Что такое диафрагма в камере телефона
Перейти к содержимому

Что такое диафрагма в камере телефона

  • автор:

Как выбрать смартфон, делающий хорошие снимки

Огромное количество пользователей хотят сегодня получить компромиссное решение: и тяжелую камеру с собой не носить, и снимки получать качественные. В некоторых случаях такое решение возможно.

Дорогой — не значит камерофон

Далеко не все продавцы и производители электроники сообщают эту информацию покупателям, желающим приобрести смартфон, способный создавать качественные снимки. Стоит ли переплачивать за несколько камер в одном гаджете, огромное количество пикселей в матрице или другие разрекламированные фотофункции электронного устройства?

В первую очередь мегапиксели! Именно с ними связано больше всего рекламных трюков производителей. Принцип элементарный — чем больше, тем якобы лучше снимает камера смартфона. Но это утверждение справедливым является далеко не всегда. Дело в том, что пиксель — это базовый элемент любой матрицы электронной камеры. Поскольку на небольшой платформе в несколько сантиметров умещается несколько миллионов базовых элементов, которые собирают отображение света в единую электронную картинку, то единица измерения получила приставку «мега».

— Большое значение имеет размер пикселя, — рассказывает фотограф Алексей Гречищев. — Если в матрице камеры смартфона помещено большое количество пикселей, но их размер невелик, то качество снимков оставит желать лучшего. Очень «шумные» и размытые фотографии в этом случае получатся в темное время суток или в плохо освещенном помещении. Улучшить его в графических редакторах не получится. И наоборот — большие пиксели являются ключом к лучшей фотографии, ведь они захватывают больше данных. В то же время некоторым производителям с помощью новых технологий удается уменьшить размер пикселя без ухудшения, а иногда и с улучшением качества снимков.

На сегодняшний день наиболее известные производители за количеством не гонятся, отдавая предпочтение качеству. Их смартфоны обладают камерами с матрицами в 12-16 мегапикселей, а размер пикселей в них составляет, как правило, 1.4 микрона. Конкуренты предлагают камеры с гораздо большим количеством мегапикселей (от 20 до 40), но размер пикселей в них колеблется от 1.1 до 1.25 микрона.

Диафрагму открой

Качество снимка во многом зависит от диафрагмы камеры. Ее предназначение — регулировка потока света, попадающего через объектив на матрицу электронного устройства. Чем шире может раскрыться «зрачок» камеры, тем лучше, если съемка происходит в темное время суток или в плохо освещенном помещении.

Для обозначения возможностей диафрагмы используется число F. Чем оно меньше, тем большими возможностями обладает гаджет. Так, например, на сегодняшний день большинство камер в смартфонах имеют значение диафрагмы f/2 и f/2.2. Топовые модели, как правило, оснащены камерами с лучшим показателем — f/1.8 и f/1.7. При этом некоторые производители создают камеры с автоматической регулировкой диафрагмы: в солнечную погоду она может самостоятельно сжиматься до значения f/2.4, а в плохо освещенном помещении раздвигаться до значения f/1.5. Таким образом, и засветки на снимках не будет от слишком ярких солнечных лучей, и предметы при недостатке освещения отобразятся без помех.

На оптике не экономят

— Хорошая оптика — большая, ведь с помощью большого объектива можно сделать снимок очень емким, — уверен фотограф Максим Зильберман. — Практически все конструкторы смартфонов решают сложную задачу, размещая камеру в маленьком корпусе толщиной 4-5 миллиметров. При этом решают они ее в ущерб качеству снимков.

Важен и материал, из которого выполнены линзы камеры. Для хорошего объектива необходимо стекло оптических марок. Но производители смартфонов часто делают объективы из пластиковых линз. Они дешевле, при этом легче царапаются, менее прозрачны и их оптические характеристики меняются со временем.

Впрочем, некоторые производители сегодня, наоборот, стараются подчеркнуть качество своих камер с помощью сотрудничества с известными фотобрендами. Помимо улучшенных алгоритмов обработки кадров оно дает возможность использовать и более качественные материалы оптических линз. Снимки, сделанные с помощью такой оптики, выглядят детальными и реалистичными.

