Jak działa aparat w telefonie? Po prostu o skomplikowanym

Jeśli uważasz, że aparat w telefonie to prosty element, który robi zdjęcia, jesteś w błędzie. Nawet jeśli jesteś pewien, że to nie jest takie proste jak się wydaje, nadal są dalekie od prawdy. W rzeczywistości jest o wiele trudniejsze, niż się wydaje. Więc jak działa kamera nowoczesnego smartfona?

Złudzenia o małej złożoności kamery w dużej mierze wynikają z tego, że czasy, kiedy kamera była tylko w najdroższych urządzeniach, już dawno minęły, a teraz jest nawet w modelach za kilka tysięcy rubli. Oczywiście, jakość zdjęć takich kamer pozostawia wiele do życzenia, ale kamery nie ma, a więc koszt samego modułu jest bardzo niska.

Niemniej jednak, warto pamiętać, że nawet najprostsza kamera nie może nie mieć w swoim składzie matrycy z milionów drobnych elementów i systemów ustawiania ostrości z ruchomymi elementami. A teraz wyobraź sobie rozmiar modułu aparatu w smartfonie i złożoność tych ruchomych wzorów.

Matrix

Matryca każdej kamery, wraz z optyką, są podstawowymi elementami jakości zdjęcia. Na początek przyjrzyjmy się, z czego składa się właśnie matryca.

Główny typ matrycy, stosowane w nowoczesnych urządzeniach, składa się z światłoczułych elementów, zebranych w bloki. Im więcej takich elementów, tym większą ostrość zdjęć może zapewnić aparat. Oczywiście, są pewne zmienne, które doprowadza do zera wartość dużej ilości tych elementów. To może być niska jakość wykonania, słaba lub pragnienie, aby macierz mniej podczas zapisywania na niej światłoczułych elementów.

Warto zauważyć, że sami światłoczułe elementy nie mogą pracować bez specjalnych filtrów, znajdujące się na powierzchni matrycy. Filtry te przepuszczają tylko czerwony (Red), zielony (Green) i niebieski (Blue) kolor. Dlatego system nazywa RGB.

Jeśli element nie dociera światło o określonym kolorze, to on trafia na sąsiedni. Na tym polega zasada oznaczania kolorów obrazu, kamera i rozumie, jakiego koloru powinna być kropka. Po zebraniu kilku milionów takich punktów (pikseli) w jedną całość, procesor przetwarza je i zbiera do gotowego obrazu.

ciekawostka!
Dual camera z nowego ZTE Ахоп 9 Pro pozwala nie tylko od razu robić doskonałe zdjęcia, ale już na gotowych obrazach zmieniać punkt ostrości lub zdecydować, jak powinien być rozmycie tła.

Rozmiar komórki światłoczułej bardzo mocno wpływa na końcową jakość obrazu. Nie zważając na to, że wielkość komórek jest wyrażona w mikronach, pozorna mała różnica w kilka dziesiątych mikrona jest bardzo istotne – im większy rozmiar piksela, tym lepiej. Na przykład, matryca ma rozmiar piksela 1,4 mikrona i, jeśli u jakiegoś innego smartfona rozmiar piksela będzie na 0,14 mikrona mniej, różnica będzie już десятипроцентной.

Również na jakość obrazu wpływa i odległość między pikselami. Jeśli piksele będą bardzo małe i "напиханы" bardzo mocno, aparat może mieć tyle, ile chcesz megapikseli, ale zdjęcia będą kiepskie i z dużą ilością szumów.

Wszystko to jest wyjaśnieniem, że rozdzielczości 40 megapikseli nie jest najlepszym rozwiązaniem. Jeśli porównać taki aparat z 20-megapikselowy tej samej wielkości, przy najmniejszym spadku poziomu oświetlenia 40-мекапиксельная zacznie znacznie przegrywać.

Optyka

Jaki by dobry nie był matrix, "szkła" mogę zniweczyć wszystkie wysiłki jej twórców. W rezultacie, można uzyskać obraz, który będzie miał dużą rozdzielczość, duży rozmiar, ale przy tym nigdy nie będzie wyraźny. Aby rozwiązać ten problem, nad optyką pracują nie mniej, niż nad samą matrycą.

Obiektyw aparatu w smartfonie nie bez powodu nazywa się właśnie tak. To właśnie obiektyw, jak i w przypadku z lustrzanką, tylko bardzo mały. W konstrukcji obiektywu smartfona stosuje się kilka soczewek. Dokładna liczba zależy od konkretnego producenta, ale może być ich 4, 5, 7, 8, a nawet więcej.

Każda soczewka wykonuje się ze specjalnego tworzywa sztucznego lub takiego specjalnego szkła. Każda z nich gromadzi wiązkę światła tak, aby równomiernie trafiał na stół część matrycy. Najmniejsze przesunięcie jednej soczewki na kilka tysięcznych milimetra może doprowadzić do całkowitej niedopuszczalności jakości zdjęć.

Ważnym kryterium obiektywu jest jego maksymalna przysłona lub wartość przysłony. Przy wyborze smartfona, jeśli ważna jest aparat, należy wybrać ten, w którym liczba będzie mniejsza, na przykład f/1,75. To będzie się znacznie lepiej, niż f/2.0, f/2.2 i tak dalej. Wszystko jest proste — im mniejsza wartość, tym większa jasność i lepsza aparat robi zdjęcia przy słabym oświetleniu.

