Mengapa perlombaan untuk megapiksel di smartphone tidak masuk akal

2024 Pengarang: Malcolm Clapton | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 04:00

Kualitas foto tergantung pada banyak karakteristik, sehingga kamera 48 megapiksel masih tidak mengatakan apa-apa.

Cara kerja kamera ponsel pintar

Kamera adalah hal yang kompleks: ia menggabungkan sensor, sistem optik, pengontrol, dan komponen tambahan lainnya, serta perangkat lunak untuk pemrosesan foto dan video. Mari kita pertimbangkan setiap elemen secara lebih rinci.

Matriks

Matriks adalah sirkuit mikro persegi panjang yang terdiri dari elemen peka cahaya - piksel. Setiap piksel berisi tiga subpiksel. Satu sub-piksel hanya mentransmisikan panjang gelombang tertentu: untuk merah, hijau atau biru (merah, hijau, biru). Model warna ini disebut RGB.

Juga, matriks bisa monokrom, tanpa filter warna. Tiga kali lebih banyak foton yang jatuh pada setiap pikselnya. Hasilnya, foto hitam putih lebih tajam. Matriks tersebut dapat digunakan untuk meningkatkan warna gambar dari modul kamera lain.

Salah satu karakteristik utama matriks adalah resolusi. Ini mencerminkan berapa banyak piksel yang muat di dalamnya.

Lensa

Lensa smartphone mungil hampir seperti perhiasan. Sistem langka mencakup 4-5 elemen - biasanya 7-8 atau lebih.

Di smartphone dengan banyak kamera, setiap matriks akan memiliki lensanya sendiri. Masing-masing dari mereka memecahkan masalahnya sendiri:

• Lensa telefoto (telefoto) diperlukan untuk memotret dari jarak jauh.
• Sudut lebar (shirik) akan membantu memasukkan lebih banyak objek ke dalam bingkai - ini berguna untuk foto grup dan fotografi arsitektur.
• Universal lensa akan memungkinkan Anda untuk memotret subjek apa pun dengan cukup baik: dari potret hingga lanskap.
• Lensa varifokal (zoom) dapat mendekatkan subjek.

Lensa untuk lensa smartphone terbuat dari kaca atau polimer khusus. Jika transparansinya jauh dari ideal dan elemennya tidak pas, jangan berharap fotonya bagus. Bahkan jika lensa bergerak beberapa mikron, sistem optik akan mengalami pengaburan.

diafragma

Diafragma adalah lubang di mana cahaya masuk ke kamera. Berapa banyak cahaya yang dapat diterima sensor tergantung padanya. Nilai aperture dikeluarkan dalam format f / 1, 7.

Sistem stabilisasi

Stabilisasi mengkompensasi keburaman akibat guncangan kamera, seperti saat memotret dengan genggam daripada menggunakan tripod. Ini dapat terdiri dari dua jenis:

• Optik. Sistem elektronik-mekanis jujur yang secara fisik menahan kamera dalam satu posisi (setidaknya mencoba). Ini memberi Anda foto yang lebih tajam dengan noise minimal dan hampir menghilangkan kebutuhan akan pemrosesan perangkat lunak.
• Elektronik. Ini adalah algoritma perangkat lunak. Kamera masih bergetar, tetapi dengan menganalisis beberapa bingkai, hasil yang kurang lebih layak dibuat.

Sistem fokus otomatis

Autofocus sendiri menentukan jarak ke objek dan menyesuaikan parameter optik kamera. Tiga jenis sistem yang digunakan di smartphone modern:

• Fase. Sensor khusus mengumpulkan sinar cahaya di berbagai titik dalam bingkai. Cahaya kemudian dibagi menjadi dua aliran dan dikirim ke sensor cahaya untuk menentukan jarak ke objek. Keuntungan: presisi tinggi dan kecepatan kerja. Kekurangan: harga tinggi, kerumitan desain dan pengaturannya.
• Kontras. Kontras adegan dianalisis. Dengan menggeser lensa, kamera mencoba memaksimalkan kontras subjek dengan latar belakang. Keuntungan: ukuran kompak dan biaya rendah. Kekurangan: Sistem lebih lambat dan tidak cocok untuk pemandangan dinamis.
• Hibrida. Menggabungkan pemfokusan fase dan kontras untuk mendapatkan hasil terbaik.

Perangkat lunak

Perangkat lunak juga dapat dianggap sebagai bagian dari kamera, karena terlibat langsung dalam memperoleh hasil pemotretan. Saat ini, tidak ada ponsel cerdas yang memberi Anda bingkai apa adanya, tanpa pemrosesan perangkat lunak. Algoritme canggih, sering kali menggunakan basis data yang luas atau teknologi kecerdasan buatan, mengedit setiap bidikan untuk "membuat Anda cantik".

