чем больше мегапикселей тем лучше качество снимка

Зависит ли качество изображения от количества мегапикселей? Выбираем цифровую камеру

На что стоит обратить внимание при покупке камеры, и как размер матрицы влияет на качество изображения? Разберемся вместе с CHIP.

Чем больше мегапикселей, тем лучше? Вовсе нет! Качество изображения напрямую зависит от размера матрицы, но может меняться в зависимости от многих факторов.

Как качество изображения зависит от матрицы?

Матрица цифровой камеры — это плата, на которой расположены фотодиоды. Количество этих диодов зависит от указанных мегапикселей. Таким образом, если вы покупаете камеру с разрешением 20 МП, на матрице будет 20 миллионов фотодиодов. К чему это ведет:

Чем больше диодов на сенсоре, тем больше света улавливает камера. Это означает, что чем больше мегапикселей матрица, тем детальнее будут ваши снимки.

Но размер каждого фотодиода зависит от размера матрицы. Если у вас камера с большим полнокадровым сенсором и разрешением 20 МП, каждый из ее фотодиодов будет больше, чем на меньшей матрице с тем же разрешением.

Чем меньше фотодиод, тем чувствительнее он реагирует на свет. Поэтому при использовании маленького сенсора с большим количеством светочувствительных элементов, как это практикуется в недорогих цифровых камерах, возникает множество дефектов изображения. Например, в темной части снимка возникнет так называемый шум. Если у вас камера с тем же количеством мегапикселей, но с большой матрицей, диоды будут больше и смогут правильнее обрабатывать световую информацию.

Даже если у камеры большая матрица, но при этом очень высокое разрешение, фотодиоды опять же будут меньше, что приведет к тем же дефектам изображения, какие характерны для камер с небольшой матрицей.

Как выбрать лучшую камеру? Всё дело в правильном сочетании матрицы и разрешения

Чтобы создавать фотографии с минимумом дефектов изображения и хорошей детализацией, необходимо найти компромисс между размером матрицы и разрешением.

Системная камера с сенсором APS-C

Как правило, для повседневной съемки не требуется разрешение выше 10-12 мегапикселей. Более высокое разрешение приводит только к большему количеству ошибок изображения, что безнадежно портит снимок. Примером камеры с этой проблемой является Canon IXUS 170.

Кроме того, матрицы очень дорогие, поэтому производители предпочитают использовать сенсоры меньшего размера. Стандартные обозначения таких сенсоров: Micro-Four-Thirds (Микро 4:3) — для самых маленьких, APS-C — для матриц среднего размера и полнокадровые матрицы.

Если вы ищете компромиссный вариант, выбирайте камеру с матрицей APS-C и разрешением от 10 до 20 МП. По рекламным причинам сейчас выпускают не так много камер с разрешением ниже 20 мегапикселей, но они все же есть, например Sony Alpha 5000.

В конечном счете, выбор сенсора зависит от ваших потребностей. Если вы установите камеру в фиксированное положение и будете снимать с помощью дистанционного спуска затвора, то это поможет свести к минимуму ошибки изображения даже при съемке фотоаппаратом с небольшой матрицей и большим разрешением.

Источник

Правда или нет? Больше мегапикселей — лучше камера

Несмотря на то, что гонка мегапикселей среди крупных производителей почти уж сошла на нет, среди нас до сих пор бытует мнение, что чем больше мегапикселей в камере смартфона — тем лучше. А коли есть спрос, продолжают появляться «монстры франкенштейна» сомнительного качества, в которых огромное разрешение достигается интерполяцией, а фактическое качество снимков оказывается хуже, чем у бюджетников проверенных компаний. В статье на примере смартфона Honor 9 мы расскажем, что по-настоящему влияет на качество фотографий, и в каком случае меньше мегапикселей — лучше.

Оптическая система

Мы привыкли оценивать камеру смартфона только по её сенсору, а точнее, по её единственной характеристике — разрешению. Это в корне неверный подход хотя бы потому, что не только матрица определяет итоговое качество фотографий. Не менее важна, например, оптическая система: если в гаджете используются дешёвые пластиковые линзы, то хорошей детализации достичь не удастся вне зависимости от того, сколько мегапикселей у сенсора.

Отличить плохую оптику от хорошей не составит труда, даже если вы не разбираетесь в её устройстве — достаточно сделать несколько тестовых снимков. Если производитель сэкономил, то на фотографиях будут заметны «замыленные» углы, а при съёмке тёмных объектов в контровом свете — цветовые ореолы, они же хроматические аберрации.