Проверить качество линз в камере любого смартфона достаточно просто — необходимо рассмотреть снимок на большом экране. Если в углах фотографии не окажется размытий, а мелкие объекты не будут окружать цветные ореолы, то на оптике производитель не сэкономил.

Расписаться цветом

У каждого производителя камерофонов есть свой цветовой почерк. Рождается он из сложной совокупности технических факторов, часть которых мы постарались описать выше. Так, например, снимки камер смартфонов SONY, сделанные в стандартном режиме, можно отличить по холодным, но насыщенным и иногда неестественным цветам. Именно цветастые фотографии приводят в восторг поклонников этого бренда.

У владельцев айфонов от компании Apple другие ценности — слегка притемненные фото с глубокими некричащими тонами. Они хорошо подойдут и для семейного альбома, и для социальных сетей, и для распечатки на фотопринтере. Основатель компании Apple Стив Джобс в принципе был поклонником простоты и универсальности.

Снимки флагманских моделей смартфонов Samsung выделяются своей реалистичностью: и лицо бледное, и морщинки на нем все видны, и блеск в глазах, как в зеркале. Но в целом цветовой диапазон сохраняет теплую гамму оттенков, что создает в итоге очень приятные «соломенные» снимки при дневном свете и невероятно романтичные снимки ночных городов.

Цветовой почерк камер смартфонов китайского производителя Huawei еще более аскетичен. На снимках мы видим холодные оттенки и отточенные контуры объектов. Никаких украшательств в постобработке кадров, окружающая реальность подается в максимально естественных тонах.

У каждого производителя камерофонов есть свой цветовой почерк.

Конкретно

Принципиальные детали

Загляните самостоятельно в технические характеристики гаджета, где есть, например, информация не только о количестве, но и размере пикселей в матрице камеры. Приемлемый показатель — от 1,2 микрона и выше. Бывают исключения: некоторые производители используют технологию, которая объединяет несколько маленьких пикселей в один большой.

Важным для качества снимков является показатель апертуры диафрагмы, который измеряется числом F. Чем он меньше, тем больше возможностей у камеры. Но еще лучше, если производитель предусмотрел несколько режимов работы диафрагмы: при сильном и слабом освещении.

Большое значение также имеет наличие оптической стабилизации, которая предотвращает смазывание изображения в неспокойных условиях съемки.

Рейтинг DxOMark-2019

Какой смартфон лучше снимает

Фото: Reuters

1. HUAWEI P30 Pro; 2. Samsung Galaxy S10 5G;

3. Honor 20 Pro; 4. OnePlus 7 Pro;

5. HUAWEI Mate 20 Pro; 6. Samsung Galaxy S10 Plus ;

7. HUAWEI P20 Pro; 8. Xiaomi Mi 9;

9. Apple iPhone Xs Max; 10. HTC U12+

Данные рейтинга DxOMark получены на основе тестовых исследований камер мобильных устройств. Методика начисления баллов в рейтинге DxOMark засекречена, выставляется итоговый бал по методике «Sensor Overall Score». Это искусственный интегральный показатель, отображающий большой массив данных в виде одной цифры.

Что такое диафрагма в фотоаппарате и телефоне?

Я заметил, производители телефонов ни с того ни сего начали массово писать о диафрагмах в их камерах. Видимо, потому что сегодня уже все фотографы и все наслышаны о том, что светосила — это круто. Полтинник f/1.8 — круто, значит и телефон с камерой f/1.9 — тоже круто. На это очевидно рассчитывают маркетологи популярных брендов. Чтобы развенчать этот миф, придётся пойти в технические дебри.

Почему f/1.8 в полнокадровом фотоаппарате и телефоне не одинаково круто?

Показатель f/ расшифровывается как относительная диафрагма объектива. Это — величина относительного отверстия, через которое проходит свет на считывающую матрицу. Её обычно отождествляют со светосилой, хотя это не совсем точно.

