Mobil és kamera: tényleg olyan jók az olcsó telefonok kamerái?

Mobil és kamera –TARTALOMJEGYZÉK

1. A szenzor a fotózás alfája és omegája
2. A pixel nagysága
3. Az objektív fényereje
4. Expozíciós idő és fényerősség
5. Pixel binning avagy egy olcsó találmány mobiltelefonokhoz
6. Egy minőségi középkategóriás fotómobil egy objektívvel is beéri
7. Mélységérzékelés: szoftver, ToF-szenzor vagy LiDAR?
8. Az elektronikus és az optikai stabilizálás közötti különbség valóban óriási
9. A telefonok folyamatosan fejlődnek, méghozzá rendkívül gyors ütemben

A szenzor a fotózás alfája és omegája

A kamera alapján választasz mobiltelefont? Valószínűleg azonnal megnézed az egyes objektívek felbontását. És ezzel nincs is semmi baj, hiszen a felbontás nagyban befolyásolja a képminőséget. Ez azonban csak egy a sok fontos tényező közül, ezért ne elégedj meg csupán ezzel az egy számmal. Gyakran előfordul, hogy egy 12 megapixeles szenzorral rendelkező mobiltelefon jobb fotókat készít, mint például egy 48 megapixeles érzékelővel rendelkező.

A pixel nagysága

Az érzékelők pixelmérete az egyik fő oka annak, hogy a mobiltelefonok kamerái még mindig nem tudják felvenni a versenyt a hagyományos fényképezőgépekkel. Vegyük például a Samsung Galaxy A22 készüléket, ami egy meglehetősen olcsó mobiltelefon 48 Mpx-es főérzékelővel. A nagy felbontás azt sugallja, hogy a kamera igazán nagyszerű fényképeket készít. A használt ISOCELL Bright GM2 érzékelő pixelei azonban mégis mindössze 0,8 μm nagyságúak. Az átlagos digitális tükörreflexes fényképezőgépek pixelei ehhez képest 7-8 μm-esek, a jobb okostelefonoké pedig a helyhiány miatt 1,4 μm körüli nagyságon mozognak. Egyszerűen fogalmazva, minél nagyobb a pixel, annál több fényt és adatot tud tárolni, és annál jobb minőségűek lesznek a készített fotók. A középkategóriás telefonok jobb minőségű érzékelői általában nagyobbak.

És hogy hogyan mutatkozik meg a pixelméret a gyakorlatban? Az alábbiakban összehasonlított képeken látható, hogy az 1,12 μm nagyságú pixelekkel rendelkező érzékelővel készített fotó nem csak akkor rosszabb minőségű, ha nagyítjuk (ami inkább a felbontás miatt van), de mindenekelőtt sokkal több fényfoszlányt tartalmaz. Ezen a fotón enyhén rózsaszínes zajnak tűnnek. A kamera nem rendelkezett elegendő fényinformációval ezeken a helyeken.

1,12μm

1,8μm

Az objektív fényereje

Az objektív fényerejének óriási hatása van, különösen gyenge fényviszonyok mellett történő fényképezés esetén. Itt az objektív fényerejét arányként írja ki, például f/2. Itt ez alapvetően nem több, mint 1:2 arány. Ennél a rekesznél tehát az objektívbe bejutó fény körülbelül fele jutna át az érzékelőre. Ideális esetben az objektívnek f/1-es rekesznyílással kell rendelkeznie a maximális áteresztett fény érdekében. De ilyen lencse nem létezik, legalábbis egyelőre még nem.

Egy jó rekeszértékkel rendelkező objektív manapság már nem is olyan vészesen drága. Ezért még az olcsóbb mobiltelefonok is elég jó rekeszértékekkel rendelkeznek a főlencséknél. Azonban a gyártók sajnos gyakran sokat spórolnak a fotómodul egyéb objektívjein. Ezzel szemben a felsőbb középkategóriában sok olyan telefont találunk, amelyeknek minden egyes lencsén jó a fényerejük. Tehát egy nagy látószögű fényképezőgép vagy akár egy teleobjektív is megbirkózik a középkategóriás, gyengébb fényviszonyokkal.

