Hvad siger egenskaberne ved smartphone-kameraer, og kan du stole på dem?

2024 Forfatter: Malcolm Clapton | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 03:51

Lifehacker fortæller, hvordan man finder ud af snesevis af megapixel og forskellige brændvidder.

Ved begyndelsen af udviklingen af smartphones skilte en separat kategori sig ud - kameratelefonen: i disse gadgets blev der lagt maksimal opmærksomhed på kameraet. Nu forsøger hver flagskibsmodel af næsten alle mærker at tiltrække opmærksomhed med den mest komplekse og interessante kameraimplementering. Enhedernes egenskaber er maskeret af høje ord, dristige slogans, enorme tal og deres egne navne på teknologier. Men er det muligt at trække noget nyttigt fra dem og forstå, om dette kamera er i stand til at producere et anstændigt billede? Lad os finde ud af det nu.

Nøglefunktioner ved smartphone-kameraer

Egenskaberne for et smartphone-kamera er stort set de samme som for ethvert digitalkamera. Men du skal forstå, hvad denne eller den parameter er ansvarlig for.

Megapixel

Producenter er mest opmærksomme på dem i reklamekampagner. En pixel er et lysfølsomt element på en kamerasensor eller en fotodiode. Den består af fire subpixels, som hver på grund af lysfiltre tillader kun lys af sin egen skygge at passere igennem. Oftest er disse røde, blå og grønne. Fra kombinationen af disse farver opnås et punkt med den nødvendige nuance og ønsket lysstyrke.

Nogle producenter går væk fra den mest populære ordning og tilføjer hvid eller gul til de røde, blå og grønne farvefiltre. I dette tilfælde fanger fotodioden mere lys, og billederne er lysere.

Megapixel viser, hvilken opløsning kameraet er i stand til at tage billeder, altså hvor mange millioner pixels det endelige billede vil bestå af.

I dag præsenterer mange producenter smartphones med 48, 64 eller 108 megapixel kameraer, der fungerer i punktsammensmeltningstilstand. I sådanne sensorer består pixels ikke af fire, men af 16 subpixels, kombineret med fire. Hvor en pixel for eksempel i en klassisk sensor består af en blå, to grønne og en rød subpixel, består den i højopløselige kameraer af fire blå, otte grønne og fire røde subpixels.

Ved at øge antallet af pixels øges lysfølsomheden, og billedets dynamiske område vokser – forskellen mellem de mørkeste og lyseste områder på billedet. Men samtidig skaber 48 megapixel kameraer, på grund af en sådan kombination, faktisk billeder med en opløsning på 12 megapixels. Og der er ikke noget galt her: dette er tilfældet, når kvantitet bliver til kvalitet, og billeder med en opløsning på 4000 × 3000 (de samme 12 megapixels) er ganske nok til offentliggørelse på sociale netværk.

Sensor størrelse

Dette er måske det vigtigste element i et smartphone-kamera. Størrelsen på sensoren angiver det område, hvor de lysfølsomme dioder er placeret. Jo større sensoren er, jo større kan pixel selv være, og jo større pixel, jo bedre opfanger den lys. Typiske pixelstørrelser i moderne mobilkamerasensorer er fra 0,8 til 2,4 mikron, men sidstnævnte opnås netop ved at kombinere subpixels, som vi talte om i det foregående afsnit.

Jo mere lys sensoren kan fange, jo bedre bliver billederne taget af kameraet. Dette er især vigtigt, når du optager under dårlige lysforhold. Og i sådan en situation kan det vise sig, at en sensor med et mindre antal større pixels vil give et bedre billede end en sensor med et større antal mindre pixels, fordi hver fotodiode har fanget mere lys og dermed mere information.

Det vil sige, at et kamera med færre pixels i sine specifikationer kan udkonkurrere et kamera med et enormt antal pixels på grund af, at selve pixels er større.

I moderne smartphones er dimensionerne af sensorerne angivet i brøkdele af en tomme. Den største sensor - 50-megapixel Samsung ISOCELL GN2 - er installeret i Xiaomi Mi 11 Ultra: dens diagonal er 1/1, 12 tommer.

Linser

De anvendte linser har en betydelig indflydelse på billedkvaliteten. De består af linser - gennemsigtige plader med visse optiske egenskaber. Hovedfunktionen af en linse er at forvrænge den indfaldende lysstråle korrekt. Typen af forvrængning afhænger af pladens form.

