Масштабування, як і багато інших специфікацій камер, дещо складніше, ніж рекламні кампанії Виробники смартфонів, такі як Samsung, зараз мають 10x, 50x або навіть 100х масштабування. Але чи можливо це взагалі? Давайте розглянемо відмінності між оптичним та цифровим збільшенням.
Що насправді означає масштабування?
Що таке масштабування та що означає мати 5x або 10x? Що стосується оптичної фізики, не так багато, тому що немає такого поняття, як масштабування.
Збільшення лінзи (наскільки лінза збільшує віддалені предмети) є її функцією фокусна відстань і отримане поле зору. Об'єктив з більшою фокусною відстанню ( відносно розміру датчика зображення ) має менше поле зору. Завдяки цьому віддалені об'єкти здаються ближчими, ніж через об'єктив із меншою фокусною відстанню.
Існує достатньо факторів, що лінзи не продаються залежно від того, наскільки вони збільшують предмети; швидше, вони продаються на основі їх фокусної відстані.
Масштабування, як ми його використовуємо зараз, в основному є маркетинговою концепцією, яку популяризують компактні камери. Спочатку це було співвідношення між найкоротшою та довшою фокусною відстанню лінзи. Отже, об'єктив 10 мм-100 мм мав 10-кратне збільшення, тоді як об'єктив 25 мм-100 мм мав 4-кратне збільшення. Це означало, що об’єктив із 10-кратним збільшенням не обов’язково робить речі виглядають у 10 разів більшими.
Однак виробники смартфонів використовують масштабування дещо інакше. 1-кратне збільшення широко прийняте як поле зору основної камери. Смартфони, такі як iPhone 11 Pro, додають ще ширший об'єктив і називають його 0,5-кратним збільшенням, замість того, щоб скинути 1x на новий найширший кут.
На відміну від компактних камер, це означає, що на різні смартфони з 10-кратним збільшенням ви можете очікувати здебільшого однакового збільшення.
Якщо ви хочете дізнатись більше, ви можете перевірити ця стаття про те, як розраховуються характеристики збільшення . Однак все, що вам дійсно потрібно знати, це масштабування, залежить від основної фокусної відстані об’єктива та розміру датчика - і від того, що він трохи від’єднаний від реальності.
Але яка різниця між оптичним та реальним збільшенням (я буду продовжувати використовувати це слово задля зручності, але те, що я справді маю на увазі, це «видиме збільшення» або «вужче відносне поле зору»)?
Як працює оптичне збільшення
Оптичне збільшення - це коли фізичні властивості об’єктива справді збільшують віддалені об’єкти. Наприклад, телескоп - це все оптичне збільшення. Якщо розглядати Місяць через один, він виглядає більшим. Якості втрат немає - об’єкти просто здаються ближчими.
Оптичне збільшення забезпечується об’єктивами з довгими фокусними відстанями, які принаймні відносно розміру датчика камери. Довгий телеоб'єктив для дзеркальної дзеркальної фотокамери, як і ті, які ви бачите у спортивних фотографах під час ігор, має фокусну відстань від 500 до 1000 мм. Ось чому вони такі здоровенні.
На менших камерах фокусна відстань може бути коротшою. Компактні камери можуть отримати чудове оптичне збільшення зі 100-міліметровими об'єктивами. Вони все ще досить великі, але набагато менші, ніж типи телескопів, що використовуються на футбольних іграх.
У смартфонах виробники почали використовувати лінзи перископа для кращого оптичного збільшення. Вони змогли поставити 5-кратні зум-об'єктиви (приблизно еквівалентно збільшенню 100-міліметрового об'єктива на дзеркальній дзеркальній камері, що досить непогано) у свої флагманські телефони, не роблячи їх товстішими. Це справді захоплюючий розвиток подій.
Однак 5x все ще далеко від 100x, тож як виробники потрапляють туди зі своїми претензіями?
Як працює цифрове збільшення
Як ми вже згадували раніше, масштабування - це туманне поняття. Цифрове збільшення в повній мірі використовує цю невизначеність. По суті, цифрове збільшення просто обрізає фотографію, щоб об’єкти на ній здавалися більшими - додаткова інформація про зображення не фіксується.
Візьміть, наприклад, знімок нижче з iPhone Xs. Цей телефон має 2-кратний оптичний зум, але 10-кратний цифровий зум. Збільшений знімок має помітно нижчу роздільну здатність.
Це проблема цифрового масштабування. Хоча оптичне збільшення збільшується, не втрачаючи якості зображення, цифрове масштабування зменшує його. І чим більше ви збільшуєте масштаб, тим гіршою стає якість зображення.
Покращення!
Однак цифровий зум трохи затягується. Оптичне масштабування є дорогим як з точки зору виробничої вартості, так і компромісів, необхідних для додавання його до смартфона. Лінзи перископа є відносно новою розробкою (принаймні у смартфонах), тож ще потрібно щось вирішити.
Таким чином, виробники смартфонів використовують такі трюки, щоб покращити цифрове масштабування та мінімізувати втрату якості:
- Використання неймовірно високої роздільної здатності датчиків : Samsung Galaxy S20 має 64-мегапіксельну телефото-камеру. Такий датчик із високою роздільною здатністю означає, що потрібно більше обрізати зображення і, отже, мати більше цифрового масштабування.
- Розбиття пікселів : Поєднання кількох пікселів в один суперпіксель забезпечує кращу якість цифрово збільшених зображень, а не просто обрізання після цього.
- ШІ та машинне навчання : Це демонструючи багато обіцянок в районі фотографії. Виробники камер змогли використовувати його для автоматичного підвищення якості цифрово збільшених зображень.
Однак високі рівні цифрового масштабування неможливі без оптичного збільшення. Ці божевільні 50-кратні та 100-кратні зуми можливі лише тому, що вони є гібридом оптичного та цифрового збільшення. Справжня оптична лінза робить деякі важкі дії, тоді як цифрові технології забезпечують більш наочне збільшення.
Samsung може бути накачування номерів масштабування , але в основі деяких ажіотажів є справжні вдосконалення технології лінз.
Максимально використовуючи масштаб
Поточний фокус на масштабуванні камери у смартфонах цікавий. Однак у певний момент це просто стає дурним.
Об’єктив із 5-кратним або навіть 10-кратним оптичним збільшенням відкриває для людей багато цікавих варіантів зйомки. Це також робить спеціальні камери ще більшою мірою поблажливою . За допомогою такого масштабування ви можете фотографувати своїх дітей, як вони займаються спортом, дикою природою у своєму задньому саду та будь-чим іншим, до чого фізично не наблизитись.
Незважаючи на те, що цифрове масштабування не є автоматично поганим результатом (особливо, коли ним не надмірно користуються), є занадто багато збільшення. Звичайно, втрачається якість зображення, але фотографії просто важче зробити.
При 20-кратному або 30-кратному масштабуванні (що приблизно еквівалентно 1000 мм на дзеркальній камері), вам доведеться неймовірно тримати телефон, щоб отримати хороший знімок. Найменший поштовх призведе до розмитості фотографії, і все, що ви намагаєтеся сфотографувати, рухається поза кадром.
Це також передбачає, що ви знімаєте при хорошому освітленні. При слабкому освітленні вам знадобиться штатив для смартфона, щоб отримати щось схоже на чітке фото.
Схоже, виробники смартфонів продовжуватимуть конкурувати з постійно зростаючими масштабами. Просто переконайтеся, що ви завжди перевіряєте основний оптичний зум - це те, що насправді важливо.
