Журнал Млечный Путь № 2 (28), 2019

При этом, нельзя не отметить, что камеры не просто появились везде, но и стали выдавать очень хорошие снимки и достойные видео даже на относительно недорогих смартфонах. Например, если усреднить топовые флагманы в районе отметки 100 процентов, смартфоны в районе 30 процентов будут выдавать снимки, которые при определенных условиях могут потягаться с представителями вершины смартфоностроения.

Раньше аналогичные показатели демонстрировали смартфоны, которые были примерно на уровне 60-70 процентов в этой виртуальной таблице.

Для себя под этим термином я подразумеваю те ситуации, когда каждый следующий шаг в технологиях становится все труднее и дороже, при этом существующие технологии становятся все более и более доступными. В наше время это наблюдается везде - в автомобилях, в компьютерах, в смартфонах...

Из чего состоит камера смартфона?

Возвращаясь к камере смартфона, стоит сказать, что принципиально их конструкция не отличается даже между флагманом и самым доступный устройством за пару тысяч рублей. Вся разница будет сводиться к материалам, количеству элементов и, что важно, программному обеспечению.

За программным обеспечение также стоит процессор, так как именно он идет в авангарде вычислительной мощности всего устройства в целом. Обычный набор информации, полученный с сенсора ничего не стоит и его надо еще обработать. А это миллионы точек, каждую из которых надо сложить в изображение и все это за доли секунды.

Рис 9

В Сети несложно найти расширенные характеристики процессоров. Не те, где нам пишут мощность и количество ядер, а действительно полные. Среди них всегда есть такой параметр как максимальное разрешение камеры. Становится понятно, почему на дешевые смартфоны нельзя как киллер-фичу поставить топовую камеру, доплатив за нее. Все должно работать в связке, как и в любом компьютере.

Матрица смартфона

Также как и оптика, матрица любой камеры является основополагающим элементом качества снимка. Ведь именно она получит тот материал, который будет передан в обработку. Для начала разберем из чего она состоит.

Основной тип матрицы, применяемый в современных устройствах, состоит из светочувствительных элементов, собранных в блоки. Чем больше таких элементов, тем выше разрешение и тем большую четкость снимков может обеспечить камера. Конечно, есть некоторые факторы, которые сводят к нулю ценность большого количества этих элементов. Это может быть низкое качество сборки, плохая оптика или желание сделать матрицу меньше при сохранении на ней прежнего количества светочувствительных элементов.

Стоит отметить, что сами светочувствительные элементы не могут работать без специальных фильтров, нанесенных на поверхность матрицы. Эти фильтры пропускают только красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) цвет. Поэтому система и называется RGB.

Если на элемент не попадает свет определенного цвета, то он попадает на соседний. В этом и заключается принцип определения цвета снимка, так камера и понимает, какого цвета, или оттенка, должна быть точка. Собрав несколько миллионов таких точек (мегапикселей) воедино, процессор обрабатывает их и собирает в готовое изображение.

Многие пренебрегают таким показателем как размер светочувствительной ячейки, который очень сильно влияет на итоговое качество изображения. Да, размер ячеек выражается в микронах и разница в несколько десятых долей микрона может казаться очень несущественной. Тем не менее чем больше размер пикселя, тем лучше. А оценивать их надо с точки зрения пропорций. То есть 1,14 микрона на 15 процентов больше чем 1 микрон.

Также на качество снимка влияет и расстояние между пикселями. Если пиксели будут очень маленькими и "напиханы" очень плотно, камера может иметь сколь угодно большое разрешение, но снимки будут плохими и с большим количеством шумов.

Все это является объяснением того, почему многие производители до сих пор держатся за разрешение камер в 12 или 16 Мп. У них есть ряд преимуществ перед камерами с разрешением 48 Мп. При равном физическом размере сенсора, качество будет хуже из-за большого количества помех. При этом, слабая оптика и последствия цифрового удаления этих шумов могут свести к нулю полезность лишних мегапикселей. Детализация в этом случае не будет лучше, чем у более "скромных" матриц. Идеальная отработка камеры, это когда при максимальном увеличении вы начинаете видеть реальные квадратики пикселей, а не замыленность. Но в смартфонах такого все равно не бывает.

Объектив камеры смартфона

Допустим, у нас есть отличный сенсор с шикарными характеристиками и минимальным количеством помех, но от окружающего мира его отделяет стекло плохого качества. Утрируем и скажем, что оно мутное. Думаю, не стоит объяснять, что в этом случае о хороших снимках говорить не стоит.

На таком, немного грубом примере, можно понять ценность хорошей (и чистой) оптики для камеры.