Linser består oftest af flere linser, da én ikke er nok. Buede og konkave linser af forskellig tæthed veksler med hinanden. Korrekt valg og placering i objektivet vil påvirke billedets klarhed og kontrast. Med buede linser kan optisk forvrængning forekomme. I nogle linser, såsom vidvinkelobjektiver, er forvrængning tværtimod blevet et stilistisk træk. Det er sandt, at nogle enheder korrigerer dem programmatisk på efterbehandlingsstadiet.

I moderne smartphones består kameramoduler af flere linser, som hver har sin egen sensor, velegnet til en specifik opgave. Oftest er disse standard-, vidvinkel- og makroobjektiver. Samtidig kan det ikke siges, at smartphones med flere linser selvfølgelig skyder bedre end med én: Det afhænger af implementeringen af en bestemt enhed. Det kan ske, at blandt de mange kameraer i ét modul, vil ingen give et acceptabelt resultat, og mængden bliver ikke til kvalitet.

Brændvidde og blænde

Jo lavere brændvidde, jo højere synsvinkel på objektivet, og omvendt – objektiver med høj brændvidde skyder langt, men samtidig med en lille synsvinkel.

Blænden viser, hvor meget lys der rammer kameraets sensor gennem objektivet. De fleste smartphones har en fast blænde, som er forholdet mellem brændvidden og størrelsen på kameraindgangen.

Jo mere lys der rammer sensoren og jo større kameraets indgang, jo mindre dybdeskarphed, det vil sige, at kun motivet er i fokus, og baggrunden bagved bliver sløret.

For at øge dybdeskarpheden skal du reducere indløbet, men dette vil også sænke lysstyrken. I smartphones opnås dette oftest programmatisk. Moderne enheder bruger dog moduler med flere linser - med linser af forskellig størrelse, forskellige brændvidder og blænder. Så i stedet for at stole på softwarebehandling, kan du skifte mellem linser.

Smartphones i dag er udstyret med avancerede autofokussystemer. For eksempel i PDAF-teknologi bruges nogle af punkterne på kamerasensoren som fokuspunkter. To tilstødende pixels er placeret, så den ene opfatter lysstrømmen, der kommer fra oven, og den anden nedefra, og systemet justerer fokus, hvis forskellige mængder lys falder på pixels.

Der er også laser- og kontrastbaseret autofokus. Nogle virksomheder bruger teknologier i kameraer, der giver dig mulighed for at fokusere på specifikke objekter i billedet, for eksempel genkende ansigter og gøre dem tydeligere.

Zoom

Zoom viser, hvor tæt billedet kan være. Der er to zoommuligheder: digital og optisk. Digital forstørrer og beskærer simpelthen billedet i fuld størrelse. Den optiske linse bruger specielle linser til forstørrelsen, som på grund af det korrekte linsesystem kan se langt væk.

Med udviklingen af kameraer i smartphones er flere og flere moduler med optisk zoom begyndt at dukke op – som regel 2X eller 3X. Der er dog også muligheder, som producenterne kalder periskoper. Sådanne linser bruger et system af linser og spejle placeret sideværts i smartphonens krop, og på grund af dem kan du for eksempel få en femdobbelt zoom. Hvor tæt du kan komme på et billede afhænger af brændvidden.

Den maksimale optiske zoom, som smartphones tilbyder i dag, er 10x. Det findes i Huawei P40 Pro + (det er i det, at det samme "periskop" bruges) og i individuelle linser på Samsung Galaxy S21 Ultra. Til de tilfælde, hvor en så stærk zoom ikke er nødvendig, har disse smartphones også linser med en lavere forstørrelse - tre gange.

Hjælpesensorer

Lyssensorer, dybdesensorer, afstandsmålere, lidarer - alle disse systemer hjælper smartphonen med at forstå, hvor objekterne, der fotograferes, befinder sig, hvordan de er oplyst, om de bevæger sig eller ej. Smartphonen bruger de opnåede data både i søgeren og i efterbehandlingsprocessen, færdiggør og redigerer billedet.

Opløsningen af sensorerne er langt fra den vigtigste parameter: et meget lille antal pixels er nok til, at de kan udføre deres funktioner godt. Derfor bør du ikke blive overrasket over at se for eksempel en dybdesensor med en opløsning på 2 megapixel: dem er der nok af til dens drift.

