 5 раз с помощью перископического телефотообъектива. Также отметим наличие светодиодной вспышки и оптической стабилизации.

Huawei P40 Pro может похвастаться своим мегазамедлением: 7 680 кадров в секунду для видео в формате 720p. Full HD замедляется с помощью съемки на 960 к/с.

Селфи-камера P40 Pro выглядит очень достойно, и является топовой в своем сегменте. Камера имеет фазовый автофокус и дополнительный времяпролетный сенсор для создания эффекта боке и биометрии. Главный плюс для блогеров – это возможность снимать видео в 4К с частотой 60 к/с.

К дисплею тоже никаких вопросов: OLED-панель 90 Гц с охватом sRGB в 99,4 % отлично подойдет как для съемочного процесса, так и для постредактирования.

Самым главным минусом смартфонов Huawei по-прежнему является отсутствие сервисов Google.

Примерная цена – от 60 тысяч рублей.

• Apple iPhone 12 Pro Max.

Фото: mvideo.ru

Apple не сдает своих позиций и представляет вниманию, пожалуй, одну из самых лучших камер, которой обладает флагманский iPhone 12 Pro Max.

Универсальный набор состоит из умеренно широкоугольного основного, сверхширокоугольного и телефото. Все самые распространенные фокусные расстояния находятся в их зоне действия.

Устройство оснащено отличной стабилизацией и крутым автофокусом. 2,5-кратный оптический зум вкупе с телефотомодулем позволяет снимать даже на значительных расстояниях без потери качества.

Кроме всего прочего, в новую модель производители добавили ночной режим, который доступен и для селфи-камеры. За счет наличия LiDAR-сканера улучшена автофокусировка в ночном режиме, а эффект боке близок к естественному.

Выгодным отличием камеры смартфона iPhone 12 Pro Max от других устройств будет высокое качество разрешения и частота кадров. Вы сможете не только записать стереозвук, но и создать крутой HDR-контент.

Внушительных размеров дисплей Super Retina XDR отлично держится даже в условиях солнечной погоды. Все плюсы девайса, безусловно, омрачены его баснословной ценой.

Примерная стоимость смартфона – 99 тысяч рублей.

Идеальной камеры, равно как и идеального смартфона не существует. Все зависит от каждой отдельной характеристики и достижения целей, которые важны именно для вас.