Gambar mentah tidak akan cukup terang atau jelas. Perangkat lunak ini menghilangkan pencahayaan berlebih, menghilangkan area gelap, meningkatkan warna, meningkatkan ketajaman. Dan itu melakukan semua ini secara otomatis dan sangat cepat.

Tetapi ada juga sisi negatif dari koin. Pengurangan noise yang agresif dapat membuat foto yang diambil saat senja tampak berbintik - seolah-olah mengandung banyak bintik kecil. Ini menurunkan detail dan membuat warna menjadi tidak alami.

Apa pengaruh jumlah piksel?

Spesifikasi rinci dari smartphone biasanya menunjukkan ukuran fisik matriks kamera - kira-kira 1/2, 6. Di situs web produsen, Anda dapat menemukan data tentang ukuran piksel dalam matriks. Parameter ini mempengaruhi jumlah titik dalam bingkai. Semakin tinggi resolusinya, semakin baik detailnya direproduksi.

Tetapi jika pikselnya kecil, masing-masing piksel menerima sedikit cahaya dan tidak dapat secara akurat menentukan warna suatu titik pada gambar sebenarnya. Akibatnya, noise muncul di foto.

Kebisingan adalah titik-titik yang tersebar dengan warna dan kecerahan acak. Semakin buruk iluminasi dan semakin rendah kualitas matriks kamera, semakin banyak noise yang akan ada di foto.

Jumlahnya dalam bingkai sebanding dengan ukuran piksel atau kuadrat diagonal matriks. Jika kita membandingkan dua matriks dengan titik ukuran 1, 55 m dan 1, 1 m, maka dalam bingkai dengan yang pertama akan ada setengah kebisingan.

Rentang dinamis matriks juga penting - kemampuannya untuk menangkap seluruh spektrum warna dan kecerahan dunia sekitarnya. Yang murah jangkauannya kecil, dan fotonya ternyata pudar, kabur.

Mengapa produsen ponsel cerdas mengejar piksel

Karena pembeli selalu menginginkan yang paling. Bahkan jika di dalam mobil untuk 300 kuda Anda harus berdiri di tengah kemacetan atau bermain solitaire di komputer gaming yang keren.

Smartphone mana yang akan Anda beli dengan harga yang sama: dengan kamera 12MP atau 48MP? Memilih yang kedua, Anda mendapatkan megapiksel empat kali lebih banyak dengan uang yang sama. Tapi foto Anda tidak akan menjadi empat kali lebih baik.

Sensor dengan banyak piksel kecil lebih murah daripada sensor dengan piksel besar dan akan terjual lebih baik.

Matriks besar memakan lebih banyak ruang di dalam smartphone. Sistem optik untuk mereka juga harus lebih besar. Dengan demikian, akan ada lebih sedikit ruang untuk bagian tubuh lainnya. Smartphone akan menjadi lebih tebal atau kamera akan menonjol. Itu harus dilindungi dengan kaca tempered atau safir. Dan ini juga uang.

Menjual smartphone yang gemuk dan mahal itu sulit. Lebih mudah untuk memesan matriks dengan sejumlah besar piksel kecil dan melakukan kampanye pemasaran yang keras: tambahkan stempel otomatis "dibidik dengan supermegaflagman 48MP" ke foto kamera, sehingga semua orang tahu bahwa seseorang telah membeli smartphone baru. Dan biarkan penggemar dan profesional menggunakan DSLR.

Meski Nokia, misalnya, mengambil kesempatan dan mendapatkan smartphone legendaris Lumia 1020 dengan kamera 41 megapiksel. Dan ini di tahun 2013!

Kualitas foto sangat bergantung pada apa?

Ukuran matriks dan piksel

Jika Anda mengambil dua matriks dengan resolusi yang sama, maka foto dengan kualitas yang lebih baik berpotensi diperoleh dengan ukuran yang lebih besar. Di sana, pikselnya lebih besar, yang berarti lebih banyak foton yang jatuh pada masing-masing piksel saat memotret. Hasilnya, subpiksel dapat lebih akurat menentukan warna titik tertentu.

Tampaknya jika dalam satu matriks piksel berukuran 1, 4 mikron, dan yang lain - 1, 2 mikron, mereka praktis sama. Tetapi 17% adalah perbedaan nyata yang pasti akan terlihat dalam kualitas foto dan video, terutama jika Anda memotret dalam cahaya rendah.

