Будь то новый Samsung Galaxy S21 Ultra, серия Apple iPhone 12 или Huawei Mate 40 Pro, неровности блока камер кажутся больше, чем когда-либо. Фактически, телефоны с самыми большими блоками камеры обычно лучше снимают. Хотя эта тенденция, по-видимому, положительно влияет на качество фотографий, это не самый эстетичный компромисс, и он делает телефоны более громоздкими.
Когда дело доходит до высококачественной мобильной фотографии, невозможно избежать увеличения блока камеры. Но почему? Чтобы понять, давайте немного углубимся во внутреннюю работу камеры смартфона.
Фокусное расстояние, линзы и кроп-факторы
Прежде чем углубляться в объяснение выступов камеры, нам нужно разобраться с некоторыми важными атрибутами всех конструкций камеры.
Начнем с линз и фокусного расстояния. Каждый объектив камеры, от зеркальных фотокамер до смартфонов, фокусирует падающий свет в точке фокусировки, известной как конвергенция. Эта фокусная точка - это место, где находится датчик изображения для цифровой съемки вашего изображения. Фокусное расстояние определяет расстояние от объектива до точки фокусировки, измеряемое в миллиметрах. Но в действительности сложные слои линз означают, что фактическая длина зачастую меньше указанной. Однако эффект тот же.
Проще говоря, фокусное расстояние определяет поле зрения камеры и ее угол захвата. Более длинные фокусные расстояния сужают поле зрения и увеличивают масштаб. Вы можете вообразить это, рассмотрев, как изменение фокусного расстояния изменяет угол обзора, когда свет преломляется через объектив камеры.
Важно отметить, что фокусное расстояние также влияет на перспективу изображения. При большем увеличении наблюдается менее заметное разделение и различие между объектами переднего и заднего плана.
Другой не менее важной частью этого уравнения является «фактор урожая». Его часто путают со свойствами фокусного расстояния. Кроп-фактор камеры зависит от размера датчика изображения. Представьте, что вы смотрите через объектив камеры. Объектив фиксирует изображение независимо от размера сенсора. Поэтому окончательное изображение, снятое через объектив, обрезается в зависимости от размера датчика изображения.
Обратите внимание, что датчик изображения меньшего размера имеет побочный эффект в виде более плотного кадрирования и более узкого поля зрения. Это создает более увеличенный вид полнокадровых изображений, известный как умножение фокусного расстояния. Это одна из причин, по которой в телеобъективах смартфонов используются небольшие датчики изображения. Однако кадрирование не дает такого же эффекта перспективы, как собственное полнокадровое фокусное расстояние при том же увеличении. Кроп-фактор важно понимать, так как он играет важную роль в поле зрения как для зум-камер, так и для широкоугольных камер смартфонов.
В поисках больших сенсоров и более длинных зумов
Первая причина для увеличения корпуса камеры - стремление к увеличению дальности. Как упоминалось ранее, фокусное расстояние - ключевой компонент увеличения камеры. Хотя сложные конструкции линз могут увеличить эффективное фокусное расстояние, в конечном итоге для увеличения расстояния требуется большее расстояние между линзой и датчиком. Это требование является движущим фактором использования перископической технологии для камер с очень дальним зумом без огромных выступов камеры. Они увеличивают расстояние от объектива до датчика изображения, используя зеркала для отражения света. Тенденция к увеличению возможностей телеобъектива с увеличением почти наверняка является причиной более толстых выступов камеры.
Второй фактор, вызывающий большие блоки камеры, - это потребность в более крупных датчиках изображения. Такие датчики улучшают захват света и качество изображения. Хотя размер сенсора зависит от кроп-фактора, а не от фокусного расстояния, есть причины, по которым более длинные фокусные расстояния могут быть желательны для более крупных сенсоров.
Во-первых, смартфоны, вероятно, захотят сохранить ту же рамку изображения и увеличение, что и предыдущие модели, при переходе на более крупный датчик. Для сохранения того же кроп-фактора с датчиком большего размера требуется большее фокусное расстояние. В противном случае вы получите более широкое поле зрения, что может быть нежелательно. Это более важно в контексте многокамерных систем, где требуется установить увеличение между сверхширокоугольной, основной и телеобъективной настройками камеры.
Наконец, нам нужно учитывать искажение линзы, которое обычно наиболее заметно по краям линзы. Увеличение размера сенсора и использование большего кадра объектива может привести к более заметным искажениям. Скорее всего, это проблема маленьких объективов с широкой диафрагмой, используемыми в мобильных телефонах.
Здесь могут помочь более качественные линзы. Однако, как известно, их сложно построить для компактных форм-факторов смартфонов и их очень широких апертур. Альтернативное решение - отрегулировать фокусное расстояние. Тогда поле зрения попадает в зону наилучшего качества линзы ближе к центру, где меньше шансов на искажение. Однако это снова требует использования большего фокусного расстояния и, следовательно, большего размера корпуса камеры.
Точно так же рассмотрим обратные требования к широкоугольным датчикам. Датчики большего размера или меньшие фокусные расстояния используются для расширения кадрирования и / или увеличения поля зрения. Вот почему вы заметите гораздо больше искажений по краям широкоугольных изображений.
Хотя нет единого объяснения увеличения толщины выступов камеры в последние годы, есть общая тема. Тенденция сводится к тому, что дизайнеры камер для смартфонов борются против законов физики, чтобы улучшить возможности камеры и качество изображения.