Сказка о 100-кратном увеличении: объяснение фокусного расстояния смартфона и оптического увеличения
Содержание:
Примечание. Поскольку эта статья носит технический характер, в конце каждого раздела вы найдете короткие TL; DR (слишком долго; не читали) с наиболее важными моментами.
Основа: угол обзора, фокусное расстояние и эквивалентное фокусное расстояние.
Чтобы понять степень оптического увеличения, которую на самом деле предлагает смартфон, нам сначала нужно взглянуть на фокусные расстояния. Фокусное расстояние объектива указывает расстояние между объективом и его фокусной точкой. Таким образом, оптическая система с очень большим фокусным расстоянием фокусирует свет так, чтобы он проходил очень далеко за объективом. Таким образом, большое фокусное расстояние означает малый угол обзора, или, в просторечии, известный как «сильный зум».
К сожалению, фокусное расстояние зависит не только от угла зрения. Размер датчика изображения, расположенного за объективом, также играет очень важную роль. Меньший датчик изображения с тем же объективом займет соответственно меньшую часть изображения и, таким образом, обеспечит «больший масштаб».
Разные размеры сенсоров для смартфонов
Чтобы вычислить датчик изображения в уравнении и сравнить разные камеры друг с другом, существует так называемый формат или коэффициент кадрирования. Коэффициент формата определяется как «один» для полнокадрового и / или 35-мм датчика. Кроп-фактор просто описывает отношение размера диагонали полного формата к диагонали соответствующего датчика изображения.
Если вы умножите фактическое фокусное расстояние оптической системы на кроп-фактор датчика изображения, вы получите фокусное расстояние оптической системы в его эквиваленте 35 мм. Это также наиболее часто встречающаяся спецификация на листах аппаратного обеспечения производителей смартфонов. Это имеет смысл, поскольку эквивалентное фокусное расстояние прямо пропорционально углу обзора и, таким образом, обеспечивает сопоставимое значение для всех смартфонов и камер.
Фокусные расстояния и их углы обзора
Эквивалент фокусного расстояния 35 мм Угол обзора по диагонали 12 миллиметров 122,0 градуса 24 миллиметра 84,1 градуса 50 миллиметра 46,8 градуса 85 миллиметра 28,6 градуса 105 миллиметра 23,3 градуса
Совет:
Почти каждая камера хранит всевозможную информацию о настройках, используемых в данных EXIF для фотографий в формате JPEG. Здесь вы всегда найдете фактическое фокусное расстояние, а не фокусное расстояние в его 35-миллиметровом эквиваленте. Это увлекательно для тех, кто любит все сложные детали, содержащиеся в технических характеристиках оборудования: если вы знаете эквивалентное фокусное расстояние, отношение к фактическому фокусному расстоянию позволяет сделать достаточно точный вывод о размере сенсора. Хотя это часто не указывается в технических характеристиках оборудования, производители теперь раскрывают до смешного крошечные датчики, которые камеры их смартфонов несут под капотом.
TL; DR: Чтобы сравнить возможности «увеличения» различных камер, фокусное расстояние дано в эквиваленте 35-мм пленки, потому что оно напрямую коррелирует с углом обзора. 24 мм в 35-мм эквиваленте одинаковы для любой камеры.
Что означает оптический зум для смартфонов?
Сегодня эквивалент фокусного расстояния 35 мм определяет, насколько большой объект отображается на датчике на определенном расстоянии от камеры. Оптический зум означает, что камера может создавать изображения под разными углами или размерами за счет изменения фокусного расстояния.
С другой стороны, цифровой зум – это не что иное, как обрезка фотографии с помощью программного обеспечения, которое уменьшает угол обзора или увеличивает фокусное расстояние. По сравнению с необрезанной фотографией это, естественно, означает потерю разрешения. Неважно, кадрируете ли вы в Photoshop (в центре) или с «гибридным увеличением» (справа). / © NextPit
Чтобы проиллюстрировать диапазон фокусных расстояний или гибкость объектива, в фотографии стало обычным делом отношение наименьшего фокусного расстояния к наибольшему. Оптическая система от 25 до 100 миллиметров имеет четырехкратный оптический зум – или имел это в нынешнюю эпоху.
