Встроенная в смартфон камера – сложное механическое устройство, состоящее из множества компонентов. Давайте вместе разберемся какие характеристики камеры оказывают непосредственное влияние на качество снимка и можно ли выбрать хорошую камеру, ориентируясь исключительно на количество мегапикселей.
Светочувствительная матрица
Матрица камеры обладает целым рядом параметров, влияющих на качество фотографии. Разрешение матрицы, выраженное в количестве точек-пикселей, является наиболее понятной характеристикой с потребительской точки зрения. Один мегапиксель равен одному миллиону пикселей, чем выше данный параметр, тем большее количество точек может содержать полученное фото, тем выше будет детализация изображения. Однако это далеко не единственный показатель.
По сути, матрицей называют фотоэлемент прямоугольной формы, на котором расположены миллионы микроскопических диодов. Каждый из диодов ответственен за формирование отдельного участка изображения и характеризуется уровнем светочувствительности и скоростью смены состояния.
Перед тем как спроецированный объективом поток света достигает диодов, он проходит сквозь цветовой фильтр, точнее через систему, состоящую из трех фильтров, соответствующих цветовой схеме RGB. На отдельный диод попадает лишь треть цветовой информации, отсеянная красным, зеленым или голубым фильтром. Итоговый цвет одного пикселя формируется через сопоставление текущих состояний трех соседних светодиодов. За обработку подобного рода информации отвечает процессор фотокамеры.
Существует несколько технологий производства матриц. На сегодняшний день наибольшее распространение получили CMOS-матрицы, отличающиеся пониженным потреблением электроэнергии и высокой скоростью формирования готового графического файла. Для улучшения световой восприимчивости элементов матрицы, она может оснащаться специальным усилителем, позволяющим вести съемку в условиях плохого освещения.
Качество снимка зависит не только от количества задействованных фотоэлементов, но и от их физических размеров. Чем больше площадь диода, тем большее количество света он получает, соответственно уровень цветопередачи и достоверность фотоснимка улучшается. Желательно, чтобы между отдельными пикселями было предусмотрено небольшое расстояние, если они будут расположены тесно друг к другу, неизбежно образование цифрового шума.
Чтобы уместить большое количество крупных пикселей и обеспечить дистанцию между ними, необходимо задействовать большую по площади матрицу. Если речь идет о фотоаппарате, проблем не возникнет, однако в компактном корпусе смартфона крайне сложно поместить большую матрицу – приходиться идти на компромиссы и подбирать матрицу с оптимальным соотношением величины пикселей, их количества и компоновки.
Новые технологии позволяют улучшить рабочие показатели небольших матриц для камер смартфона. В частности разработаны методики изоляции отдельных пикселей, в результате чего достигается более высокая восприимчивость фотоэлементов к свету. Также нашли распространение матрицы, оснащаемые RGBC-фильтром. Он содержит дополнительный прозрачный фильтр, информирующий элементы матрицы о текущем уровне освещенности.
Принцип работы объектива
Первичная обработка светового потока происходит на линзах фотокамеры. За последние годы конструкция камер в смартфонах серьезно эволюционировала: в ее составе может быть от 5 до 8 линз, расположенных в определенной последовательности. Сложность миниатюрного объектива практически не отличается от таковой в профессиональных фотоаппаратах.
От качества объектива напрямую зависит результат фотосъемки. Даже технологически совершенная матрица не способна устранить дефекты, порожденные плохим объективом: снимок будет обладать заявленным количеством мегапикселей, но обнаружится недостаток четкости. Характерный признак низкокачественной оптики – видимые невооруженным глазом размытости по углам фотографии.
Важнейшей характеристикой объектива, по которой оцениваются его возможности, является фокусное расстояние. Сегодня даже в камерах бюджетных смартфонов данный показатель весьма неплох, хотя номинальные величины иногда отличаются от фактического фокусного расстояния. Большинство камер оснащается широкоугольным объективом, позволяющим захватить в кадр любую сцену. Для создания панорамных фото необходимо, чтобы в камере присутствовал сверхширокоугольный объектив.
Диафрагменное число – еще один показатель, информирующий о качестве объектива. Его часто указывают в спецификации смартфона в формате «f/число». Чем меньшим будет число, идущее после косой черты, тем лучшей пропускной способностью обладает объектив, тем больше света поступает на матрицу. Так, сравнивая две камеры с диафрагменным числом f/1.8 и f/2.0, можно констатировать, что первая камера покажет лучшие результаты при недостаточном освещении, чем вторая.