Если нет возможности сделать тестовые снимки, посмотрите на диафрагменное число — оно практически всегда указывается в технических характеристиках смартфона и, как правило, в виде дроби, в которой вместо числителя используется буква f: например, f/2,4. Это показывает светосилу объектива, и, не вдаваясь в подробности, стоит запомнить: чем меньше здесь число, тем больше света за единицу времени может получить сенсор.

Большая светосила позволяет смартфону снимать на коротких выдержках даже ночью, что уменьшает риск получить смазанные фотографии. Отличным показателем для смартфона можно считать диафрагму f/1,7, а нормальным — f/2,2. Именно такое диафрагменное число получили обе камеры смартфона Honor 9, чего вполне достаточно для достойной съёмки и днём, и ночью. А вот гаджеты с диафрагмой f/2,4 и меньше рассматривать не стоит: недостаток света неминуемо приведёт к росту шумов и заставит ПО устанавливать длинную выдержку, при которой даже дрожание рук может стать фатальным.

Размер имеет значение

Какой смартфон будет снимать лучше, если разрешение камер одинаковое, но физический размер матрицы у одного больше, чем у другого? Здесь ответ очевиден, а вот при сравнении гаджетов с разным разрешением и размером матриц удобнее пользоваться другим показателем — физическим размером пикселей. Он выражается, опять же, в виде дроби, значение которой соответствует длине стороны пикселя в дюймах. В большинстве смартфонов размер пикселя лежит между одним и двумя микрометрами.

Современные флагманы оснащаются сенсорами с размером 1/2,3″–1/2,9″. Самый большой прямоугольник соответствует полнокадровым матрицам в профессиональной технике

По традиции матрицы с размером пикселя 2 мкм называют «ультрапиксельными», но такие камеры в смартфонах сейчас встречаются очень редко — ввиду нерационального использования площади. Сделать пиксели слишком большими нельзя: пострадает либо разрешение камеры, либо оптическая система, которая накладывает свои ограничения на габариты гаджетов. Если же сделать пиксели слишком маленькими, каждая отдельная точка получит меньше света и сигнал придётся усиливать, а это прямой путь к появлению шумов.

Золотая середина в размерах пикселей — 1,2–1,4 мкм, что позволяет оснащать смартфоны светочувствительными сенсорами высокого разрешения. Это подтверждают технические характеристики различных смартфонов: пиксели размером 1,25 мкм у многих гаджетов, среди которых и Honor 9.

Программная обработка

«Сырые» данные, полученные с сенсора камеры, удовлетворят разве что профессионалов, самостоятельно обрабатывающих RAW-снимки. Большинство обычных пользователей, таких, как мы с вами, хотят нажать на кнопку и получить готовый результат достойного качества для последующего показа друзьям или выкладывания в соцсеть. И именно в этой области происходит главная битва между производителями смартфонов. Ведь производителей сенсоров не так много, и единственный способ выделить свой гаджет среди других с такими же матрицами — задействовать более «продвинутые» алгоритмы пост-обработки. И порой разница в качестве снимков заметна даже между разными моделями одного бренда, оснащёнными одной и той же матрицей.

Удобство использования

Программная обработка снимков подстраивается под разные условия съёмки и требования пользователя. Речь идёт о различных режимах съёмки (например, «Ночная», «Портретная» или HDR), которые сейчас поддерживает каждый первый смартфон. Но до недавнего времени все эти режимы приходилось включать вручную, выбирая в меню соответствующие пункты. А сейчас — да кто вообще будет этим заниматься, особенно когда кадр нужно сделать быстро? В хороших камерофонах приложения для съёмки должны самостоятельно определять сцены и переключать режимы автоматически. Ну а запуск камеры обязательно должен быть доступен прямо с экрана блокировки, чтобы не упустить ничего важного.

Но правильное приложение камеры должно подходить не только тем, кто фотографирует по принципу «навёл и нажал», но и тем, кто готов потратить время на получение идеального кадра. Так фирменная «Камера» в Honor 9 не только способна автоматически определять сцены, но также имеет удобный режим профессиональной съёмки с возможностью самостоятельно регулировки различных параметров и поддерживает различные режимы и спецэффекты, доступные из боковых меню.

Когда мегапиксели полезны?

Для полноразмерного отображения снимка на экране Full HD камере достаточно иметь разрешение всего 2 Мп, а в случае с мониторами Ultra HD — 8 Мп. Таким разрешением сейчас может похвастаться любой мало-мальски современный смартфон. Так действительно ли в гаджетах нужны камеры высокого разрешения?

