Por que a corrida por megapixels em smartphones é absurda

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 04:08

A qualidade da foto depende de muitas características, então a câmera de 48 megapixels ainda não fala nada.

Como funciona a câmera do smartphone

Uma câmera é algo complexo: ela combina um sensor, um sistema óptico, um controlador e outros componentes auxiliares, além de um software para processamento de fotos e vídeos. Vamos considerar cada elemento com mais detalhes.

Matriz

A matriz é um microcircuito retangular que consiste em elementos sensíveis à luz - pixels. Cada pixel contém três subpixels. Um subpixel transmite apenas certos comprimentos de onda: para vermelho, verde ou azul (vermelho, verde, azul). Este modelo de cores é denominado RGB.

Além disso, a matriz pode ser monocromática, sem filtros de cor. Três vezes mais fótons caem em cada um de seus pixels. Como resultado, as fotos em preto e branco são mais nítidas. Essas matrizes podem ser usadas para aprimorar a imagem colorida de outro módulo de câmera.

Uma das principais características de uma matriz é a resolução. Ele reflete quantos pixels cabem nele.

Lente

A minúscula lente do smartphone é quase uma joia. Um sistema raro inclui 4–5 elementos - geralmente 7–8 ou mais.

Em smartphones com múltiplas câmeras, cada matriz terá sua própria lente. Cada um deles resolve seu próprio problema:

• Lente telefoto (telefoto) é necessário para fotografar de longa distância.
• Ângulo amplo (shirik) ajudará a ajustar mais objetos no quadro - isso é útil para fotos de grupo e fotografia de arquitetura.
• Universal a lente permitirá que você fotografe moderadamente bem qualquer assunto: de um retrato a uma paisagem.
• Lente varifocal (zoom) pode aproximar o assunto.

As lentes para smartphones são feitas de vidro ou polímeros especiais. Se sua transparência está longe do ideal e os elementos não estão bem ajustados, não espere boas fotos. Mesmo se a lente se mover alguns mícrons, o sistema óptico perderá o foco.

Diafragma

O diafragma é o orifício pelo qual a luz entra na câmera. A quantidade de luz que o sensor pode receber depende disso. O valor da abertura é emitido no formato f / 1, 7.

Sistema de estabilização

A estabilização compensa o desfoque causado pelo movimento da câmera, como ao fotografar com a câmera na mão em vez de usar um tripé. Pode ser de dois tipos:

• Óptico. Um sistema eletrônico-mecânico honesto que mantém fisicamente a câmera em uma posição (pelo menos tenta). Ele oferece fotos mais nítidas com o mínimo de ruído e praticamente elimina a necessidade de processamento de software.
• Eletrônico. Esses são algoritmos de software. A câmera ainda treme, mas ao analisar vários quadros, um resultado mais ou menos decente é criado.

Sistema de foco automático

O autofoco em si determina a distância ao objeto e ajusta os parâmetros da ótica da câmera de acordo. Três tipos de sistemas são usados em smartphones modernos:

• Estágio. Sensores especiais coletam raios de luz em diferentes pontos do quadro. A luz é então dividida em dois fluxos e enviada a um sensor de luz para determinar a distância até o objeto. Vantagens: alta precisão e velocidade de trabalho. Desvantagens: alto preço, complexidade do design e de suas configurações.
• Contrastando. O contraste da cena é analisado. Ao deslocar as lentes, a câmera tenta maximizar o contraste do assunto contra o fundo. Vantagens: tamanho compacto e baixo custo. Desvantagens: O sistema é mais lento e não é adequado para cenas dinâmicas.
• Híbrido. Combina o foco de fase e contraste para obter os melhores resultados.

Programas

O software também pode ser considerado parte da câmera, pois está diretamente envolvido na obtenção do resultado da filmagem. Hoje, nenhum smartphone oferece quadros como estão, sem processamento de software. Algoritmos sofisticados, geralmente usando um vasto banco de dados ou tecnologia de inteligência artificial, editam cada cena para "deixá-lo bonito".