Ключевой момент здесь в слове относительная. Производители телефонов не пишут о фокусном расстоянии объективов в камерах своих смарфтонов. Так же, как и неохотно они пишут о размере считывающей матрицы. Потому что эти параметры абсолютные и очевидные, в отличие от диафрагмы объектива. Вернее, о матрицах пишут только в тех случаях, когда этим можно похвастаться на фоне других (очевидно). На свою модель телефона Samsung Galaxy A3 я не нашёл данных о размере матрицы, как ни старался. Хотя о старших моделях линейки S6, S7 эти данные пишут везде. Зато диафрагме поют дифирамбы:

Фронтальная и основная камеры с диафрагмой f/1.9 – это всегда яркие и четкие снимки даже в условиях низкой освещенности.

Вернёмся в технические дебри. Диафрагма f являет собой отношение фокусного расстояния F к диаметру входного зрачка D (иными словами — отверстия, пропускающего свет).

f=D/F

Давайте выведем из этой формулы физические размеры отверстия, пропускающего свет на матрицу фотоаппарата.

Возьмём для примера объектив камеры GoPro. Его фокусное расстояние составляет 5мм, а диафрагма f/2.8.

Делим 5мм на 2.8 и получаем 1.78мм .

Теперь для сравнения возьмем полнокадровый объектив с такой же диафрагмой — Canon 24-70mm f/2.8L.

Делим 14мм на 2.8 и получаем 8.57 мм.
Делим 70мм на 2.8 и получаем 25 мм.

Для фокусного расстояния в 24мм понадобится размер зрачка 8,5 мм.
Для фокусного расстояния в 70мм понадобится размер зрачка 2,5 см.

Сравним размеры.

Это — задняя линза 24-70.

24-70 задняя линза

Это — объектив GoPro.

объектив gopro размеры

И то и другое f/2.8. Подвох чувствуете?

Всё дело в размерах считывающей матрицы. В GoPro и многих телефонах её размер составляет 1/2.5 дюйма или 5.75 мм/4.28 мм. Размеры сенсора полнокадрового фотоаппарата 36мм*24мм. Как я писал выше, диафрагменное число — параметр относительный. Если у вас маленькая камера с маленьким сенсором и маленьким объективом, она НЕ будет хорошо снимать в темноте и давать размытый фон. Даже если там диафрагма f/1.7, как рекламируют в некоторых телефонах.

На всеми вожделенные параметры, как эффективная светосила, ширина динамического диапазона и качество картинки в целом влияют такие факторы как физический размер пикселя считывающей матрицы и объём света, которые пропускает объектив. Поэтому, чем больше матрица, тем лучше (а чем больше матрица, тем соответственно больше и объектив). А вот с этим у телефонов и экшн камер не очень. Хотя GoPro, естественно, снимает лучше, чем большинство телефонов на сегодняшний день.

Это касается и беззеркальных фотоаппаратов с матрицей 4/3 в сравнении с полнокадровыми моделями.

Ниже для сравнения полнокадровый объектив Canon EF 35mm f/2 IS USM и объектив для системы микро 4/3 Panasonic LUMIX G Leica DG Summilux 15mm f/1.7 ASPH:

объективы панасоник и кенон

При похожих значениях диафрагмы, похожем угле зрения и, кстати, одинаковой стоимости невооружённым глазом видно, что они пропускают сквозь себя разное количество света.

P.S. В принципе, чтобы понять подвох с диафрагмой в телефонах, достаточно визуально оценить размер объектива от зеркалки и размер камеры в телефоне. Но не у всех есть такое желание и возможность.

Список использованной литературы:

  • http://www.photohandle.com/aperture/
  • https://ru.wikipedia.org/wiki/Относительное отверстие
  • https://en.wikipedia.org/wiki/GoPro

Запись опубликована 10.03.2017 автором olegas1 в рубрике статьи для фотографов с метками советы новичкам.