Наш ответ — однозначно нужны, если производителю удалось соблюсти баланс между количеством мегапикселей и другими характеристиками камеры. Если в камере используется качественная оптика и сенсор с пикселями не меньше 1,2 мкм, почему бы и не добавить мегапикселей, которые позволят разглядеть на снимках даже мелкие детали? Но, пожалуй, главное преимущество большого количества мегапикселей — возможность обрезать фотографии или пользоваться цифровым зумом без потери качества.

Особенно это преимущество важно при видеозаписи. Большое разрешение матрицы позволяет зумировать видео прямо во время съёмки без потери качества, а также задействовать неиспользуемые участки кадра для цифровой стабилизации даже при съёмке в качестве Ultra HD.

Заключение

Количество мегапикселей — важная характеристика камеры смартфона, но при выборе гаджета нельзя обращать внимание только на разрешение сенсора. Не менее важные параметры: качество оптики и её диафрагменное число, физический размер матрицы и отдельных пикселей на ней, а также особенности программной пост-обработки снимков. Но даже если «на бумаге» все характеристики входят в рекомендуемые диапазоны, не будет лишним перед покупкой самостоятельно оценить качество фотографий — например, в обзоре выбранного смартфона.

Материалы по теме:

Правда или нет? Две SIM-карты разряжают смартфон быстрее

Правда или нет? Помехи влияют на качество передачи данных

Правда или нет? Ёмкость аккумуляторов китайских смартфонов ниже заявленной

Правда или нет? Игровой PC стоит дорого

однако 808 нокия снимала очень хорошо, пожалуй аналогов до сих пор нет

nicromonger1991,
мне сяоми нравится, если говорить о редми 4 про, который брал за 7 тыс руб, лучше камеры за эти деньги точно не найти.
только вот оптика у сяоми неважная, при хорошей матрице.

Я почитал, мне не понравилось, куплю камеру.

Больше мегапиксель, лучше камера(что тут даже думать). А вот если сравнивать камеры, то нужно сравнивать и все остальное.

Master VD,
И что не так?

Если не брать оптику, то чем больше пикселе И чем больше размер пикселя тем лучше.

sawfd1,
пример: htc m9 20mp и lg g4 16 mp, так вот lg уделывает со своимы 16 во всём

Moto_G,
правда у htc m9 и lg g4 размер пикселя одинаковый 😀

Скорее тут в чем-то другом фишка (ПО и апертура, мб)

Moto_G,
Canon 40d со своими 12Мп уделает все телефонные камеры, делайте выводы

sawfd1, если речь идет про полноразмерные профессиональные камеры, то да. Там качество определенно лучше, чем на телефонных камерах. Ток у них и вес и размер позволяет воткнуть Фулл Фрейм))) Но и цена 100к+ за тушку и еще оптику норм гдет за 80+к. Ток наверно лучше не мегапиксель, а размер пикселя (пикселей на размер сенсора)

sawfd1, «чем пиксель больше»
В технике действует комплекс критериев, а не просто больше — лучше или меньше — лучше.
Если речь идёт о понтах, то нужно брать рейтинговые камеры по яндексу и не париться. (Шутка)

Теперь серьёзно.
Если исключить кривые руки выбора неправильного режима и разные условия съёмки, следует учитывать следкющие критерии:
— технологию эпитаксии (материалы помимо кремния, примеси, их концентрации, топологию, наличие дренажных ям во избежание блюминга, схему ячейки, цветовые фильтры);
— схемотехнику (структуру ячейки и принцип инцекции, схему опроса и усиления-нормирования, напряжение питания, схемой АЦП, наличие цепей термостатирования, число элементов матрицы);
— оптику (число линз и их качество, просветление, угловая апертура, фстировка, качество фокусировки, наличие и принцип стабилизации).

Теперь о ньюансах.
1. Главный бич фотоматриц — это шум. Величина ложных фотонов (темновых и регенерированных) определяется температурой кристала, паразитной засветкой, наводками, блюмингом быстрых носителей из соседних ячеек, а также прямопропорционален площади ячейки и концентрауции свободных носителей. Чем больше площадь, тем больше абсолютный уровень шума, и разница для маленьких матриц определяется ограничением динамического диапазона снизу шумами традиционного нормирующего усилителя перед АЦП, при схожей технологии требующей большего усиления для малых матриц. Хвалёные фуллфреймы имеют преимущества перед мыльницами лишь при софитах (выше порог насыщения, именно поэтому их используют преимущественно в профессиональной сфере в студиях), при этом субъективно уступая при работе в режиме аутдор.

