click fraud protection

Якби хтось із перших днів використання мобільних телефонів перейшов на сьогоднішній день, він може збентежитися, що однією з особливостей, які найбільше турбують наші телефони, є камери.

Ранні камери телефону були абсолютно жахливими, але можливість мати камеру з собою, куди б ви не пішли, швидко зробила їх надзвичайно популярними. Таким чином, виробники вкладали абсолютну цінність у розробку камер, і тепер у нас є телефони з камерами, які можуть дати можливість професійним камерам працювати за свої гроші. Принаймні за відповідних умов.

Одна річ, яку наразі мають відносно небагатьох камер смартфонів, – це оптичний зум. Тим не менш, ви з часом почнете бачити це в нових телефонах. Це робить правильний час для обговорення питання оптичного чи цифрового масштабування.

Що таке “масштабування”?

Ви, напевно, вже знаєте, що таке масштабування камери. Принаймні, ви знаєте, що це робить. “Масштабування” – це функція, завдяки якій об’єкт на вашій фотографії, що знаходиться далеко, з’являється поблизу. Вплив на фотографію полягає в тому, щоб по суті змінити її, змусивши об’єкт або людину заповнити більший простір.

Існують різні способи досягнення цього ефекту, але більшість камер смартфонів використовують метод під назвою цифровий зум. Щоб зрозуміти, чим оптичний зум відрізняється від методу цифрового масштабування, який ми використовуємо зараз, нам спочатку доведеться пояснити цифровий зум, оскільки він зараз використовується у переважній більшості телефонів.

Це роблять усі: цифровий зум

Цифровий масштаб – це майже те саме, що обрізати та змінити розмір фотографії у програмі, наприклад Фотомагазин . Основна відмінність полягає в тому, що ви робите це в прямому ефірі, під час фотографування або відеозйомки. То в чому велика справа? Все зводиться до пікселів. Звідси і походить «цифрове» в цифровому масштабуванні.

Коли ви збільшуєте цифрове зображення, воно стає більш «піксельним». Це тому, що у вас є постійний запас пікселів. Єдиний спосіб масштабування – збільшити пікселі. Зображення стає більш зернистим, дрібнішим і закінчується зображенням низької точності.

Тоді це виглядає як катастрофа для смартфонів, але різні трюки були розроблені виробники смартфонів протягом багатьох років зменшують вплив пікселізації на зображення з цифровим збільшенням проблема. Оскільки камери на сучасних телефонах мають датчики, здатні захоплювати набагато більше пікселів, ніж зазвичай потрібно більшості людей. Отже, можна урожай до розділу повної роздільної здатності датчика без втрати якості.

Це чудово, якщо ви хочете зробити знімок, відповідний для соціальні мережі , але якщо ви хочете зробити фотографію з повною роздільною здатністю камери, ви не зможете збільшити масштаб будь -якої її частини без втрати деталей.

Більшості людей, ймовірно, байдуже мати величезні зображення з повною роздільною здатністю, які все одно неможливо завантажити у FaceBook або InstaGram у їх справжній якості. Однак все більше людей дуже серйозно ставляться до фотографії зі смартфона. Це означає, що існує ринок для більш преміальних рішень. Тут оптичний зум потрапляє на зображення.

Каламбур цілком призначений.

Вигин світла: оптичний зум

Оптичний зум – це просто метод масштабування, який використовує світло для збільшення зображення. Він працює так само, як збільшувальне скло, прогинаючи світло через оптичне середовище (лінзу) для створення більшого зображення.

У спеціальній камері, такій як цифровий дзеркальний фотоапарат (цифрова однооб’єктивна рефлекторна камера), у вас є великі збірки об’єктивів, які можуть збільшувати масштаб, фізично переміщуючи об’єктив вперед-назад. Це змінює фокусну відстань між об’єктивом і датчиком камери. Проектування збільшеного зображення на весь датчик.

