Почему больше мегапикселей не всегда означает лучшие фотографии на Android-телефонах: вот что действительно важно в фотографиях

Гонка за мегапикселями в камерах смартфонов — один из самых устойчивых маркетинговых сюжетов в сфере потребительских технологий. Каждый сезон запуска новых продуктов приносит мне на стол очередную волну маркетинга.

На этот раз главная цифра — 200. Последние флагманские Android-смартфоны от Samsung, Honor, Vivo и Motorola оснащены 200-мегапиксельными камерами.

Легко предположить, что чем больше, тем лучше, и что этот скачок сделает камеры телефонов неотличимыми от профессионального оборудования.

После многих лет тестирования телефонов разных ценовых категорий я научился обращать внимание не только на основные характеристики. Меня больше не волнует количество мегапикселей.

Маленькие сенсоры, маленькие пиксели и истинные ограничения телефонных камер

Конкуренция за количество мегапикселей достигла своего предела из-за Размер сенсора смартфонаСенсоры телефонов намного меньше, чем у зеркальных или беззеркальных камер.

Поскольку производители стремятся втиснуть 12, 48, 108 или даже 200 мегапикселей в чрезвычайно маленькие сенсоры, каждый пиксель (фоторецептор) вынужден уменьшаться. Такое скопление пикселей меняет способ, которым сенсор улавливает свет.

Пиксели большего размера собирают больше света и создают более чистый сигнал. Пиксели меньшего размера собирают меньше фотонов и создают более слабый сигнал.

Этот слабый сигнал необходимо усилить электронным способом в условиях низкой освещенности, чтобы создать должным образом освещенное изображение.

Аугментация добавляет цифровой шум, который проявляется в виде зерна или пятен, особенно в тенях и плоских цветах. Другими словами, чем больше усиление, тем больше искажения.

Кроме того, дополнительная подсветка в более крупных датчиках улучшает динамический диапазон, то есть способность улавливать детали в ярких бликах и темных тенях сцены. Более широкий динамический диапазон означает более реалистичные изображения.

Вот почему цифровая зеркальная фотокамера с большим сенсором 16 МП может создавать более четкие и насыщенные изображения, чем телефон с разрешением 200 МП. Когда речь идет о размере сенсора, качество преобладает над количеством.

Секрет отличных фотографий, сделанных на телефон, — это программное обеспечение, а не датчики.

Самый большой скачок в развитии мобильной фотографии произошел в области программного обеспечения. Камеры телефонов используют небольшие сенсоры, которые страдают от шума и ограниченного динамического диапазона, поэтому инженеры полагались на компьютерная фотография Чтобы компенсировать это.

Вместо того, чтобы рассматривать изображение как единичную экспозицию, пионеры рассматривали его как Марк Левой В Google с его помощью данные собираются и улучшаются.

Телефон делает несколько кадров, выравнивает их и использует алгоритмы для извлечения деталей, снижения шума и балансировки светлых и тёмных участков. Это называется вычислительной фотографией и лежит в основе качества изображений, получаемых с помощью современных смартфонов.

Это стало серией телефонов Google пикселей Это неопровержимое доказательство. Он возглавил рейтинг камер со скромным 12-мегапиксельным сенсором, в то время как конкуренты стремились к 48-мегапиксельным и 108-мегапиксельным сенсорам.

Урок ясен: хорошо настроенный сенсор в сочетании с мощными вычислительными средствами может превзойти более крупные устройства с большим количеством мегапикселей, не имеющие столь же мощного программного обеспечения. Именно программное обеспечение имеет реальное значение., а не только размер сенсора.

Действительно ли телефоны с разрешением 200 МП делают фотографии с разрешением 12 МП?

Объединение пикселей — неопровержимое доказательство того, что гонка за мегапикселями — всего лишь маркетинговый ход. Инженеры используют этот метод, чтобы преодолеть недостатки маленьких, перегруженных пикселей.