Диафрагма в камере смартфона: зачем она нужна?

Ещё со времён первого фотоаппарата — камеры-обскура, диафрагма влияла на то, каким получится снимок. Раньше приходилось вручную настраивать диафрагму для получения качественного снимка. После того как появились зеркальные камеры, необходимость в настройках отпала. Камеры стали в автоматическом режиме подбирать настройки уровней экспозиции и яркости.

Какую функцию выполняет диафрагма в камере

Диафрагма является одним из трёх ключевых частей камеры. Основная её функция заключается в контроле количества освещения, которое попадает на основной датчик фотокамеры. Также с помощью неё определяется какие объекты в кадре будут в фокусе, а какие нет.

От диафрагмы зависит насколько ярким или тёмным получится изображение.

Технически, диафрагма открывает объектив камеры. Чем шире это отверстие, тем больше света попадает на датчик и тем ярче становится фотография. Соответственно узкое отверстие делает более тёмные снимки.

Измерение диафрагмы

Диафрагму измеряют специальным числом, которое имеет собственную спецификацию, например, f/2.0. Чем ниже число диафрагмы, тем шире раскрывается отверстие. Данная величина является относительной и не привязана к устройству. Вычисляется она отношением фокусного расстояния к диаметру отверстия входного зрачка камеры. Для камер смартфонов обычно используются диафрагмы в диапазоне от f / 1.7 до f / 2.4.

Диафрагма в камере смартфона

В отличие от фотоаппаратов, в которых предусмотрено изменение величины диафрагмы с помощью замены апертуры, в камере смартфона она статична. Технически она представляет собой пластину с отверстием, расположенную перед объективом камеры. Так как смартфоны обладают небольшим объемом пространства, где можно разместить камеру, то создаются небольшие зрачки камеры и соответственно они расположены близко к объективу. Благодаря короткому фокусному расстоянию увеличивается ширина угла обзора камеры.

От размера диафрагмы меняется величина светосилы.

Чем больше света попадет на сенсор камеры смартфона, тем меньше устройство затрачивает сил на обработку сигнала и улучшение качества картинки.

Это также влияет на количество так называемого «шума» на изображениях. Однако в этом случае важны условия освещения. При ярком освещении через широкую диафрагму проходит большое количество света, что приводит к «засветке». И наоборот при плохом освещении, особенно если съемка ведётся в ночное время суток, камеры, у которых слабая светосила снимают только однотонную черноту.

Конечно, современное программное обеспечение смартфонов позволяет сглаживать недостатки или избыток светосилы, однако всё же следует понимать основные тенденции устройства.

Соотношение диафрагмы и расширения камеры

Широкая диафрагма в камере смартфона не всегда является показателем высокого качества. Данное значение всегда следует рассматривать с показателем разрешение в пикселях. Для камер с высоким показателем разрешения не всегда требуется слишком широкое отверстие объектива, чтобы захватить необходимое количество света. Также следует понимать, что при низком количестве пикселей разрешения и небольшой диафрагме будут возникать проблемы во время съёмки с плохим освещением.

Современные решения для диафрагмы

С развитием технологий каждая компания, выпускающая смартфоны, стремится к уменьшению числа диафрагмы на камере. Если пару лет назад стандартом считались камеры с диафрагмой f/2.4, то современные гаджеты уже выпускаются с числом f/1.8-f/1.7.

Появляются смартфоны с двойной диафрагмой. На таких устройствах пользователь может сам задавать какую диафрагму использовать.

Совет! Если остальные характеристики камеры смартфонов равны, то стоит отдавать предпочтение тем, у которых показатель диафрагмы меньше.

Характеристики и функции камер смартфонов — о чем они нам говорят

Покупка смартфона — непростая задача, так как нужно определиться с множеством характеристик и функций. Одна из них — это съёмка фото и видео. Не разбирающиеся люди часто оценивают их качество мегапикселями и удивляются, почему у среднебюджетных китайских смартфонов может быть 108 Мп, в то время как у топового iPhone 14 Pro их всего 48. Всё дело в том, что не мегапиксели определяют качество отснятых фото или видео. Как тогда оценивать характеристики камеры смартфона и какие параметры важны при выборе устройства, мы сейчас и разберёмся.