Як ви, напевно, можете зрозуміти з того, як він працює, це означає, що збільшене зображення, що проектується через об’єктив, охоплює весь датчик із повною роздільною здатністю при освітленні. Це означає, що збільшене зображення має стільки ж деталей, скільки повне зображення на камері лише з цифровим масштабуванням. Це справді збільшення зображення без втрат.

Оптичний зум важкий у смартфоні

Досягнення оптичного масштабування в смартфоні – справа нетривіальна. Ви не можете мати величезний моторизований об’єктив на задній панелі телефону. Хоча насправді це було зроблено. Наприклад, Samsung Galaxy S4 Zoom був, по суті, смартфоном із компактною цифровою камерою, приклеєною на задній панелі. Подивіться на це:

Очевидно, що це не те, що можна просто засунути в кишеню, і саме тому цей підхід ніколи не прижився. Натомість сучасні смартфони просто приклеюють купу камер до задньої панелі наших телефонів. Кожна камера має різний діапазон фокусної відстані, тому, якщо скласти всі камери разом, ви отримаєте діапазон оптичного масштабування.

Це не те саме, що мати, наприклад, великий телеоб’єктив на дзеркальній дзеркальній камері. Це тому, що ви можете перемістити фокусну відстань телеоб’єктива, щоб зосередити зображення на різних рівнях масштабування на одному і тому ж датчику. Проблема в тому, що більшість налаштувань смартфонів з кількома камерами мають різні датчики для кожного об’єктива. Основна камера зазвичай має найбільший датчик з найбільшою кількістю пікселів. Завдяки ширококутним і телефотокамерам з меншими, дешевими датчиками.

Чи це не заперечує всієї суті? У певному сенсі це так, але багатокамерна установка все ще пропонує найкращий високоякісний діапазон масштабування на телефоні. Інженери придумали способи поєднати ці різні підходи, щоб збільшити щось більше, ніж сума його частин.

Найкраще з обох світів: гібридне збільшення

Так звані «гібридні» системи масштабування використовують оптичні можливості вбудованих камер разом із цифровим масштабуванням та чимось відомим як «обчислювальна фотографія».

Обчислювальна фотографія – це набір програмних методів, які використовують штучний інтелект та інші химерні математичні методи для зміни та покращення зображень, які може знімати камера. Наприклад, штучний інтелект може збільшити роздільну здатність зображення, “уявивши”, як це виглядатиме при більш високій роздільній здатності.

Це може звучати як магія, але насправді це працює досить добре в більшості випадків. Такі програмні прийоми також можуть допомогти поєднати різні зображення з камер на борту, щоб покращити деталі фотографії у верхньому кінці діапазону оптичного масштабування. Навіть коли в справу вступає цифровий зум, усі ці джерела даних зображень та інтелектуальні алгоритми програмного забезпечення можуть створювати досить приголомшливі зображення.

Чи варто дбати про оптичне збільшення смартфона?

Смартфони високого класу, такі як iPhone 12 мають хороший діапазон оптичного масштабування. Це насправді не “телефото” з боку будь -якого розмаху уяви, але загалом можна очікувати збільшення розміру зображення від 2 до 2,5 разів без пікселізації. Це ідеально підходить для типових випадків використання, таких як фотографування чогось досить близького, до якого ви фізично не можете наблизитися.

Це, звичайно, приємна функція, але переважна більшість користувачів будуть абсолютно задоволені цифровим масштабуванням. Особливо, коли це покращено за допомогою гарного набору штучного інтелекту. Якщо телефони почнуть пропонувати діапазони оптичного масштабування вище 2,5 -кратного з тією ж роздільною здатністю, що і основний датчик, настав би час сісти і звернути увагу. Однак на момент написання цієї статті це не функція, яка має вплинути на ваше рішення про покупку.

Смартфоны с оптическим зумом: качество съёмки на новом уровне

Технология использует линзы и оптические механизмы для увеличения изображения, что дает четкие и детализированные фотографии небольшого объекта не приближаясь к нему. Для смартфонов эта опция предпочтительней перед цифровым, поскольку не нагружает процессор и дает четкое изображение без размытий и деградации.

Что такое оптический зум и как он работает?

Технология увеличения – оптический зум использует небольшие линзы или серию оптических элементов в камере. Он изменяет расстояние линз или элементов при фотосъемке, что позволяет камере фокусироваться на объекте на большем расстоянии и записать его более крупным планом на матрице или светочувствительном элементе, что дает яркое, детальное и четкое фото.

Основное отличие и плюс оптического зума в том, что технология не искажает изображение во время увеличения (в отличие от цифрового который использует интерполяцию пикселей для масштабирования).

Однако технология ограничена максимальным увеличением, которое можно достичь физически с помощью линз и элементов в камере. Параметр кратности 4х, 10Х показывает на сколько оптический зум может увеличить исходный блок фото.

Смартфон Apple iPhone 14 Pro 128Gb Deep Purple (MQ0G3) использует цифровой зум кратности х15 для основных камер и оптику 3х для телеобъектива 12 Мп, f/2.8, 77 мм, 1/3.5″. Благодаря мощным алгоритмам обработки видео и фото можно получить профессиональные снимки с четкой детализацией.

Преимущества оптического зума перед цифровым

Оптический и цифровой зум – это два разных подхода к увеличению изображения в фото- и видеокамерах. Основные преимущества механики перед цифрой.

• Оптический зум использует линзы для увеличения изображения, сохраняя высокое качество и детализацию. Он не увеличивает пиксели, поэтому изображение остается четким, не расплывчатым.
• В большинстве вариантов механика оснащается оптической стабилизацией, что позволяет получать четкие фотографии и видеозаписи, особенно при использовании больших увеличений.
• Улучшенная работа в условиях низкой освещенности.
• Не требует обработки.
• Использование оптического зума менее энергозатратно, чем цифрового (ок 10%).

К недостаткам механики относят ограниченный параметр увеличения, цифра в этом случае более гибкая – увеличивать фото можно до тех пор, пока хватит мощности алгоритма обеспечить четкость и детализацию

Влияние на качество снимков и возможности съемки

Оптический зум не влияет на качество изображения. Поскольку фокусное расстояние меняется физически, он сохраняет все детали сцены, что делает его предпочтительным выбором при съемке на большие расстояния.

Смартфоны с оптическим зумом более компактны и легки, чем камеры с большими объективами. Это делает их удобными для повседневного использования и путешествий.

Смартфон Samsung Galaxy S23 8/128Gb Phantom Black (S911B) для телеобъектива использует оптический зум кратности зх и серию функциональных фишек, которые обеспечивают качественную съемку во время дождя, на дальнем расстоянии, в условиях ограниченной видимости. Два типа стабилизации электронная и оптическая, ночная съемка, режим Slow Motion, автофокус.

Советы и лайфхаки по использованию

Оптический зум (также известный как оптическое приближение) незаменимая функция для телеобъектива смартфона. Но в неумелых руках даже высококлассные комплектующие могут не работать. Несколько советов, как получить идеальные снимки и видео.

• Избегайте цифрового зума где только возможно или используйте гибридное решение.
• Если снимок можно сделать на широкоугольной камере, то это всегда лучше, чем использовать зум. Позже вы можете обрезать изображение без ущерба для качества.
• Мелкие движения могут привести к размытию изображения. Используйте стабилизацию, если смартфон ее поддерживает.
• Экспериментируйте с различными углами и композициями. Зум поможет выделить детали и создать более уникальные фотографии.
• Учитывайте степень освещения.
• Перед съемкой убедитесь, что камера хорошо сфокусирована на объекте. Это особенно важно при использовании зума, чтобы избежать размытости.
• Используйте профессиональные режимы (выдержка и ISO).
• Регулярно чистите линзы камеры, чтобы избежать размытости из-за пыли и грязи.

Сравнение оптического зума в разных моделях смартфонов

В рейтинге 2023 года смартфон Xiaomi 13 Pro 12/256Gb Ceramic Black признан лучшим в категории качества съемок. Модель оснащается тремя 50-мегапиксельными камерами, телеобъектив f/2.0, 75 мм, с оптическим зумом 3.2x, функции: вспышка, автофокус, оптическая стабилизация, электронная стабилизация, ночная съемка, режим Slow Motion, запись видео 8K (24 к/с), 4K (24/30/60 к/с), 1080p (30/60/120/240/480/960/1920 к/с).

В чем разница между цифровым и оптическим зумом?

Масштабирование, как и многие другие характеристики камеры, немного сложнее, чем можно представить в рекламных кампаниях. Производители смартфонов, такие как Samsung, теперь могут похвастаться 10-кратным, 50-кратным или даже 100- кратным увеличением. Но возможно ли это вообще? Давайте посмотрим на разницу между оптическим и цифровым зумом.

Что на самом деле означает масштабирование?

Что такое зум и что значит 5x или 10x? С точки зрения оптической физики, не так много, потому что зума не существует.

Увеличение объектива (насколько объектив увеличивает удаленные объекты) зависит от его фокусного расстояния и результирующего поля зрения. Объектив с большим фокусным расстоянием (по сравнению с размером датчика изображения ) имеет меньшее поле зрения. Это заставляет далекие объекты казаться ближе, чем через объектив с более коротким фокусным расстоянием.

Существует достаточно факторов, чтобы линзы не продавались в зависимости от того, насколько они увеличивают объекты; скорее они продаются на основе их фокусного расстояния.

Маркетинг широкоугольного объектива Huawei P40 Pro утверждает, что он имеет 0,6-кратный оптический зум. Huawei

Масштабирование в том виде, в котором мы его используем сейчас, — это маркетинговая концепция, популяризируемая компактными камерами. Первоначально это было соотношение между самым коротким и самым длинным фокусным расстоянием объектива. Итак, объектив 10-100 мм имел 10-кратный зум, а объектив 25-100 мм имел 4-кратный зум. Это означало, что объектив с 10-кратным зумом не обязательно увеличивал изображение в 10 раз.

Однако производители смартфонов используют зум несколько иначе. Увеличение 1x широко принято в качестве поля зрения основной камеры. Смартфоны, такие как iPhone 11 Pro, добавляют еще более широкий объектив и называют это 0,5-кратным зумом, вместо того, чтобы сбрасывать 1x до нового самого широкого угла.

В отличие от компактных камер, это означает, что вы можете ожидать в основном одинакового грубого увеличения с разными смартфонами с 10-кратным увеличением.

Huawei P40 Pro также имеет объектив перископа с 5-кратным оптическим зумом. Huawei

Все, что вам действительно нужно знать, это то, что масштабирование зависит от основного фокусного расстояния объектива и размера сенсора, а также от реальности.

Но в чем разница между оптическим и реальным увеличением (я буду продолжать использовать это слово для удобства, но на самом деле я имею в виду «видимое увеличение» или «более узкое относительное поле зрения»)?

Как работает оптический зум

Оптический зум — это когда физические свойства линзы действительно увеличивают удаленные объекты. Например, телескоп имеет оптический зум. Если вы посмотрите на Луну через одну, она будет казаться больше. Нет потери качества — объекты просто кажутся ближе.

Оптический зум обеспечивается объективами с большим фокусным расстоянием, по крайней мере, по отношению к размеру сенсора камеры. Длинный телеобъектив для цифровых зеркальных фотоаппаратов, подобных тем, которые используют спортивные фотографы на играх, имеет фокусное расстояние от 500 до 1000 мм. Вот почему они такие здоровенные.

На камерах меньшего размера фокусное расстояние может быть меньше. Компактные камеры могут получить отличный оптический зум с объективами 100 мм. Они все еще довольно большие, но намного меньше, чем телескопы, используемые на футбольных матчах.