Az alábbi képeken az éjszakai fényképezés közvetlen összehasonlítását láthatod f/2.0 és f/1.8 értékeken.

f/2,0

f/1,8

Expozíciós idő és fényerősség

A fényerősséghez szorosan kapcsolódik az expozíciós idő. Ez minden egyes telefon esetében többé-kevésbé szabadon beállítható. Ha például hosszabb expozíciós időt állítasz be, az érzékelő még kisebb objektívnyílás mellett is elegendő fényt kap. Ha azonban hosszabb expozíciós idővel készítesz felvételeket, a telefont teljesen stabilan kell tartanod, különben az elmosódás veszélye lép fel. Ezért egy jobb fényerővel rendelkező telefon különösen éjszaka jön jól, mert még rövid expozíciós idővel is elegendő fény jut az érzékelőre ahhoz, hogy lenyűgöző képeket készíthess. Így nem lesz szükséged mobiltelefon állványra sem, hogy a fénykép ne homályosodjon el.

Pixel binning avagy egy olcsó találmány mobiltelefonokhoz

Térjünk vissza egy pillanatra a pixelmérethez. Természetesen a mobiltelefonok nem rendelkeznek annyi érzékelővel, mint a digitális tükörreflexes fényképezőgépek, ezért a gyártók kitalálták, hogyan is kerüljék ki a problémát. A pixel binning egy olyan folyamat, amely az érzékelő több szomszédos képpontjának egy képponttá történő egyesítését eredményezi. Ez lehetővé teszi a mobiltelefonok számára, hogy mesterségesen növeljék a pixelméretet a kisebb felbontású fényképek árán.

A pixel binning annyira elterjedt, hogy ha egy telefonban az alsó kategóriában 48 Mpx-es kamerát látunk, de egy csúcsmodellben 108 Mpx-es szenzorral, ez esetben biztosak lehetünk benne, hogy a gyártó ezt alkalmazta. Ezen egyáltalán nem kell csodálkozni. A fotók tényleg egy kicsit jobban néznek ki. A probléma az, hogy - különösen rosszabb fényviszonyok mellett - úgynevezett digitális zajjal találkozik, és az így kapott fotó felbontása is sajnos sokkal kisebb.

Például 4:3 arányban egy 48 Mpx-es érzékelő 8000 × 6000 px felbontású fényképet készít. Az olcsóbb mobiltelefonokon azonban az ilyen fényképek a kis pixelek miatt fakónak és színtelennek tűnnek. A pixel binning használatával (ami egyébként általában az alapértelmezett beállítás) a fénykép szebb színekkel rendelkezik, de a felbontás 4000 × 3000 px-re csökken. Tehát a gyakorlatban ez olyan, mintha egy 12 Mpx-es fényképezőgéppel fényképeznél.

Egy minőségi középkategóriás fotómobil egy objektívvel is beéri

Míg a Pixel binning mesterségesen segít az olcsóbb telefonoknak lépést tartani, a középkategóriás és felső kategóriás kameráktól ettől független még mindig elmaradnak. A minőségi fotókért nem kell megdöbbentő egekbe mászó összegekig elmennünk; már a középkategóriában is találunk például iPhone SE 2020-at, amely csak egy 12 Mpx-es objektívvel rendelkezik, de az f/1,8-as maximális rekeszértékkel és 1,22μm-es nagy pixelekkel büszkélkedhet az érzékelőn. Ezután az androidos mobiltelefonok közül megemlíthetjük a Google Pixel 4a-t, amely nagyon kellemes ár mellett 12,2Mpx-es szenzort kínál 1,4 μm-es és nagyszerű f/1,7-es objektív rekeszértékkel.

Mélységérzékelés: szoftver, ToF-szenzor vagy LiDAR?

A mobilkamerák sokáig csak képeket rögzítettek. Az utóbbi néhány évben azonban a mélységérzékelők egyre népszerűbbé váltak, különösen a bokeh-effektushoz való felhasználásukkal. Ami azonban egy kedves fotótrükknek indult, mára teljesen professzionális eszközzé vált, és például a LiDAR-érzékelők képesek akár nagyon pontos 3D modelleket is rögzíteni a különböző technológiai iparágakban való felhasználás érdekében. A mélység megragadásának számos módja van, de a legelterjedtebb a következő három.