Galaxy S23 Ultra от Samsung имеет один из лучших наборов камер на рынке смартфонов. Источник: tomsguide.com

Мегапиксели — сколько их должно быть

Большой запас мегапикселей не гарантирует высокое качество изображения. Камера смартфона на 108 Мп не обязательно окажется лучше, чем 64 или даже 48 Мп. Фактически этот параметр указывает лишь на размер фото. Когда в смартфоны устанавливали камеры на 2-3 Мп, производители действительно боролись за каждый мегапиксель и это давало ощутимое преимущество. Но как только их количество превысило два-три десятка, дальнейшая гонка перестала иметь смысл. Сейчас в китайских смартфонах камера на 108 Мп является скорее маркетинговым ходом, чем реальным конкурентным преимуществом. Например, такой модуль установлен в среднебюджетные модели Redmi Note 12S или Huawei Nova 10 SE.

Количество мегапикселей определяет количество пикселей или точек, из которых состоит изображение. Теоретически, чем их больше, тем более чётким должен быть снимок. Но не так все однозначно, потому что многое ещё зависит от размера матрицы. Когда количество мегапикселей наращивают увеличением её размера — это положительно сказывается на качестве снимков. Если же производитель уменьшает размер самого пикселя и использует маленькую матрицу, заметного улучшения это не даст.

Фото сделаны на Galaxy S22 Ultra: слева — 12 Мп, справа — 108 Мп. Источник: androidpolice.com

Для создания качественных кадров вполне хватит 12-16 Мп. Например, iPhone SE 2022 имеет всего одну главную камеру на 12 Мп, и снимает он очень достойно. Исключением может стать только съёмка в условиях плохого освещения, при которых 108 Мп иногда действительно дают лучшее качество за счёт пиксельного биннинга, о котором будет рассказано ниже.

Размер матрицы имеет значение

Матрица или сенсор — основа каждой цифровой камеры. Именно этот элемент улавливает свет, преобразуемый в фотографию. Главная характеристика матрицы — это размер. Учитывается диагональ сенсора и указывается в виде дроби типа 1/х. Чем ниже значение «х», тем крупнее матрица. Таким образом, сенсор размером 1/2.7” меньше, чем 1/1.4”.

Матрица состоит из пикселей. Каждый из них — это маленький кусочек кремния, улавливающий свет и преобразующий его в цветное изображение. Размер матрицы определяет количество размещаемых на ней пикселей и их размер (от 0.6 до 2.0 мкм).

Теоретически, чем крупнее пиксель, тем больше он способен уловить света и тем качественнее кадры, сделанные в темноте, но есть исключение — это пиксельный биннинг. Технология позволяет объединять соседние пиксели. Если в смартфоне 108 Мп, фактически это 12-мегапиксельный модуль. Просто в нем пиксели группируются по 9 штук.

Сравнение матриц в смартфонах Huawei. Источник: blogspot.com

Например, камера на 108 Мп с пикселями по 0.7 мкм может выдавать изображения лучшего качества, по сравнению с 12 Мп с пикселями по 1.8 мкм. Дело в том, что в 108-мегапиксельной камере девять рядом стоящих пикселей соединяются в один виртуальный суперпиксель размером 2.1 мкм. Итоговое разрешение кадра все равно остаётся 12 Мп.

При выборе камерофона важно учитывать размер матрицы и пикселей, из которых она состоит. Но и не стоит скидывать со счетов среднебюджетные смартфоны с модулем на 108 Мп. Пиксельный биннинг иногда творит чудеса. Но если стоит выбор между большим количеством мегапикселей или большой матрицей с меньшим разрешением, второй вариант предпочтительнее.