2. Больший угол входа лучей в собирающей линзы (меньшее значение светосилы) лишь увеличивает общий уровень фонового сигнала, поднимая его полезную часть над шумами. Это связано с тем, что больше лучей вне фокальной плосости изображения тоже попадают на матрицу. Эта часть сигнала должна отсекаться при оцифровке. Таким образом работает лишь небольшая часть характеристики.

3. Размеры пикселя снижают требования к точности фокусировки, количество же света при схожей апертуры одинаково, т.к. то же количество света укладывается в том же телесном углу, сохраняя пропорциональное распределение проецируемого изображения. Размер пикселя определяет скорость его насыщения при равной светимости снимаемого объекта, т.е. им требуется больше времени на выход на рабочую часть характеристики.

5. И ещё по поводу оптики. Большие передние линзы — это издержки ограничения размеров изготовления компонентов, но такая оптика людорога в сравнению с миниатюрной, которую проще сделать касественной. Плюс к тому, большее количество линз увеличивает гибкость режимов съёмки (зум), но увеличивает потери света на переходах границы сред. В общем случае через фиксфокал, более того Безфокусная оптика пропускает света на порядок больше. Лучше заменить линзы попиксельными волоконными сельфоками, которые дают резкое изображение на всех расстояниях одновременно (бесконечный фокус). Эти сельфоки должны иметь соразмерные световым длинам сечения (нанотрубки), зато они будут иметь только полезный сигнал на входе. Для гибкости постобработки для оценки глубины объектов на конечном изображении, рекомендуется снимать парой (подобно псевдо 3D), а потом выбирать программно слой для эмуляции боке-эффекта.
Совмещение обоих решений позволит снимать без затрат на фокусировку и поиск оптимального экспонирования, на сверхкоротких выдержках избавляясь от необходимости в стабилизации, без шумов с сумасшедшим динамическим диапазоном, который неспособен передать ниодин современный монитор, при этом чип должен быть дёшев в производстве, а традиционная оптика не нужна. Чип будет представлятьс системой как память с несжатым изображением, но без избыточной информации, т.е. соразмерной традиционной матрице. Дешивизна чипов позволит при этом без ущерба поднимать разрешение до Гигапикселя полезной информации без накладных затрат, если обработку участков изображения распараллелить на кристалле, а термостатирование позволит использовать низкие стабильные температуры (до минусовых) на аналоговом этапе (экспонирование-опрос-оцифровка) для снижения квантово-тепловых шумов матрицы, использовать крутые (лавинные) участки характеристики фотодиодов новой технологии, доведя самые длительные выдержки до десятков миллисекунд.

Portet,
Согласен, уже надоело. По 10 постов в день предлагажют покупать непонятные Сяоми во всяких гирбестах и JD. Действительно хорошие товары не потребовали бы столько рекламы.

Источник

Почему в камерах смартфонов много пикселей: польза или маркетинг

Содержание

Содержание

В век цифровых технологий все компании в мобильной индустрии придерживаются девиза 3 Б «больше, быстрее, безрамочнее». Процессоры становятся более производительными и энергоэффективными, уже выходя за рамки гаджетов. Площадь экрана все увеличивается и увеличивается, покрывая всю лицевую часть и стремится к заветным 100 %, а в случае Xiaomi Mi Mix Alpha выходит за рамки фронтальной части смартфона, переходя на корпус.

Вот и мегапикселей в камерах все больше и больше, как, впрочем, и самих модулей. Есть ли польза от такого количества пикселей или же это всего лишь маркетинг? На данный момент уже есть модули на 48 Мп, 64 Мп, 108 Мп и даже готовится на 150 Мп от Samsung. Но такие значения характерны для бюджетных и среднеценовых смартфонов. В премиальном сегменте больше 48 МП у камер вы не встретите. Исключениями являются Huawei P 40 Pro с 50 МП и Samsung S 20 Ultra с 108 МП, что наводит на мысль: а почему во флагманах нет таких «крутых» фотомодулей?

Общие понятия о характеристиках камер

Разрешение камеры

Разрешение камеры измеряется в пикселях (точках). Чем больше мегапикселей, тем больше деталей будет на фотографии, это хорошо проявляется при увеличении фото — четкость и детализация будут возрастать. При увеличении Мп в сенсоре должна либо возрастать площадь матрицы, либо должно быть сокращения размера пикселя.

Размер объектива

Чем больше размер объектива, тем больше света он может физически пропустить через себя. Не стоит забывать про качество исполнения линз, если их прозрачность далека от идеала и элементы недостаточно подогнаны, хороших фотографий можно не ждать.

Зум — способность фотокамеры увеличивать изображение во время съемки с предварительной фокусировкой. Существует два вида зума: цифровой (софтверный) и оптический.