Технология объединения пикселей позволяет процессору сигналов изображений (ISP) объединять соседние пиксели в один большой пиксель.

Распространенные схемы: 2×2 (4→1, четырёхугольный), 3×3 (9→1, неодносторонний) и 4×4 (16→1). Например, 108-мегапиксельный сенсор с биннингом 9:1 по умолчанию создаёт изображения с разрешением 12 Мп (108/9=12).

Аналогично, многие 200-мегапиксельные сенсоры используют биннинг 16:1 для получения изображений с разрешением около 12.5 мегапикселей (200/16 = 12.5). Этот метод имитирует биннинг света, создаваемый меньшим количеством более крупных пикселей.

Суперпиксель повышает чувствительность и улучшает соотношение сигнал/шум путем суммирования или усреднения значений соседних пикселей.

Цель состоит не в том, чтобы создавать изображения с разрешением 200 МП, а в том, чтобы использовать датчики 200 МП для создания более качественных изображений с разрешением 12 МП. Суть игры заключается в качестве пикселей, а не в их количестве.

Этот курс показывает, что сосредоточение внимания на большем количестве пикселей отвлекает от настоящей цели, которая должна заключаться в получении более качественных пикселей.

Как Instagram и TikTok формируют наше восприятие качества камер телефонов?

Характеристики камеры — лишь часть уравнения. Восприятие пользователем качества камеры формируется не только аппаратными компонентами телефона, но и всей цепочкой программного обеспечения, через которое обрабатывается изображение.

Пользователи делятся и просматривают большую часть фотографий со своих смартфонов на таких платформах, как Instagram, TikTok и Facebook.

Эти сервисы обрабатывают огромные объемы ежедневных загрузок и должны поддерживать скорость на миллиардах устройств и при различных скоростях сетей.

Это достигается за счёт значительного сжатия изображений. Ещё одним узким местом является то, как сторонние приложения для iOS оптимизированы по сравнению с Android.

Устройства Android невероятно разнообразны: тысячи моделей от десятков разных брендов сочетают в себе различные сенсоры, объективы и процессоры обработки изображений.

Для таких команд, как Instagram или Snapchat, оптимизация под каждую конфигурацию Android нереальна, поэтому многие придерживаются универсального подхода.

В отличие от этого, Apple выпускает всего несколько моделей iPhone в год. Такая стабильность позволяет разработчикам точно настраивать приложения для эффективного доступа к камерам.

В результате фотографии, загруженные в социальные приложения, часто выглядят лучше на iPhone, чем на Android-смартфоне, даже если у Android-устройства камера лучше. Это означает, что Пользовательский опыт На iPhone качество изображения в популярных приложениях зачастую более плавное.

Истинная мощь вашей камеры по-прежнему в ваших руках.

После всех разговоров о датчиках, программном обеспечении и социальных алгоритмах вам может показаться, что качество изображения находится вне вашего контроля. Но это далеко не так.

Самая важная часть любой камеры — это человек, который её держит. Вместо того, чтобы гоняться за мегапикселями, сосредоточьтесь на самом главном. Истинное творчество кроется в зоркости фотографа и его умении управлять камерой.

Для начала научитесь видеть свет. Свет — это основа любой фотографии, и даже самый лучший сенсор в мире не спасёт снимок, сделанный при плохом освещении. Хорошее освещение — основа отличной фотографии, будь то естественное или умело смоделированное искусственное.

По возможности используйте естественное освещение. Сенсоры смартфонов всё ещё плохо работают в помещении, несмотря на усовершенствования вычислительной техники. Естественный свет придаёт изображениям яркость и реалистичность, которые сложно воспроизвести.

Во-вторых, мастерски выстроенная композиция. Хорошо скомпонованный снимок простого объекта гораздо лучше, чем неаккуратный, снятый на телефон за 2000 долларов. Хорошая композиция привлекает внимание зрителя и создаёт визуально привлекательный снимок, независимо от качества камеры.