Виды автофокуса
Функция автофокуса необходима для наведения резкости. Без нее будет сложно снимать людей и предметы, находящиеся на небольшом отдалении и практически невозможно проводить макросъемку. Камера без автофокуса позволяет работать только с общими планами и фотографировать объекты, находящиеся на большом расстоянии.
Наиболее простой реализацией механизма автофокусировки является контрастный метод. Камера не рассчитывает реальное расстояние до объекта, а проводит цифровой анализ полученного изображения. Наведение резкости проводится после определения цветового контраста конкретного объекта на фоне остальных объектов. Процесс довольно затратный по времени, случаются ошибочные срабатывания.
Более продвинутая в техническом плане фазовая автофокусировка срабатывает намного быстрее и точнее, чем контрастный метод. Для ее работы задействуются специальные датчики, расположенные на матрице. Они автоматически определяют местонахождение объектов, в том числе быстро движущихся. Технология фазовой фокусировки может называться по-разному, к примеру, в спецификациях к смартфонам Samsung указывается название Dual Pixel, а iPhone аналогичный режим назван Focus Pixels.
Лазерный автофокус считается самым точным, позволяя проводить измерения расстояния до удаленного объекта. Принцип его работы заключается в освещении предмета лазерным лучом, находящимся возле объектива, и измерении времени, которое потребовалось световому потоку, чтобы отразиться от объекта и достичь поверхности сенсора. Скорость срабатывания лазерного автофокуса впечатляет, однако радиус действия системы ограничен несколькими метрами, поэтому фокусировка на удаленных объектах производится другими методами.
Зачем нужен датчик света
Довольно часто съемка ведется в условиях смешанного освещения и камере сложно самостоятельно определить, какой световой режим необходимо выставить. Датчик света решает данную проблему, автоматически отслеживая параметры окружающего освещения и передавая процессору сведения для настройки. В результате камера сможет правильно выставлять баланс белого для получения естественной цветопередачи.
Стабилизация изображения
В современных смартфонах встречается два вида стабилизации: оптическая и цифровая. Первый тип стабилизации предполагает использование гироскопов, определяющих пространственное положение смартфона. При малейшей тряске система корректирует положение линз, чтобы поддерживать стабильный кадр. Оптическая стабилизация позволяет снизить цифровой шум и сократить количество смазанных снимков.
При цифровой стабилизации изображение проецируется на центральную часть сенсора, во время тряски кадр смещается в сторону и итоговый снимок не теряет в качестве. Цифровая стабилизация эффективна не только в режиме фотографии, но и во время съемки видеороликов.
Зум и углы обзора
Функция зуммирования полезна в тех случаях, когда необходимо увеличить изображение отдельного объекта. Цифровой зум реализован на программном уровне: центральная часть изображения вырезается и увеличивается методом экстраполяции. Однако добиться увеличения без потери качества возможно только с использованием оптического зума. В таких камерах установлен выезжающий объектив, наподобие обычной фотокамеры.
Угол обзора камеры задает объем пространства, который будет охвачен в одном кадре. Может показаться, что чем больше углы обзора, тем лучше, однако с увеличением данного параметры появляются геометрические искажения. Сверхширокоугольные камеры хороши для панорамной съемки, во всех остальных случаях лучше выбрать модель со стандартными углами обзора.
В чем преимущества двойной камеры
Появившиеся в последнее время модели смартфонов с двойной камерой обладают целым рядом полезных функций. Второй модуль камеры, зачастую работающий в черно-белом режиме, выполняет вспомогательные задачи, анализируя уровень освещенности объекта и фиксируя другие параметры. Программное сопоставление кадров с двух камер увеличивает качество снимка, снижает уровень цифрового шума, добавляет изображению контрастности.
Съемка видео
Качество съемки видеороликов зависит от множества параметров и количеством мегапикселей дело далеко не ограничивается. Для обычного пользователя будет достаточно иметь представление о двух показателях: битрейте и FPS.
Под битрейтом подразумевается объем данных, которые способна передавать матрица камеры на центральный процессор за единицу времени. Битрейт измеряется в мегабитах в секунду.
Аббревиатура FPS расшифровывается как «кадры в секунду», то есть данный параметр влияет на плавность съемки. Минимальная величина для комфортного просмотра – 30 FPS, однако при 60 FPS видео будет приятно смотреться не только на смартфоне, но и на большом экране.
Заключение
Мы попытались объяснить простыми словами, на что влияют те или иные характеристики камеры смартфона. Надеемся, что полученная информация окажется полезной, и вы сможете без особых усилий определить качество камеры и уровень ее технологичности, ориентируясь исключительно по техническому описанию смартфона.