Это потому, что маркетинговые отделы производителей смартфонов выбросили из головы все предыдущие священные условности, установленные в традиционной фотографии. Вместо этого они вносят какую-то ерунду в спецификации. Главное, чтобы она показывала более высокую цифру, чем у конкурентов, а непритязательный покупатель попался на нее и купил. Правильно?
Что означает 30-кратный оптический зум?
Первые смартфоны с двумя камерами обычно имели двойной оптический зум – фокусные расстояния двух линз составляли около 25 и 50 миллиметров. Оттуда прогресс пришел в виде все более мощных телеобъективов, а двойной зум в конечном итоге стал «пятикратным» в приложении камеры. Когда сверхширокоугольный объектив вошел из смартфонов LG в изобилие ваших повседневных смартфонов, практически все описывали гигантский угол обзора как «0,5x» или «0,6x». Другими словами, он работает как стрелок с квази-0,5-кратным зумом по сравнению с основной камерой.
Samsung Galaxy S20 Ultra – хороший пример, где он оптически воспроизводит эквивалентные фокусные расстояния от 13 миллиметров до 103 миллиметров – и, таким образом, имеет примерно восьмикратный оптический зум. Интересно, что эту цифру нигде нельзя найти, и, в зависимости от вашей доброй воли, ее можно рассматривать как небрежность со стороны отдела маркетинга или как преднамеренное систематическое умаление фактов с целью побудить потенциальных покупателей к покупке функций. которые просто не могут выполнить то, что было обещано на бумаге. Прочтите наш обзор камеры Galaxy S20 Ultra, чтобы узнать больше.
Извините, но это просто глупо. / © NextPit
TL; DR: тройной оптический зум означает, что наибольшее фокусное расстояние системы камеры, разделенное на наименьшее фокусное расстояние, дает ровно три. Samsung Galaxy S20 Ultra имеет 4-кратный оптический зум.
100-кратный гибридный зум и другие фантастические заявления
Итак, откуда взялось требование “100x”? Samsung Galaxy S20 Ultra, например, так гордо несет это заявление в своих маркетинговых материалах? Чтобы добиться 100-кратного оптического зума, смартфон теперь должен будет покрывать диапазон фокусных расстояний от 13 до 103 миллиметров в его 35-миллиметровом эквиваленте – и если бы это действительно произошло, он, вероятно, был бы чрезвычайно большим по размеру и дорогим.
Ответ на вопрос, «откуда» 100x, прост: из воображения менеджеров по продукции Samsung. В отличие от оптических зумов «настоящих» камер, этот «100-кратный» абсолютно не имеет отношения к оптическим возможностям системы камер. Скорее, Samsung решила остановиться на какой-то фантастической ценности в качестве верхнего предела для своей камеры.
После многих лет просветительской работы технических журналистов, которые фактически вжегли термины «цифровой зум», «гибридный зум» или «космический зум» в наше коллективное сознание, следующей модной фразой, которая сейчас встречается, будет «оптический зум». Независимо от названия, это не означает ничего, кроме того, что это простой старый цифровой зум, достигший максимального оптического фокусного расстояния.
Достаточно ли качества изображения при 100x, чтобы заставить вас съежиться? Ничего страшного, если вы можете выгравировать его на корпусе смартфона. Изображение 100x выглядит крайне нечетким уже в формате штампа здесь, в коллаже. Поверьте, вы не хотите видеть картину в целом. / © NextPit
Независимо от того, есть ли в технических характеристиках 60-кратный, 100-кратный или будущий 200-кратный гибридный зум, это ничего не говорит о качестве изображения. В лучшем случае это подчеркивает серьезность различных производителей смартфонов. Если вы действительно хотите знать, насколько близко смартфон может увеличивать масштаб при сохранении приемлемого качества изображения, важны следующие три значения:
- Фокусное расстояние телеобъектива в эквиваленте 35 мм.
- Датчик изображения, используемый в этом же телеобъективе.
- Светосила телеобъектива.