Poin penting lainnya adalah jarak antara piksel yang berdekatan. Dalam matriks kecil, pabrikan terus terang menghematnya. Dalam yang lebih besar, mereka dapat memungkinkan Anda untuk memisahkan piksel tetangga secara kualitatif sehingga mereka tidak saling mempengaruhi.

Teknologi produksi

Metode baru memungkinkan untuk lebih akurat menentukan intensitas fluks cahaya dari lebih sedikit foton, yang berarti Anda dapat memastikan noise rendah dan rendisi warna yang baik, bahkan jika Anda memotret saat senja tanpa lampu kilat.

Tetapi Anda perlu membaca dan menganalisis. Misalnya, smartphone HTC One (M7) menawarkan teknologi UltraPixel. Pabrikan menjanjikan peningkatan serius dalam kualitas foto dan video.

Faktanya, UltraPixels ternyata hanya berukuran 2 mikron piksel yang lebih besar. Bisakah ini dianggap sebagai teknologi baru? Tidak sepertinya. Sebagai perbandingan: Google Pixel, yang juga dirakit oleh HTC dan yang pernah dianggap sebagai salah satu ponsel kamera terbaik di pasaran, memiliki matriks dengan piksel 1,55 mikron. Ukuran kamera tidak ditambah agar tidak menambah ketebalan smartphone. Resolusi matriks 5 megapiksel kecil bahkan untuk tahun 2014. Alhasil, tidak ada antrian untuk HTC One (M7).

Contoh lain adalah teknologi seperti Super Pixel atau Quad Pixel. Empat piksel yang berdekatan dari matriks besar digabungkan untuk mendapatkan foto dengan resolusi lebih rendah, tetapi dengan kualitas yang lebih baik. Solusinya murni perangkat lunak. Jika matriksnya biasa-biasa saja, efisiensinya akan rendah.

Stabilisasi

Stabilisasi optik selalu lebih baik daripada digital. Algoritme pasca-pemrosesan masih akan diterapkan pada bingkai, dan lebih baik jika pada awalnya tajam.

Perbesar

Untuk lebih dekat ke subjek dalam bingkai, zoom optik menggeser lensa, dan kualitas foto praktis tidak terpengaruh. Zoom digital membentang bagian dari gambar untuk mengisi seluruh bingkai. Fitur ini tersedia di editor foto mana pun, bahkan seringkali dalam aplikasi kamera standar. Oleh karena itu, tidak masuk akal untuk membayar zoom digital.

Sistem fokus otomatis

Contrast AF adalah sistem yang murah untuk kamera biasa-biasa saja. Autofokus deteksi fase cocok jika Anda memotret anak-anak, kucing, atau atlet yang berlari cepat. Namun pilihan yang ideal adalah sistem hybrid yang menggabungkan keunggulan deteksi fase dan autofokus deteksi kontras.

diafragma

Karena smartphone digunakan untuk memotret dalam berbagai situasi, kamera dengan aperture yang lebih besar akan mendapat manfaat: f / 1, 7 lebih baik daripada f / 2, 0. Semakin tinggi nilainya (atau semakin rendah angka setelah garis miring), semakin tinggi bukaan lensa dan semakin efektif kerjanya saat senja atau di dalam ruangan.

Nama merk

Ya, itu bukan hanya alat periklanan. Kebetulan matriks yang sama dipasang di smartphone Cina dan unggulan merek-A. Tapi hasil jepretannya sangat berbeda.

Jika pabrikan tidak menginvestasikan tenaga dan uang dalam pengembangan komponen, teknologi, dan perangkat lunak, Anda seharusnya tidak mengharapkan bingkai yang indah dan jernih. Jika dia menghemat semuanya, misalnya, memakai lensa murah dengan transparansi yang buruk, ini akan mempengaruhi hasilnya.

Apa yang harus diingat?

• Puluhan megapiksel terutama untuk pemasaran. Kualitas foto dan video tidak secara langsung bergantung padanya.
• Bahkan 5 atau 8 megapiksel sudah cukup untuk mencetak gambar berkualitas baik pada lembar lanskap. Resolusi layar 4K dari TV canggih adalah sekitar 8-9 megapiksel. Full HD - hanya 2 megapiksel.
• Piksel yang lebih besar mengumpulkan lebih banyak cahaya. Hasilnya adalah bingkai yang tajam dan detail dengan reproduksi warna alami dan tanpa noise.
• Jika Anda tidak ingin repot dengan teori, pergilah ke praktik. Ulasan perbandingan smartphone dan foto dari kamera (ukuran penuh dan dipotong - potongan dan diperbesar fragmen) akan memungkinkan untuk memahami keadaan sebenarnya.