As imagens brutas não serão claras ou claras o suficiente. O software remove a superexposição, destaca áreas escuras, melhora as cores e aumenta a nitidez. E faz tudo isso de forma automática e muito rápida.

Mas também há uma desvantagem na moeda. A redução agressiva de ruído pode fazer com que uma foto tirada ao anoitecer pareça granulada - como se contivesse muitas pequenas manchas. Isso degrada os detalhes e torna as cores não naturais.

O que o número de pixels afeta?

As especificações detalhadas de um smartphone geralmente indicam o tamanho físico da matriz da câmera - algo como 1/2, 6 ″. No site do fabricante, você pode encontrar dados sobre o tamanho do pixel na matriz. Este parâmetro afeta o número de pontos no quadro. Quanto mais alta a resolução, melhor os detalhes são reproduzidos.

Mas se os pixels são pequenos, cada um deles recebe pouca luz e não pode determinar com precisão a cor de um ponto na imagem real. Como resultado, aparece ruído na foto.

O ruído consiste em pontos espalhados de cor e brilho aleatórios. Quanto pior a iluminação e menor a qualidade da matriz da câmera, mais ruído haverá na foto.

Seu número no quadro é proporcional ao tamanho do pixel ou ao quadrado da diagonal da matriz. Se compararmos duas matrizes com pixels de 1, 55 µm e 1, 1 µm de tamanho, então no quadro com a primeira haverá metade do ruído.

A faixa dinâmica da matriz também é importante - sua capacidade de capturar todo o espectro de cores e brilho do mundo ao redor. Os baratos têm um alcance pequeno e as fotos acabam ficando desbotadas, nebulosas.

Por que os fabricantes de smartphones estão perseguindo pixels

Porque os compradores sempre querem mais. Mesmo se você estiver em um carro para 300 cavalos, você terá que ficar em um engarrafamento ou jogar paciência em um computador de jogos legal.

Qual smartphone você compraria pelo mesmo preço: com câmera de 12 MP ou de 48 MP? Escolhendo o segundo, você obtém quatro vezes mais megapixels pelo mesmo valor. Mas suas fotos não ficarão quatro vezes melhores.

Um sensor com muitos pixels pequenos é mais barato do que um sensor com pixels grandes e venderá melhor.

Matrizes grandes ocupam mais espaço dentro do smartphone. O sistema óptico para eles também deve ser maior. Consequentemente, haverá menos espaço para o resto das partes do corpo. O smartphone ficará mais grosso ou a câmera ficará saliente. Deverá ser protegido com vidro temperado ou safira. E isso também é dinheiro.

Vender um smartphone gordo e caro é difícil. É mais fácil solicitar matrizes com um grande número de pequenos pixels e conduzir uma campanha de marketing barulhenta: adicione um carimbo automático “foto com um supermegaflagman de 48MP” à foto da câmera, para que todos saibam que alguém comprou um novo smartphone. E deixe os fãs e profissionais usarem DSLRs.

Embora a Nokia, por exemplo, tenha se arriscado e conseguido os lendários smartphones Lumia 1020 com câmeras de 41 megapixels. E isso é 2013!

De que realmente depende a qualidade da foto?

Matriz e tamanho de pixel

Se você tirar duas matrizes da mesma resolução, a foto de melhor qualidade será potencialmente obtida com a maior delas. Lá, os pixels são maiores, o que significa que mais fótons caem sobre cada um durante o disparo. Como resultado, os subpixels podem determinar com mais precisão a cor de um ponto específico.

Parece que se em uma matriz os pixels têm 1, 4 mícrons de tamanho, e na outra - 1, 2 mícrons, eles são praticamente os mesmos. Mas 17% é uma diferença tangível que definitivamente aparecerá na qualidade das fotos e vídeos, especialmente se você fotografar com pouca luz.