Стабилизация изображения

Так же как и зум, стабилизация бывает цифровой и оптической. Цифровая стабилизация считается программной, а вот оптическая приводится в действие с помощью маленьких гироскопов, которые физически перемещают объектив камеры во избежание каких-либо движений, это и обеспечивает снимок высокой четкости.

Матрица

Матрица — это ряд светочувствительных фотодиодов с нанесенным на них тончайшим фильтром. Размер матрицы напрямую влияет на количество пропускаемого света, это ведь важно для качества изображения, опять же чем больше света способна пропустить матрица, тем качественней будет конечная фотография.

Диафрагма

Говоря по-простому, диафрагма — это «отверстие в объективе», которое пропускает свет в матрицу. Диафрагма регулирует световой поток, что дает возможность изменять глубину резкости. Чем ниже данный показатель, тем лучше детализация фотографии в темноте и выше скорость съемки.

Иногда производители камер для смартфонов интегрируют переменную диафрагму, например, Samsung S9 и S9+. Это должно было хорошо сказаться на фотографиях, но оказалось — при маленькой матрице переменная диафрагма попросту лишняя и маркетинговая уловка.

Дополнительные модули

Существует несколько видов: широкоформатный (ширик), телеобъектив (телевик), черно-белый, цветной и с эффектом боке.

Программное обеспечение

Софтверная часть занимает львиную долю работы с фото, поскольку уже не единожды смартфоны Google Pixel с одним 12 МП модулем доказали, что качественную картинку можно получить с помощью анализа и подбора оптимальных настроек. Именно ПО позволяет максимально раскрыть потенциал камеры.

Bayer

На сегодняшний день известно несколько основных структурированных технологий размещения светофильтров пикселей в камере: Bayer, Quad Bayer, TetraCell и NanoCell.

NonaCell в камерах от Samsung не путать с Nanocell от LG в телевизорах.

Bayer — это двумерный массив цветофильтров, покрытых фотодиодами матрицы. В классическом фильтре Байера применяются светофильтры трех основных цветов RGB. Как видно на первом рисунке, количество зеленого цвета больше, чем у красного и синего цветов. Также разрабатывались другие светофильтры, но данный фильтр Bayer широко распространен.

Принцип работы светофильтра Bayer

Quad Bayer/Tetracell

Quad Bayer — это структура размещения светофильтров пикселей в модуле камеры и разбивание пикселя на группы по четыре субпикселя. То есть соседние субпиксели в квадрате 2х2 накрываются общим светофильтром RGB, а точнее — GR-GB.

Принцип работы Quad Bayer

Quad Bayer/TetraCell — удешевляет процесс производства модулей камер для смартфонов благодаря «разбивке» пикселей и их группировке под одним большим покрытием, что ведет к увеличению разрешения. Если бы производитель хотел «честные» 48 мегапикселей, то ему бы пришлось утончать тех процесс, а тут всего лишь используется тоже самое покрытие в 12 мегапиксельной версии.

Quad Bayer это термин активно используемый в камерах Sony, TetraCell тоже самое только от Samsung.

Но все таки имеются и плюсы данных технологий:

Это работает только при хорошей оптимизации и, зачастую, во флагманских устройствах.

Nonacell

Отдельного упоминания стоит NonaCell от компании Samsung. Этот тот же Bayer, только с формированием группы субпикселей 3х3. Данная структура будет применяться в 150 МП модулях камер, но пока неизвестно, будут ли улучшения по сравнению с предшественником.

Сравнение Tetracell и Nonacell

На этой картинке виден изначальный размер субпикселя 0,8µm, на Tetracell 2х2-1,6µm и Nonacell 3х3-2,4µm. Так же идет «искусственное» увеличение пикселей, не ведущее к заметному повышению качества изображения.

NonaCell — это усовершенствованная версия Tetracell, формирующая группы 3х3 субпикселя.

Специфика камер со структурой Quad Bayer/Tetracell/Nonacell делает их интересным решением на рынке сенсоров. Как говорилось выше, данные структуры хорошо себя показывают при достаточной освещенности, в темное время суток, также при однокадровом HDR, который позволяет уменьшить время съемки. Но все это работает только при условии качественного ПО, что доказывают 12 МП модули флагманов «яблочка» и «корпорации добра».

Так уж повелось маркетологи приучили нас мерить качество фотографий мегапикселями и это выливается в хорошую картину: 48 МП = 12 МП, 64 МП= 16 МП, 108 = 27 МП, а 150 МП = 16,6 МП.

Источник