Сказка о 100-кратном зуме: ликбез по фокусному расстоянию и оптическому зуму смартфонных камер

Сказка о 100-кратном зуме: ликбез по фокусному расстоянию и оптическому зуму смартфонных камер Советы

Смартфоны, оснащенные оптическим зумом, сегодня очень популярны, равно как и заоблачные цифры, которые производители печатают в своих рекламных кампаниях для максимального вовлечения. Что означает зум «100x» даже в таких условиях?

Мы рассмотрим вопрос о фокусных расстояниях, уровнях масштабирования и оптическом увеличении в смартфонах.

Основы: угол зрения, фокусное расстояние и эквивалентное фокусное расстояние

Чтобы определить уровень оптического зума, который на самом деле предлагает смартфон, нам сначала нужно взглянуть на фокусные расстояния. Фокусное расстояние объектива указывает расстояние между объективом и его фокусной точкой. Поэтому оптическая система с очень большим фокусным расстоянием фокусирует свет, чтобы он перемещался очень далеко за объективом. Таким образом, большое фокусное расстояние означает небольшой угол зрения, или, в просторечии, известный как «большой зум».

К сожалению, фокусное расстояние связано не только с одним углом зрения. Размер сенсора изображения, который расположен за объективом, также играет очень важную роль. Меньший сенсор изображения с тем же объективом будет занимать соответственно меньший участок изображения – и, таким образом, достигнет «большего зума»

Различные размеры сенсоров для смартфонов

Чтобы рассчитать сенсор изображения в уравнении и сравнить разные камеры друг с другом, существует так называемый формат или коэффициент обрезки, известный также как «кроп». Коэффициент форматирования определяется как «один» для полнокадрового и / или 35-мм сенсора. Коэффициент обрезки просто описывает отношение измерения диагонали в полном формате к измерению диагонали соответствующего сенсора изображения.

Если вы умножите фактическое фокусное расстояние оптической системы на коэффициент обрезки сенсора изображения, вы получите фокусное расстояние оптической системы в его 35-миллиметровом эквиваленте. Это также является наиболее часто встречающейся спецификацией в технической документации оборудования производителей смартфонов. Это имеет смысл, поскольку эквивалентное фокусное расстояние прямо пропорционально углу зрения и, таким образом, обеспечивает сопоставимое значение для всех смартфонов и камер.

Фокусные расстояния и их углы обзора

35-MM ЭКВИВАЛЕНТ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ УГОЛ ОБЗОРА В ДИАГОНАЛЬНОМ ИЗМЕРЕНИИ
12 миллиметров 122.0 градуса
24 миллиметра 84.1 градуса
50 миллиметров 46.8 градусов
85 миллиметров 28.6 градуса
105 миллиметров 23.3 градуса

Полезный совет:
Почти каждая камера хранит все виды информации о настройках, используемых в данных EXIF ​​фотографий формата JPEG. Здесь вы всегда найдете фактическое фокусное расстояние, а не его 35-мм эквивалент. Это интересно для тех, кто любит все сложные детали, описанные в технических характеристиках оборудования. Если вы знаете эквивалентное фокусное расстояние, отношение к фактическому фокусному расстоянию позволяет сделать достаточно точный вывод о размере сенсора. Хотя это часто не
раскрывается в технических характеристиках оборудования, производители теперь создают очень миниатюрные сенсоры, спрятанные в смартфонные камеры.

Что означает оптический зум для смартфонов?

Сегодня эквивалентное фокусное расстояние 35 мм точно определяет, насколько большой объект отображается на сенсоре на определенном расстоянии от камеры. Оптический зум означает, что камера может реализовывать различные углы изображения или размеры изображения, изменяя фокусное расстояние.

Цифровой зум, с другой стороны, представляет собой не что иное, как обрезку фотографии с помощью программного обеспечения, которое уменьшает угол обзора или увеличивает фокусное расстояние. По сравнению с необрезанной фотографией это, естественно, означает потерю разрешения. Не имеет значения, обрезаете ли вы с помощью Photoshop (в центре) или с «гибридным зумом» (справа).
Цифровой зум, с другой стороны, представляет собой не что иное, как обрезку фотографии с помощью программного обеспечения, которое уменьшает угол обзора или увеличивает фокусное расстояние. По сравнению с необрезанной фотографией это, естественно, означает потерю разрешения. Не имеет значения, обрезаете ли вы с помощью Photoshop (в центре) или с «гибридным зумом» (справа).