Размер диафрагмы

Её также называют апертурой. Этим параметром определяют размер пропускного отверстия объектива. Чем шире, тем больше света попадёт на матрицу и тем качественнее будут фото в условиях плохого освещения.

Диафрагму указывают в формате f/x. Чем меньше показатель «х», тем шире отверстие и тем значительнее светосила объектива. Например, камера смартфона с апертурой f/1.8 при слабом освещении будет снимать лучше, чем f/2.8.

Оптическая стабилизация

При съёмке на смартфон любые неосторожные движения рук могут смазать кадр. В солнечный день это происходит не так часто, как при съёмке в вечернее время или просто в условиях слабого освещения. В таком случае выдержка увеличивается, а камере нужно больше времени для пропуска достаточного количества света на матрицу. Пока диафрагма остаётся открытой, смартфон в руках и все объекты в кадре должны оставаться неподвижными. В противном случае, изображение смажется.

Пример работы оптического стабилизатора при создании ночных кадров. Источник: xiaomiui.net

Оптический стабилизатор или OIS способен спасти ситуацию. Технология основана на отсутствии жёсткой фиксации модуля камеры к корпусу. Небольшая подвижность нивелирует дрожание смартфона в руках. Тем самым чёткость фотографий повышается, особенно при слабой освещённости.

В бюджетных смартфонах оптического стабилизатор нет, и в среднебюджетниках он встречается нечасто. Максимум, на что можно рассчитывать — это электронная стабилизация. Но по качеству работы она сильно уступает полноценной оптической.

Зум — оптический или цифровой

Зум определяет возможности камеры приближать изображение. Цифровом исполнении функция работает очень просто: увеличение происходит за счёт обрезания полноразмерного кадра. Это приводит к неизбежному снижению качества.

Сравнение цифрового и оптического зума. Источник: techijau.com

У оптического зума другой принцип действия. Для него в смартфон устанавливают дополнительные объективы с другими линзами. Так в Samsung Galaxy S23 Ultra сразу два оптических зума — 3х и 10х. Вдобавок ещё имеется 100-кратный цифровой. Китайский Xiaomi 13 Ultra наступает ему на пятки со своими камерами с оптическим зумом 3.2х и 5х. А вот продвинутый iPhone 14 Pro может похвастаться только телеобъективом с 3-кратным увеличением.

Количество и виды модулей камеры

Даже в самом бюджетном смартфоне есть минимум две камеры — основная и фронтальная. Также производители устанавливают дополнительные. В недорогих моделях они нужны преимущественно для маркетинга и придания устройству более солидного вида, в то время как в продвинутых гаджетах они играют реальную практическую роль.

Сверхширокоугольный модуль — дополнительный объектив с увеличенными углами обзора. Предназначен для съёмки пейзажей или объектов архитектуры. В кадр можно вместить больше деталей даже с относительно близкого расстояния. В недорогих смартфонах у данного модуля небольшое разрешение, поэтому качество снимков намного ниже, чем на основную камеру.

В бюджетном Honor X6 три тыльные камеры, но в реальности используется только одна. Источник: techlekh.com

Телеобъектив — это модуль, отвечающий за увеличение изображения. Именно от него зависит кратность оптического зума. Его устанавливают преимущественно во флагманские модели устройств.

Макромодуль — встречается в бюджетных и среднебюджетных гаджетах. Разрешение у него обычно небольшое — 5-8 Мп. На практике им почти никто не пользуется.

Сенсор глубины резкости — предназначен для размытия заднего фона в портретном режиме. Этот модуль можно встретить во многих бюджетных смартфонах. Его используют, чтобы сделать блок с камерами на тыльной стороне корпуса более солидным.

Заключение

Покупая смартфон с хорошей камерой, необходимо учитывать не только обещанные производителем мегапиксели. Не менее важны такие параметры, как размер матрицы, наличие оптического стабилизатора и максимальная диафрагма. Если планируется снимать что-либо издалека, необходимо обратить внимание на наличие и кратность оптического зума. А вот на датчик глубины резкости и макромодуль можно не обращать особого внимания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *