Wie funktioniert die Smartphone-Kamera? Einfach über die komplexen

Wenn Sie denken, dass die Kamera des Smartphones ist ein einfaches Element, das die Bilder, Sie sind falsch. Auch wenn Sie sicher sind, dass es nicht so einfach wie es scheint, sind Sie immer noch weit von der Wahrheit. Tatsächlich ist es sehr viel schwieriger, als es scheint. Also, wie funktioniert die Kamera eines modernen Smartphone?

Verwirrung in Bezug auf die kleine Komplexität der Kamera in vielerlei Hinsicht aufgrund der Tatsache, dass die Zeiten, in denen die Kamera wurde nur in den teuersten Geräten, sind lange vorbei, und jetzt gibt es auch Modelle für mehrere tausend Euro. Natürlich ist die Bildqualität solcher Kameras ist schlecht, aber die Kamera gibt es, und das bedeutet, dass die Kosten für das Modul sehr gering.

Dennoch ist es eine überlegung Wert, dass auch die einfachste Kamera, die Sie nicht haben in seiner Zusammensetzung der Matrix aus Millionen von kleinsten Elementen und Fokussierung System mit beweglichen Elementen. Und jetzt stellen Sie sich die Größe der Kamera-Modul des Smartphones und die Komplexität dieser beweglichen Konstruktionen.

Matrix

Die Matrix jeder Kamera, zusammen mit der Optik, sind die grundlegenden Elemente der Bildqualität. Für den Anfang analysieren was genau die Matrix ist.

Die Grundlegende Art der Matrix, die in modernen Geräten, besteht aus lichtempfindlichen Elementen, die in die Blöcke. Je mehr Elemente, desto größer ist die Schärfe der Aufnahmen Kamera bieten kann. Natürlich gibt es einige Variablen, die aufhebt Wert der großen Menge dieser Elemente. Dies kann eine schlechte Bauqualität, eine schlechte oder Wunsch, die Matrix weniger beim speichern auf Ihr lichtempfindlichen Elemente.

Es ist erwähnenswert, dass sich die lichtempfindlichen Elemente nicht arbeiten können ohne spezielle Filter, die auf der Oberfläche der Matrix. Diese Filter passieren nur rot (Red), grün (Green) und blau (Blue) Farbe. Also das System und nennt sich RGB.

Wenn ein Element nicht trifft Licht einer bestimmten Farbe, dann fällt er auf den angrenzenden. Das ist das Prinzip der Bestimmung der Farbe eines Bildes, die Kamera und versteht, welche Farbe sollte es ein Punkt. Sammeln Sie ein paar Millionen solcher Bildpunkte (Megapixel) zusammen, der Prozessor verarbeitet Sie und speichert das fertige Bild.

Interessante Tatsache!
Dual-Kamera des neuen ZTE Ахоп 9 Pro können Sie nicht nur sofort scharfe Bilder machen, sondern auch schon auf den fertigen Bildern den Fokuspunkt zu ändern oder zu entscheiden, wie muss der hintergrund verschwommen.

Die Größe der lichtempfindlichen Zellen hat großen Einfluss auf die endgültige Qualität des Bildes. Trotz der Tatsache, dass die Größe der Zellen ausgedrückt in Mikrometern, scheinbar kleine Unterschied von einigen Zehntel Mikron ist sehr wesentlich – je größer die Pixel, desto besser. Z. B. die Matrix hat eine Pixelgröße von 1,4 Mikrometer und, wenn bei einem anderen Smartphone Pixelgröße wird auf 0,14 Mikrometer kleiner, der Unterschied wird schon десятипроцентной.

Auch auf die Bildqualität wirkt sich der Abstand zwischen den Pixeln. Wenn die Pixel sehr klein und "напиханы" sehr dicht, die Kamera kann beliebig viele Megapixel, aber die Bilder werden schlecht und mit viel Rauschen.

All dies ist eine Erklärung, dass die Auflösung von 40 Megapixeln ist das nicht eine gute Option. Wenn man eine solche Kamera mit 20 Megapixeln die gleiche Größe, bei der geringsten Verringerung der Beleuchtungsstärke 40-мекапиксельная beginnt deutlich zu verlieren.

Optik

Egal, wie gut nicht die Matrix, "Glas" kann negieren alle Anstrengungen, seinen Schöpfer. Schließlich können Sie einen Schuss zu bekommen, das wird eine große Auflösung, große Größe, aber dabei wird nie klar. Für die Lösung dieses Problems über die Optik funktionieren nicht weniger als über die Matrix.

Die Linse der Kamera des Smartphones nicht umsonst heißt genau so. Das ist genau das Objektiv, wie bei DSLR-Kameras nur ein sehr kleiner. In der Konstruktion der Linse des Smartphones verwendet verschiedene Linsen. Die genaue Zahl hängt von einem bestimmten Hersteller, aber Sie kann 4, 5, 7, 8 und noch mehr.

Jede Linse wird aus einem speziellen Kunststoff oder der gleichen Spezialglas. Jeder von Ihnen sammelt Lichtstrahl so, dass er gleichmäßig geriet auf die Teil der Matrix. Die geringste Verschiebung einer Linse auf Tausendstel Millimeter kann zu völliger Unzulässigkeit Bildqualität.

Ein Wichtiges Kriterium des Objektivs wird seine Leuchtkraft oder Blendenwert. Bei der Auswahl eines Smartphones, wenn Sie die Kamera wichtig, zu wählen, in dem die Zahl wird kleiner, Z. B. f/1,75. Es wird wesentlich besser als f/2.0, f/2.2 und so weiter. Es ist ganz einfach — je niedriger der Wert, desto höher die Leuchtkraft und desto besser die Kamera bei schlechten Lichtverhältnissen.