Фокусное расстояние телеобъектива в эквиваленте 35 мм говорит вам, насколько хорошо смартфон может приближать удаленные объекты с помощью оптического увеличения. Если соотношение между фантастическим увеличением и оптическим увеличением слишком сильно различается, телефону придется выполнять масштабирование цифровым способом – и качество изображения определенно пострадает.
Здесь на помощь приходит датчик изображения, используемый в телеобъективе: чем больше датчик изображения, тем больше света он может улавливать, что приводит к лучшему качеству изображения. Очень большой датчик изображения не только обеспечивает более качественные фотографии при оптическом увеличении через объектив, но и предлагает больше места для цифрового увеличения.
И последнее, но не менее важное: сила света или диафрагма телеобъектива играет роль. Диафрагма описывает, сколько света датчик может пропустить на фото. Вообще говоря, чем больше света, тем меньше шума и меньше риск дрожания камеры. Это особенно актуально для телеобъективов на смартфонах, которые, как правило, страдают от заведомо слабых линз.
Линзы перископа относительно новы: Honor 30 Pro + также имеет объектив с очень длинным фокусным расстоянием. Однако «50-кратный зум» на корпусе не оправдывает такое утверждение. / © NextPit
Эти три аспекта можно увидеть в спецификации. Наряду с заведомо сложным количественным определением качества алгоритмов камеры, они в значительной степени отвечают за качество изображения.
Прочитайте больше: Руководство по диафрагме камеры смартфона: что на самом деле делает F1.7?
Сравнение цифрового и оптического зума: лучше, чем предполагает его репутация
Однако, исходя из трех приведенных выше пунктов, есть также случаи, когда цифровой зум может быть лучше своего оптического аналога. Например, Samsung Galaxy S20 вызвал большой резонанс в технической сфере, когда камера подверглась испытаниям. Компания Samsung рекламировала смартфон с «3-кратным гибридным оптическим зумом». 64-мегапиксельный «телеобъектив» на самом деле имеет только 1,06-кратный оптический зум по сравнению с основной камерой, а остальные 2,94 раза являются гибридным зумом, основанным на цифровом увеличении. Хотя это можно считать смелым маркетинговым ходом, он также довольно наивен и справедливо имел неприятные последствия.
Хотя потенциальный шум был предсказуем, цифровой зум в Samsung Galaxy S20, вероятно, лучше, чем многие другие варианты оптического зума. Это потому, что 64-мегапиксельный сенсор действительно велик – 1 / 1,72 дюйма и предлагает площадь поверхности около 40 мм2. Если бы мы разделили сенсор на девять прямоугольников равного размера и рассмотрели среднюю область как независимый сенсор, мы получили бы сенсор 1 / 4,4 дюйма, который Huawei полагается на свои устаревшие. P20 Pro по размеру сенсора. Поэтому стоит присмотреться к нему.
Это похоже на изысканный корм для кошек: только два процента тройного «гибридного оптического увеличения» в S20 + является оптическим, остальное – цифровым. / © NextPit
TL; DR: очень большой датчик с цифровым зумом может обеспечить лучшие результаты, чем крошечный датчик с оптическим зумом. Датчик – решающий фактор. Однако в большинстве случаев оптический зум дает преимущество.
Подробнее: Exmor, Isocell & Co .: Почему сенсоры изображения в смартфонах так важны!
Совет при покупке: лучший смартфон с оптическим зумом
У какого смартфона лучший оптический зум? Наши предыдущие тесты фактически указывают на Samsung Galaxy S20 Ultra, о котором говорилось выше.
Однако: это не имеет ничего общего с заявлением о 100-кратном увеличении в спецификации. Фактически, у Samsung есть встроенный датчик изображения, который достаточно велик, что позволяет ему улавливать достаточно света, несмотря на узкую диафрагму. Кстати, вам не нужно ожидать пригодных для использования фотографий при 100-кратном увеличении – начиная примерно с 10-кратного, веселье заканчивается, остальное – в лучшем случае смехотворное усилие.
Если вы действительно ищете универсал, когда дело доходит до фотографии со смартфона, вам лучше взглянуть на следующую статью.
Прочитайте больше: Лучшие смартфоны с камерой, которые можно купить в 2020 году