Videoopløsning og billedhastighed

Videoopløsning angiver, hvor mange pixels der vil være indeholdt i et billede. Og billedhastigheden er, hvor mange sådanne billeder pr. sekund, der vil blive taget.

Efterhånden som pixels vokser, forbedres billedets detaljer og klarhed. Når billedhastigheden stiger, falder sløringseffekten, videoen ser skarpere ud og opfattes bedre af det menneskelige øje. Hvad mere er, video optaget ved høje billedhastigheder kan derefter bremses ned til de velkendte 24fps for en interessant slowmotion-effekt.

HDR

HDR står for High Dynamic Range, som er en stor forskel mellem de mørkeste og lyseste dele af et billede. Kameraet i HDR-tilstand tager flere billeder (i tilfælde af videooptagelse - rammer) med forskellige eksponeringer og kombinerer dem derefter, balancerer lyse og mørke områder. På grund af dette er det muligt at opnå en højere kontrast og billeddetaljer.

Magi efter behandling

De tørre egenskaber ved smartphone-kameraer er selvfølgelig forvirrende og skræmmende. Og hovedproblemet er, at det er urealistisk udelukkende at forstå ud fra disse tal, hvordan smartphone-kameraet vil skyde.

Udover systemet med linser og sensorer omkring kameraet, er der også en sele fra billedprocessoren og efterbehandlingssoftware – algoritmer, der analyserer de modtagne data og bruger forskellige proprietære forstærkere. Som følge heraf kan virksomheder, der bruger de samme sensorer, ende med helt forskellige billeder på grund af forskellige efterbehandlingssystemer.

Hver producent har sin egen tilgang til farvegengivelse og analyse af objektgrænser. Hver virksomhed bruger en række forskellige tricks og teknologier for at ende med et billede, der matcher deres skønhedssans. Nogle mærker bruger maskinlæring til korrekt at identificere objekter i rammen, og hvordan de ideelt set skal se ud, og dette er også en del af behandlingen.

Lad os tage et simpelt eksempel blandt ret populære smartphones. I Realme 7 Pro og Samsung Galaxy M51 er hovedkameraerne bygget på de samme sensorer - Sony IMX682. Det er en 64 megapixel sensor drevet af Quad Bayer sub-pixel aggregeringssystem og producerer billeder med en opløsning på 16 megapixel (men også i stand til at arbejde i fuld størrelse tilstand). På trods af at de har de samme sensorer, er billederne i sig selv helt forskellige.

Samsungs farvegengivelse i dagslys er mere saftig og levende, dog uden at være overmættet. Billeder fra Realme 7 Pro fik en lidt blødere og mere realistisk farveskala, men nogle gange går grænserne for små detaljer tabt i dem, for eksempel individuelle græsstrå, der er skudt relativt langt væk. Hos Samsung definerer efterbehandlings- og støjreduktionssystemet grænserne tydeligere, hvilket dog nogle gange skaber en følelse af kunstighed. Det vil ikke fungere at forveksle de billeder, der er taget med disse telefoner, på trods af de samme sensorer.

Hvordan efterbehandling af billeder fungerer på en bestemt telefon kan ikke forstås ud fra egenskaberne. Kun professionelle anmeldelser med testbilleder taget i forskellige tilstande vil hjælpe her.

Ingen tro på megapixels

Specifikationerne garanterer ikke billedkvalitet. Det kan ikke argumenteres for, at et 108 megapixel kamera vil skyde bedre end et 64 megapixel kamera, for udover megapixel påvirker andre kameraparametre også resultatet.

Det første skridt er at være opmærksom på størrelsen af sensoren: Jo større den er, jo mere lys modtager den, og billedkvaliteten afhænger direkte af mængden af lys. Den næste vigtigere er hardwaredelen af billedefterbehandlingssystemet og derefter softwaren. Hvordan de fungerer, kan kun forstås ved at se billederne taget af en telefon med dette system.

Den eneste mulighed er at stole på anmeldelserne, hvor testbilleder offentliggøres under forskellige optagelsesforhold: under forskellige lysforhold, i bevægelse, i forskellige afstande og så videre. Og glem ikke, at fotografens og operatørens vigtigste værktøjer er lige arme og evnen til at fange øjeblikket. Og resten er sekundært.