Ein weiterer wichtiger Indikator für die Brennweite wird, aber jetzt ist es schon verloren Relevanz für Smartphone-Kameras. Alle modernen Smartphones sind mit Kameras ausgestattet, die gut funktionieren auf fast allen Entfernungen vom Motiv. Es gibt sogar Modelle mit mehreren objektiven, ermüdungsfreies arbeiten auf unterschiedliche Weise, ergänzen die Funktionen der Hauptkamera Funktionen Teleobjektiv (Analog der optischen Zooms) oder, Umgekehrt, so dass die Möglichkeit, Panoramen Schießen.

In den meisten Smartphones draußen die ganze Konstruktion abgedeckt Saphirglas oder anderen haltbaren Sorten. Denn der kleinste Kratzer auf dem Glas dauerhaft entziehen kann die Kamera die Möglichkeit, gute Bilder zu machen.

Autofokus

Der Bezeichnung der Funktion ist klar, für die er verantwortlich ist. In den Anfängen камеростроения für Mobile Geräte Sie nicht mit Autofokus, es war nicht so schlimm und erlaubte fotografieren von Panoramen oder Objekte auf Siehintergrund mit ausreichend großer Schärfentiefe. Aber die Zeit vergeht und wir müssen die Einführung neuer Funktionen.

So war das Hauptelement, der es ermöglicht, die Bilder zu verbessern. Mittlerweile hat er drei Haupttypen. Der erste ist kontrastreich. Das Wesen seiner Arbeit reduziert sich auf die Suche nach der optimalen Schärfe, scharf zu machen das gesamte Bild oder einen Teil davon, den gewählten. Für ein solches System ist nicht wichtig, in welcher Entfernung befindet sich das Motiv.

Die Zweite Art von Autofokus-Laser genannt. Es funktioniert nur auf kurzen Distanzen und kombinierbar mit anderen Systemen für eine vollständige Abdeckung bandentfernung. Es erkennt den Abstand zum Motiv und stellen ihn unter die Fokus-Einstellung.

Die Dritte Art der af-Phase genannt. Für seine Umsetzung vorgesehen sind zusätzliche sensoren, die es ermöglichen, die Kamera erhalten Sie mehr Daten zum anpassen des Fokus.

Das Am weitesten fortgeschrittene Smartphones sind in der Lage, auf dem Sprung zu vereinigen Arbeit verschiedene Möglichkeiten der Scharfstellung und sogar kontinuierliche Autofokus, angepasst an die änderung der Position eines Objekts.

Bildstabilisierung

Wenn man die Software-Möglichkeiten der Stabilisierung, das hat erhebliche Nachteile, da schneidet das Bild und funktioniert im Grunde nur bei der Arbeit mit Video, und es gibt noch ein optisches Verfahren.

Für seine Realisierung die Kamera hat einen speziellen Mechanismus. Er konzentriert sich auf das Zeugnis Gyro und durch spezielle Antriebssystem ermöglicht es, die Position des Kameramoduls. Im Endeffekt ist es nicht vollständig entfernt, sondern kompensiert Hand schütteln, so dass die Videos mehr reibungslos zu machen, und die Bilder sind schärfer, auch bei relativ schwachem Licht.

In den modernsten Smartphones arbeiten Systeme zusammengeführt. Dies ermöglicht eine noch größere Stabilisierung des Bildes.

Sensor Weißabgleich

Für eine genauere Farbwiedergabe und größere Natürlichkeit Schnappschuss-Kamera mit Farb-Sensor.

Jede Art von Beleuchtung hat Ihre eigene Farbtemperatur, und immer auf das Objekt, es spiegelt sich auf unterschiedliche Weise. Das menschliche Auge wahrnimmt, ist normal und kann sich anpassen, aber die Kamera funktioniert mit solchen Veränderungen schwer.

Weißabgleich können Sie gleiten mit der Hand, aber es ist besser, es Automatik hat, das ist jetzt so weit Fortgeschritten, dass fast keine Fehler und kann ohne manuelle Einstellungen für mehr Komfort Schießen.

Anzahl der Module

In der heutigen Zeit Smartphones mit einer Kamera-Modul produzieren nur sehr selbstbewusste oder ganz Budget-Hersteller. Auch relativ preiswerte Modelle bereits mit zwei Modulen der Kamera.

In diesem gibt es viele Vorteile. Der offensichtlichste ist, dass Sie können unterschiedliche Einstellungen der Brennweite. Zum Beispiel ermöglicht die Aufnahme nicht nur normale Fotos, sondern auch Weitwinkel - — mit Betrachtungswinkel von 130 Grad. Dies kann sehr nützlich sein, wenn man fotografieren eine große Firma, ein großes Gebäude mit einem kleinen Abstand oder das Panorama der Natur.

Fazit

Wie Sie sehen können, die Kamera eines modernen Smartphone ist nicht so einfach, wie es scheint. Es besteht aus einer Matrix mit Dutzenden von Millionen von lichtempfindlichen Elementen, die Informationen mit denen einzeln verarbeitet mehrere perfekt abgestimmten miteinander Linsen, miniaturisierten Aktoren und sensoren.

All dies macht es fast das schwierigste Element des Smartphones. Aber es wird ständig weiterentwickelt, denn es ist kein Geheimnis, dass wir beim Kauf eines Smartphones bei weitem nicht zuletzt lenken die Aufmerksamkeit auf die Tatsache, wie er fotografieren kann.

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