Outro ponto importante é a distância entre pixels adjacentes. Em pequenas matrizes, os fabricantes francamente economizam nisso. Em maiores, eles podem permitir que você separe qualitativamente os pixels vizinhos para que não afetem uns aos outros.

Tecnologia de produção

Novos métodos tornam possível determinar com mais precisão a intensidade do fluxo de luz de menos fótons, o que significa que você pode garantir baixo ruído e boa reprodução de cores, mesmo se fotografar ao anoitecer sem flash.

Mas você precisa ler e analisar. Por exemplo, o smartphone HTC One (M7) ofereceu a tecnologia UltraPixel. O fabricante prometeu um sério aumento na qualidade das fotos e vídeos.

Na verdade, os UltraPixels revelaram ser apenas pixels maiores de 2 mícrons. Isso pode ser considerado uma nova tecnologia? Improvável. Para efeito de comparação: o Google Pixel, que a HTC também montou e que já foi considerado um dos melhores celulares com câmera do mercado, tinha uma matriz com pixels de 1,55 mícron. O tamanho da câmera não foi aumentado para não aumentar a espessura do smartphone. A resolução da matriz de 5 megapixels era pequena mesmo em 2014. Como resultado, não houve filas para o HTC One (M7).

Outro exemplo são tecnologias como Super Pixel ou Quad Pixel. Quatro pixels adjacentes de uma grande matriz são combinados para obter uma foto de resolução inferior, mas de melhor qualidade. A solução é puramente software. Se a matriz for normal, a eficiência será baixa.

Estabilização

A estabilização óptica é sempre melhor do que a digital. Algoritmos de pós-processamento ainda serão aplicados ao quadro, e é melhor se ele for nítido inicialmente.

Ampliação

Para se aproximar do assunto no quadro, o zoom ótico muda as lentes e a qualidade da foto praticamente não é afetada. O zoom digital estica parte da imagem para preencher todo o quadro. Esse recurso está disponível em qualquer editor de fotos, geralmente até em um aplicativo de câmera padrão. Portanto, não faz sentido pagar pelo zoom digital.

Sistema de foco automático

O contraste AF é um sistema barato para câmeras medíocres. O foco automático com detecção de fase é adequado se você estiver filmando crianças, gatos ou atletas em alta velocidade. Mas a opção ideal é um sistema híbrido que combina as vantagens da detecção de fase e autofoco com detecção de contraste.

Diafragma

Como um smartphone é usado para fotografar em uma variedade de situações, uma câmera com uma abertura maior se beneficiará: f / 1, 7 é melhor do que f / 2, 0. Quanto maior o valor (ou menor o número após a barra), quanto maior for a abertura da lente e mais eficaz ela será. Trabalhe ao anoitecer ou em ambientes internos.

Marca

Sim, não é apenas uma ferramenta de publicidade. Acontece que a mesma matriz está instalada no smartphone chinês e carro-chefe da marca A. Mas as tomadas de saída são muito diferentes.

Se o fabricante não investe esforço e dinheiro no desenvolvimento de componentes, tecnologias e software, você não deve esperar quadros bonitos e claros. Se ele economizar em tudo, por exemplo, colocar lentes baratas e com pouca transparência, isso afetará o resultado.

O que lembrar

• Dezenas de megapixels são principalmente marketing. A qualidade das fotos e vídeos não depende diretamente deles.
• Mesmo 5 ou 8 megapixels são suficientes para imprimir uma imagem de boa qualidade em uma folha de paisagem. A resolução da tela 4K de uma TV avançada é de cerca de 8-9 megapixels. Full HD - apenas 2 megapixels.
• Pixels maiores coletam mais luz. O resultado é uma moldura nítida e bem detalhada com reprodução de cores naturais e sem ruído.
• Se você não quer se preocupar com a teoria, vá para a prática. Avaliações comparativas de smartphones e fotos de câmeras (em tamanho real e recortadas - fragmentos recortados e ampliados) permitirão entender o real estado das coisas.