Jeszcze jednym ważnym wskaźnikiem będzie ogniskowa, ale teraz to już straciło znaczenie dla kamer smartfonów. Wszystkie nowoczesne smartfony wyposażone w kamery, które świetnie działają prawie na wszystkich dystansach od fotografowanego obiektu. Istnieją nawet modele z kilkoma obiektywami, może działać w różny sposób, uzupełniając funkcje głównego aparatu funkcji teleobiektywu (odpowiednik zoomu optycznego) lub, na odwrót, dając możliwość fotografowanie panoramy.

W większości smartfonów na zewnątrz cała konstrukcja przykryta szafirowego szkła lub innymi jego mocne odmiany. Przecież najmniejsze zadrapanie na szybie może na zawsze pozbawić kamery można robić dobre zdjęcia.

Af

Z nazwy funkcji rozumiem, za co ona odpowiada. Na początku камеростроения dla mobilnych urządzeń nie wyposażonych w autofokusem, to nie było tak źle i pozwolił fotografować panoramy lub obiekty na ichtle, o tyle dużą głębią ostrości. Ale czas płynie i trzeba wprowadzać nowe funkcje.

Pojawił się główny element, który pozwala ulepszać zdjęcia. Obecnie ma trzy główne rodzaje. Pierwszy jest kontrastowe. Istotą jego działania sprowadza się do znalezienia optymalnej ostrości, aby zrobić ostry obraz lub jakąś jego część, wybrany przez użytkownika. Dla takiego systemu nie ma znaczenia, w jakiej odległości znajduje się fotografowany obiekt.

Drugi typ af nazywa laserowym. To działa tylko na małych dystansach i w połączeniu z innymi systemami do bardziej pełnego pokrycia zakresu odległości. On jest w stanie określić odległość do obiektu i dostosowywać do niego ustawienia ostrości.

Trzeci typ af nazywa różnorodności. Do jego realizacji przewidziane są dodatkowe czujniki, które pozwalają kamerze uzyskać więcej danych, aby dostosować ostrość.

Najbardziej zaawansowane smartfony są w stanie na bieżąco łączyć pracę różnych sposobów ustawiania ostrości, a nawet zapewnić ciągły af, dostosowują się do zmiany położenia obiektu.

stabilizator obrazu

Jeśli nie liczyć oprogramowania metody stabilizacji, który ma znaczące wady, tak jak przycina obraz i działa w zasadzie tylko podczas pracy z wideo i optyczne sposób.

Do jego realizacji aparat posiada specjalny mechanizm. On skupia się na wskazania żyroskopu i za pomocą specjalnego napędu pozwala na zmianę położenia modułu kamery. W końcu, to nie usuwa całkowicie, ale kompensuje drżenie rąk, pozwalając zrobić film bardziej płynnie, a zdjęcia bardziej wyraźne, nawet przy stosunkowo niskim poziomie oświetlenia.

W najbardziej zaawansowanych smartfonów praca systemów sprzężone. Pozwala to na osiągnięcie jeszcze większej stabilizacji obrazu.

Czujnik balansu bieli

Dla bardziej dokładne odwzorowanie kolorów i większą naturalność obrazu kamery są wyposażone w czujnik kolorów.

Każdy rodzaj oświetlenia ma swoją temperaturę barwową, i padające na obiekt, z którym odbija się na różne sposoby. Ludzkie oko postrzega to normalne i może się dostosować, ale komorze pracować z takimi zmianami trudne.

Balans bieli można usuwać ręcznie, ale lepiej powierzyć to automatyce, która jest już tak rozwinięta, że praktycznie się nie myli i pozwala zrezygnować z ręcznych ustawień dla większej wygody fotografowania.

Ilość modułów

W dzisiejszych czasach smartfony z jednym modułem kamery produkują tylko bardzo pewni siebie lub bardzo tanich producentów. Nawet stosunkowo niedrogie modele już są wyposażone w dwa moduły aparatu.

W tym jest masa plusów. Najbardziej oczywistym z nich jest to, że mogą one mieć różne ustawienia ogniskowej. Na przykład, można robić nie tylko zwykłe zdjęcia, ale i szerokokątne — z kątem widzenia 130 stopni. To może bardzo się przydać, gdy trzeba zrobić zdjęcie dużą firmę, duży budynek z małej odległości lub panoramę natury.

Podsumowanie

Jak widać, aparat smartfonu nie jest tak proste, jak się wydaje. Składa się z matrycy z dziesiątkami milionów światłoczułych elementów, informacje z których jest przetwarzany oddzielnie, kilka idealnie zniekształconych siebie soczewek, miniaturowych napędów i czujników.

Wszystko to sprawia, że jej prawie nie najbardziej skomplikowanym elementem smartfona. Ale ona ciągle się rozwija, bo dla nikogo nie jest tajemnicą, że przy zakupie smartfona my daleko nie w ostatniej kolejności zwracamy uwagę na to, jak on może robić zdjęcia.

Sprzedam Axon 9 Pro