• A legalább két objektívvel rendelkező mobiltelefonok használhatják a szoftveres rögzítést. Főleg az olcsó telefonok hagyatkozhatnak rá. Alapvető bokeh-hez elegendő, de az általános érzékelés nagyon pontatlan.
• Számos középkategóriás telefon rendelkezik ToF-érzékelővel. Lényegében ez egy plusz lencse, amely infravörös fényt bocsát ki, és méri, mennyi idő alatt tér vissza. A ToF-érzékelő segítségével meglehetősen pontos 3D modelleket is készíthetsz.
• A LiDAR-szenzort először az Apple hozta be a mobiltelefonokba. A ToF-hez hasonló elven működik, de infravörös fény helyett lézerimpulzusokat bocsát ki. A felső középkategóriában található, és gyorsabb, mint a ToF-szenzor, és apró részleteket is képes felvenni.

A mélységérzékelő a fókuszálásban is segítségedre van. Az alábbiakban például látható a szoftveres fókuszálás és a ToF-érzékelőt használó lézeres fókuszálás közötti különbség. A ToF segítségével a telefon jobban azonosítja az érdeklődés tárgyát, és a közelebbi környezetet kissé elmossa. A szoftver azonban a teljes területre összpontosít, ahol az adott téma illetve tárgy található. Az alábbiakban látható, hogy a szoftver a gyümölcsön kívül az összes többi levélre is fókuszál, míg a ToF -érzékelő, amely sokkal kisebb távolságbeli különbségeket képes azonosítani, közvetlenül a gyümölcsre és a közeli háttérben levő levelekre fókuszál, vagy a gyümölcs körül már fókuszban vannak (az észrevehetőbb különbségek érdekében összehasonlíthatod a fényképeket teljes felbontásban).

Software

ToF senzor

Az elektronikus és az optikai stabilizálás közötti különbség valóban óriási

Ha videókat vagy hosszabb expozíciós idejű fényképeket szeretnél készíteni, akkor minden apró mozgást, beleértve a kézremegést is, ki kell küszöbölnöd. Ezért létezik a stabilizáció lehetősége. Míg az olcsóbb telefonok csak elektronikus stabilizátorral rendelkeznek, és akkor is csak a fő objektívre, addig a középkategóriában általában optikai stabilizátorral találkozhatunk, nemcsak a fő objektívre, hanem gyakran az ultraszéles vagy a teleobjektívekre is egyaránt.

• Az elektronikus stabilizálás tisztán szoftveres alapon működik. A képet mesterségesen levágja és interpolálja, aminek köszönhetően stabilabban hat, de a képminőség észrevehetően rosszabbá válik.
• Az optikai stabilizálás a hardvernek köszönhetően működik. Az objektív fizikai stabilizálása közvetlenül a fotómodulban elhelyezett apró "kardánkerekek" segítségével történik. A kép így stabilabb lesz, minőségromlás nélkül.
• A hibrid stabilizálás elektronikus stabilizációt alkalmaz a már optikailag stabilizált képen. Ez inkább egy szituációs funkció, amely néha jól jöhet.

A telefonok folyamatosan fejlődnek, méghozzá rendkívül gyors ütemben

Ha megnézzük a néhány évvel ezelőtti telefonokat, rengeteg különbséget látunk. Ki gondolta volna akkoriban, hogy egy olcsóbb, 3 GB RAM-mal rendelkező telefon már az egyre igényesebb programok miatt is akadozni fog, és hogy a „hatalmas“ 16 GB tárhely valójában nem is olyan nagy, illetve, hogy ma már néhány perces videó is képes megtölteni ekkora tárhelyet? Ezért mindenképpen jó, ha a telefon kiválasztásakor a közeljövőre is gondolunk. Nemcsak az olcsó telefonok vásárlása és egy év utáni cseréje nem tesz jót a környezetnek, de a végén úgyis veszíteni fogsz rajta. Egy középkategóriás okostelefon minden bizonnyal akár évekig fedezheti az igényeidet.