Воскресенье , Январь 19 2020
Домой / наши обзоры / Как устроены камеры?

Как устроены камеры?

Здравствуйте. У всех из нас есть смартфоны, в которых есть камеры. У большинства из нас они скорее всего выпирают, и многие из-за этого негодуют. Поэтому сегодня я приготовил не очень большую статейку про камеры смартфона и не смартфона и про то, почему камеры в смартфонах выпирают. Вообще, я считаю, что камеры — это пожалуй самая непонятная и сложная штука в смартфоне, но и я считаю, очень важная. К моему сожалению, очень много людей не знают как выбирать камеру. Если не все, то большинство этих людей думают, что что-то в этом понимают, и это их понимание — количество мегапикселей (в дальнейшем буду писать мп). Вот к примеру, на прилавке магазина есть смартфон с 12мп и 24мп, и большая часть людей не долго думая выберут смартфон с 24мп камеры, потому что «ну тут ведь в 2 раза больше мп, значит фотки будут гораздо лучше». Но это не так, и сейчас мы чуть подробнее углубимся в это дело.

xa2
к примеру — Sony Xperia xa2. У него камера с 23 мп, но фотографирует он хуже смартфонов с 12 мп.

Для начала, прежде чем понять почему выпирают камеры в смартфонах и как они устроены, мы немного поговорим о профессиональных камерах.
Думаю все из нас знают, что свет — есть жизнь. без света не существовало бы нас и в последствии смартфонов. Так же свет — жизнь и для камер. По сути, если рассуждать по-научному, встретившись с человеком или просто наблюдая другой объект, мы видим не сам этот объект, а фотоны — светочастицы, отражающиеся от человека или другого объекта. Так же видит и камера, и если на матрицу камеры и на ее пиксели попадет мало этого света, картинка будет плохой. Поэтому камеры по-разному «раскрыты», ну или если по-нормальному — они имеют разную диафрагму (ну или апертуру — это одно и то же). Если глазок камеры раскрыт хорошо, то на матрицу попадет достаточно света, если плохо — не достаточно. Для хорошей ночной съемки нужно иметь значение «раскрытости» диафрагмы не менее f1.8 (то есть не f1.9, не f2.0, а f1.8, f 1.6 и тд). Для дневной съемки не требуется такая раскрытая диафрагма — хватит и f2,4, f2.2 и f1.8 подойдет. Дневная съемка не такая требовательная как ночная.

апертура
Попадая на матрицу, свет проходит через сам объектив с линзами, где картинка подвергается некоторым изменениям и к этому также причастно и освещение. К примеру, человек сфотографированный на объектив размером 20мм и на более гигантский объектив размером аж в 135мм, не будет похож на себя, тк произойдут большие изменения в его форме.
Вот сфотографированный вами элемент прошел через объектив, и дальше он попадает на саму матрицу камеры. По сути матрица — это такой светочувствительный элемент, состоящий из огромного числа пикселей, которые окрашивают фотографию, и тут я расскажу вам про фильтр Байера. Дело в том, что матрица способна принимать только два типа фотонов — либо их наличие, либо их отсутствие, то есть 1 и 0. получается, что матрица камеры принимает черно-белую картинку, которую окрашивает этот фильтр Байера. Этот фильтр состоит из 3 цветов: 25% — красный, 25% — синий и 50% — зеленый.

фильтр байера
Дальше, после окрашивания пикселей, картинка отправляется на обработку к процессору самой камеры (да он там есть, и порой очень даже мощный). Там проходит сложнейшая математическая операция, которая дорисовывает пиксели, окрашивает оставшиеся и доводит до конечного результата. этот процесс называется дебоирезация, дебайринг.
Потом эта картинка отправляется на карту памяти.
Повторим быстро выше сказанное: фотоны прошли через объектив, попали на матрицу, затем на обработку к процессору и на карту памяти.
Давайте немного поговорим о разрешении. Повторю, что такое матрица. Матрица — это светочувствительный элемент, состоящий из огромного числа пикселей. 1мп (мегапиксель) — это 1000000 пикселей. То есть, если у вас камера «всего» на 10мп, то на ее матрице расположено 10000000 пикселей. И от этих пикселей конечно тоже зависит качество фотографий, ведь они как и их матрицы имеют размер, то есть чем больше пиксель, тем больше информации, света он получает, то есть если пиксель большой, то это хорошо, но нельзя перебарщивать в их размере. пример: мы имеем два фотоаппарата, с одинаковыми размерами матриц — 35мм, но на одной 10мп, а на другой 20мп, а дело в том, что у камеры, у которой больше разрешение — больше количество мп, то есть — размеры пикселей меньше, чем у той, у которой меньше разрешение, меньше количество мп. Чем это черевато — шумами. У той камеры, у которой больше мегапикселей, будет больше деталей, но также будет больше шумов. Именно в этом «магия» фотоаппаратов Sony — они могут снимать ночью на запредельных значениях ISO. То есть — чем больше пиксель на матрице — тем меньше шумов на фотографии.

пиксели на матрице

Теперь, поняв все выше сказанное, мы можем наконец понять, почему камеры на смартфонах выпирают. Дело в том, что во многих или во всех смартфонах физический размер матрицы — 7мм, что гораздо меньше, чем у профессиональных камерах. Возьмем очень популярную матрицу камеры — Sony imx 362. Она имеет 12мп, то есть 12000000 пикселей, но при этом имеет весьма скромные габариты. Значит, если мы берем для сравнение обычный 35мм объектив (который на самом деле имеет физический размер 42мм), получается, что сопоставимое фокусное расстояние, исходя из разницы размеров матрицы в 6 раз (42:7) у него будет около 5мм. И тут вступает в силу всеми нами любимая физика. Фокусное расстояние — не единственное, есть еще и физическое фокусное расстояние — это расстояние от самой матрицы до объекта съемки, исходя из этого, получается, что к 4мм фокусного расстояния, нам нужно добавить еще 2 а лучше 3мм, а нам нужно еще защитить камеру, поставив защитное стекло и получается около 8-9мм. И тут такая ситуация, что сами смартфоны сейчас имеют толщину около 8мм и тут производители смартфонов борются за каждым мм в корпусе, даже убирая наш любимый mini-jack. В принципе, единственный хороший шанс уменьшить выпирание камеры — уменьшить количество мп, но обычные потребители этого не поймут и начнут негодовать и не покупать такие устройства. Однако, некоторые производители уже делают смартфоны с камерой, которая расположена не перпендикулярно корпусу, а вдоль корпуса, и так тоже можно немного исправить ситуацию с выпиранием камер.p20 pro

p30 pro
Вывод из всего этого — камеры выпирают из за того, что просто не помещаются на тонких смартфонах. Этого можно избежать сделав смартфон немного толще.

Также, ВК есть группа нашего сайта. Переходите, подписывайтесь и следите за другими новостями, которые выходят в группе:

https://vk.com/ggadgetnews

 

 

Николай Черноусов

Проверьте также
Раскрыты подробности о смартфонах среднего уровня Samsung Galaxy A31 и A41

Веб-источники обнародовали информацию о некоторых характеристиках смартфонов среднего уровня Galaxy A31 и Galaxy A41, которые ...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.