В смартфонах производители начали использовать линзы перископа для лучшего оптического увеличения. Они смогли установить 5-кратный зум-объектив (примерно эквивалент увеличения 100-миллиметрового объектива на зеркальной фотокамере, так что неплохо) в свои флагманские телефоны, не делая их толще. Это действительно захватывающее событие.

Тем не менее, 5x еще далеко от 100x, так как же производители добиваются этого со своими заявлениями?

Как работает цифровой зум

Как мы упоминали ранее, масштабирование — понятие туманное. Цифровой зум полностью использует эту неопределенность. По сути, цифровой зум — это просто кадрирование фотографии, чтобы объекты на ней казались больше — никакой дополнительной информации об изображении не сохраняется.

Возьмите, например, снимок ниже с iPhone Xs. В этом телефоне есть 2-кратный оптический зум и 10-кратный цифровой зум. Увеличенный снимок имеет заметно меньшее разрешение.

Это проблема цифрового зума. В то время как оптический зум увеличивает без потери качества изображения, цифровой зум его уменьшает. И чем больше вы увеличиваете масштаб, тем хуже становится качество изображения.

Усилить!

Однако у цифрового зума есть немного времени. Оптический зум стоит дорого, как с точки зрения стоимости производства, так и с точки зрения компромиссов, необходимых для его добавления в смартфон. Линзы перископа — относительно новая разработка (по крайней мере, для смартфонов), так что еще предстоит кое-что выяснить.

Таким образом, производители смартфонов используют следующие приемы, чтобы улучшить цифровой зум и минимизировать потерю качества:

• Использование сенсоров невероятно высокого разрешения: Samsung Galaxy S20 имеет телеобъектив на 64 МП. Такой датчик с высоким разрешением означает, что нужно обрезать больше изображения и, следовательно, иметь больший цифровой зум.
• Pixel binning: Объединение нескольких пикселей в единый супер-пикселей обеспечивает более высокое качество на цифровое увеличение в изображениях, а не только кадрирование позже.
• Искусственный интеллект и машинное обучение: многообещающие перспективы в области фотографии. Производители фотоаппаратов могут использовать его для автоматического повышения качества изображений с цифровым увеличением.

Однако высокие уровни цифрового увеличения невозможны без оптического увеличения. Эти безумные 50- и 100-кратные зумы возможны только потому, что они представляют собой гибрид оптического и цифрового зума. Настоящий оптический объектив выполняет часть тяжелой работы, в то время как цифровые методы обеспечивают более заметный зум.

Samsung, возможно, увеличивает свои показатели масштабирования , но есть настоящие улучшения в технологии линз, лежащие в основе некоторой шумихи.

Максимальное использование Zoom

Нынешняя ориентация на увеличение камеры в смартфонах интересна. Однако в определенный момент это становится просто глупо.

Объектив с 5-кратным или даже 10-кратным оптическим зумом открывает множество интересных возможностей съемки для людей. Это также делает специализированные камеры еще более востребованными. С таким зумом вы можете фотографировать своих детей, занимающихся спортом, диких животных в саду за домом и все остальное, к чему вы физически не можете приблизиться.

Хотя цифровой зум автоматически не является плохой вещью (особенно, когда им не злоупотребляют), у слишком большого увеличения есть некоторые недостатки. Конечно, есть потеря качества изображения, но также становится все труднее делать фотографии.

При 20-кратном или 30-кратном увеличении (что примерно эквивалентно 1000 мм на зеркальной фотокамере) вам нужно держать телефон невероятно неподвижно, чтобы сделать хороший снимок. Малейшее подергивание приведет к размытому фото, и все, что вы пытаетесь сфотографировать, выйдет за пределы кадра.

Это также при условии, что вы снимаете при хорошем освещении. При слабом освещении вам понадобится штатив для вашего смартфона, чтобы получить что-то, напоминающее резкое фото.

Похоже, производители смартфонов будут продолжать конкурировать с постоянно увеличивающимися цифрами масштабирования. Просто убедитесь, что вы всегда проверяете, что такое основной оптический зум — это действительно важно.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!