Чтобы проиллюстрировать диапазон фокусных расстояний или гибкость объектива, соотношение наименьшего и наибольшего фокусного расстояния стало обычным в фотографии. Оптическая система с 25 до 100 миллиметров имеет 4-кратный оптический зум – или имела, в нынешнем веке. Это связано с тем, что отделы маркетинга производителей смартфонов выбросили на помойку все предыдущие священные соглашения, установленные в традиционной фотографии. Вместо этого они рисуют
какую-то ерунду на листе спецификаций. Главное, чтобы он показывал более высокую цифру, чем конкуренты, и непритязательный покупатель влюбляется в него и покупает его. Правильно?

Что означает 30-кратный оптический зум?

Первые смартфоны с двумя камерами обычно имели двойной оптический зум – фокусное расстояние двух объективов составляло около 25 и 50 миллиметров. В этой области достигнут прогресс в виде все более мощных телеобъективов, и двойной зум в конечном итоге стал «5-кратным» в приложении камеры. Когда сверхширокоугольный объектив нашел свой путь от смартфонов LG в повседневное множество смартфонов, гигантский угол обзора был описан практически всеми как «0.5x» или «0.6x». Другими
словами, он работает как псевдо-0,5-кратный зум-шутер, по сравнению с основной камерой.

Смартфон Samsung Galaxy S20 Ultra является хорошим примером, камера которого воспроизводит эквивалентные фокусные расстояния от 13 миллиметров до 103 миллиметров – и, таким образом, имеет приблизительный 8-кратный оптический зум. Интересно, что эту цифру нигде не найти, и, в зависимости от вашей репутации, она может
рассматриваться как ляп со стороны отдела маркетинга – или как преднамеренное, систематическое изложение фактов, чтобы побудить потенциальных покупателей к покупке функций, которые просто не в состоянии обеспечить обещанные на бумаге цифры.

Извините, но это просто глупо.
Извините, но это просто глупо.

100-кратный гибридный зум и другие сказочные заявления Так откуда же взята цифра «100x»? Например, Samsung Galaxy S20 Ultra так гордится таким гигантским зумом, основанным явно на маркетинговых материалах. Чтобы добиться 100-кратного оптического увеличения, смартфон теперь должен был бы охватить диапазон фокусных расстояний от 13 до 103 миллиметров в его 35-миллиметровом эквиваленте, – и если бы это действительно произошло, он, вероятно, был бы чрезвычайно большим по
размеру и дорогим.

Ответ на вопрос «откуда» возникло число «100x» достаточно прост: от воображения менеджеров по продуктам Samsung. В отличие от оптических зумов «настоящих» камер, этот якобы «100x» зум не имеет абсолютно никакого отношения к оптическим возможностям системы камер. Скорее, Samsung решила заострить внимание на некоторой фантастической цифре в качестве верхнего предела для своей камеры.

После нескольких лет образовательной работы журналистов-технологов, которые фактически внедрили термины «цифровой зум», «гибридный зум» или «космический зум» в наше коллективное сознание, следующая броская фраза, которая сегодня распространена, будет «оптический зум». Независимо от названия, это ничего не значит, кроме простого цифрового зума, который достиг максимального оптического фокусного расстояния.

Качество изображения при 100х достаточно, чтобы заставить вас поеживаться? Не берите в голову, пока вы можете выгравировать такое число на корпусе смартфона. Изображение при 100-кратном зуме выглядит очень неясным уже в формате размера почтовой марки в этом коллаже. Поверьте мне, вы вряд ли захотите видеть такую большую картину.
Качество изображения при 100х достаточно, чтобы заставить вас поеживаться? Не берите в голову, пока вы можете выгравировать такое число на корпусе смартфона. Изображение при 100-кратном зуме выглядит очень неясным уже в формате размера почтовой марки в этом коллаже. Поверьте мне, вы вряд ли захотите видеть такую большую картину.

Существует ли 60-кратный, 100-кратный или будущий 200-кратный гибридный зум в спецификации, это ничего не говорит о качестве изображения. В лучшем случае это подчеркивает серьезность различных производителей смартфонов. Если вы действительно хотите узнать, насколько близко смартфон может увеличивать изображение при сохранении приемлемого качества изображения, важно указать следующие три значения:

  1. Фокусное расстояние телеобъектива в 35-мм эквиваленте.
  2. Использованный сенсор изображения для этого же телеобъектива.
  3. Скорость телеобъектива.

Фокусное расстояние телеобъектива в эквиваленте 35 мм говорит о том, насколько хорошо смартфон может увеличивать удаленные объекты с помощью оптического увеличения. Если соотношение между сказочным зумом и оптическим слишком сильно разнится, телефон должен будет использовать цифровой зум – качество изображения при этом определенно пострадает.

Вот тут-то и появляется сенсор изображения, используемый в телеобъективе: чем больше сенсор изображения, тем больше света он может захватывать, что будет означать лучшее качество изображения. Очень большой сенсор изображения не только обеспечивает лучшие фотографии при оптическом увеличении через объектив – он также предлагает больше места для цифрового зума.

Наконец, не менее важен тот факт, что интенсивность света или апертура телеобъектива также играет роль. Апертура описывает, сколько света сенсор может захватить для фотографии. Как правило, чем больше света, тем меньше шума и тем меньше риск сотрясения камеры. Это особенно относится к телеобъективам на смартфонах, которые обычно страдают от заведомо слабых объективов.

Перископические объективы – относительно новое явление: у Honor 30 Pro + также объектив с очень большим фокусным расстоянием. Тем не менее, «50-кратный зум» на корпусе не оправдывает такое утверждение.
Перископические объективы – относительно новое явление: у Honor 30 Pro + также объектив с очень большим фокусным расстоянием. Тем не менее, «50-кратный зум» на корпусе не оправдывает такое утверждение.

Эти три аспекта можно увидеть в спецификации. Вместе с общеизвестно трудным количественным определением качества алгоритмов камеры, они во многом отвечают за качество изображения.

Цифровой зум против оптического: лучше, чем предполагает его репутация

Однако из трех вышеприведенных пунктов есть также случаи, когда цифровой зум может превосходить свой оптический аналог. Например, Samsung Galaxy S20 вызвал бурную реакцию в сфере технологий, когда камера прошла через все шаги. Samsung рекламирует смартфон с «3-кратным гибридным оптическим зумом». 64-мегапиксельный «телеобъектив» на самом деле имеет только 1,06-кратный оптический зум, по сравнению с основной камерой, а оставшиеся 2,94 раза – гибридный зум, основанный на
цифровом увеличении. Хотя это может считаться смелым маркетинговым ходом, оно также довольно наивно – и оно имеет обратный эффект.

Хотя потенциальная шумиха была предсказуема, цифровой зум в Samsung Galaxy S20, вероятно, лучше, чем многие другие варианты оптического зума. Это связано с тем, что 64-мегапиксельный сенсор действительно – 1 / 1,72 дюйма и имеет площадь поверхности около 40 мм2. Если бы нам пришлось разделить сенсор на девять прямоугольников одинакового размера и рассмотреть среднюю область в качестве независимого сенсора, мы получили бы 1 / 4,4-дюймовый сенсор, который Huawei использует в своем нынешнем флагмане P20 Pro с точки зрения размера сенсора. Это стоит того, чтобы присмотреться.

Это похоже на кошачий корм для гурманов: только два процента тройного «гибридного оптического увеличения» в S20 + являются оптическими, остальное - цифровыми.
Это похоже на кошачий корм для гурманов: только два процента тройного «гибридного оптического увеличения» в S20 + являются оптическими, остальное – цифровыми.

Совет по покупке: лучший смартфон с оптическим зумом Какой смартфон имеет лучший оптический зум? Наши предыдущие тесты фактически указывают на Samsung Galaxy S20 Ultra, фотография с которого была панорамирована выше.

Однако, это не имеет ничего общего с заявкой на 100-кратный зум в спецификациях. На самом деле, смартфон от Samsung имеет встроенный сенсор изображения, который достаточно большой, что позволяет ему захватывать достаточно света, несмотря на узкую апертуру. Кстати, вам не нужно ожидать пригодных для использования фотографий при увеличении в 100 раз – примерно с 10-кратного зума все хорошее будет сходить на нет, а в остальном – смехотворное усилие, в лучшем случае.

Автор статьи
Богдан Чуб
Люблю свой Android, видео с котиками и хорошие дизайнерские решения для смартфонов будущего.
Написано статей
603
DoitDroid