لماذا السباق على الميجابكسل في الهواتف الذكية أمر سخيف

2024 مؤلف: Malcolm Clapton | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 03:46

تعتمد جودة الصورة على العديد من الخصائص ، لذا فإن الكاميرا بدقة 48 ميجابكسل ما زالت لا تقول شيئًا.

كيف تعمل كاميرا الهاتف الذكي

تعد الكاميرا شيئًا معقدًا: فهي تجمع بين جهاز استشعار ونظام بصري ووحدة تحكم ومكونات مساعدة أخرى ، بالإضافة إلى برنامج لمعالجة الصور والفيديو. دعنا نفكر في كل عنصر بمزيد من التفصيل.

مصفوفة

المصفوفة عبارة عن دائرة كهربائية مستطيلة الشكل تتكون من عناصر حساسة للضوء - وحدات البكسل. يحتوي كل بكسل على ثلاث وحدات بكسل فرعية. ينقل بكسل فرعي واحد أطوال موجية معينة فقط: للأحمر أو الأخضر أو الأزرق (الأحمر والأخضر والأزرق). يسمى هذا النموذج اللوني RGB.

أيضًا ، يمكن أن تكون المصفوفة أحادية اللون ، بدون مرشحات لونية. ثلاثة أضعاف عدد الفوتونات التي تسقط على كل بكسل من وحدات البكسل. نتيجة لذلك ، تكون الصور بالأبيض والأسود أكثر وضوحًا. يمكن استخدام هذه المصفوفات لتحسين الصورة الملونة من وحدة كاميرا أخرى.

واحدة من الخصائص الرئيسية للمصفوفة هي الدقة. إنه يعكس عدد وحدات البكسل التي تناسبه.

عدسة

عدسة الهاتف الذكي الصغيرة هي عبارة عن قطعة مجوهرات تقريبًا. يشتمل النظام النادر على 4-5 عناصر - عادة 7-8 أو أكثر.

في الهواتف الذكية ذات الكاميرات المتعددة ، سيكون لكل مصفوفة عدستها الخاصة. كل واحد منهم يحل مشكلته الخاصة:

• العدسة المقربة (المقربة) ضروري للتصوير من مسافة بعيدة.
• زاوية واسعة سيساعد (shirik) على احتواء المزيد من العناصر في الإطار - وهذا مفيد للصور الجماعية والتصوير الفوتوغرافي للهندسة المعمارية.
• عالمي ستتيح لك العدسة تصوير أي هدف بشكل معتدل: من صورة إلى منظر طبيعي.
• عدسة متعددة البؤرة (تكبير) يمكن أن يجعل الهدف أقرب.

عدسات عدسات الهواتف الذكية مصنوعة من الزجاج أو البوليمرات الخاصة. إذا كانت شفافيتها بعيدة عن المثالية والعناصر غير مناسبة جيدًا ، فلا تتوقع صورًا جيدة. حتى لو تحركت العدسة بضعة ميكرونات ، فإن النظام البصري سوف يزيل الضبط البؤري.

الحجاب الحاجز

الحجاب الحاجز هو الفتحة التي يدخل الضوء من خلالها إلى الكاميرا. يعتمد مقدار الضوء الذي يمكن أن يستقبله المستشعر على ذلك. يتم إخراج قيمة الفتحة بتنسيق f / 1 ، 7.

نظام الاستقرار

يعوض التثبيت الضبابية من اهتزاز الكاميرا ، كما هو الحال عند التصوير باليد بدلاً من استخدام حامل ثلاثي القوائم. يمكن أن يكون من نوعين:

• بصري. نظام إلكتروني ميكانيكي نزيه يحمل الكاميرا فعليًا في موضع واحد (على الأقل يحاول ذلك). يمنحك صورًا أكثر وضوحًا مع أدنى حد من الضوضاء ويلغي فعليًا الحاجة إلى معالجة البرامج.
• إلكتروني. هذه خوارزميات برمجية. لا تزال الكاميرا تهتز ، ولكن من خلال تحليل عدة إطارات ، يتم إنشاء نتيجة لائقة إلى حد ما.

نظام ضبط تلقائي للصورة

يحدد التركيز التلقائي نفسه المسافة إلى الكائن ويضبط معلمات بصريات الكاميرا وفقًا لذلك. تستخدم ثلاثة أنواع من الأنظمة في الهواتف الذكية الحديثة:

• مرحلة. تجمع المستشعرات الخاصة أشعة الضوء في نقاط مختلفة في الإطار. يتم بعد ذلك تقسيم الضوء إلى تيارين وإرسالهما إلى مستشعر الضوء لتحديد المسافة إلى الجسم. المزايا: دقة عالية وسرعة عمل. العيوب: سعر مرتفع ، تعقيد التصميم وإعداداته.
• متناقضة. يتم تحليل تباين المشهد. من خلال تغيير العدسات ، تحاول الكاميرا زيادة تباين الموضوع مع الخلفية. المزايا: الحجم الصغير والتكلفة المنخفضة. العيوب: النظام أبطأ وغير مناسب للمشاهد الديناميكية.
• هجين. يجمع بين التركيز المرحلي والتباين للحصول على أفضل النتائج.

برمجة

يمكن أيضًا اعتبار البرنامج جزءًا من الكاميرا ، لأنه يشارك بشكل مباشر في الحصول على نتيجة التصوير. اليوم ، لا يوجد هاتف ذكي يمنحك إطارات كما هي ، بدون معالجة البرامج. تقوم الخوارزميات المتطورة ، التي تستخدم غالبًا قاعدة بيانات ضخمة أو تقنية ذكاء اصطناعي ، بتحرير كل لقطة "لتجعلك جميلة".

لن تكون الصور الأولية ساطعة أو واضحة بدرجة كافية. يقوم البرنامج بإزالة التعريض الزائد ، واستخراج المناطق المظلمة ، وتحسين الألوان ، وزيادة الحدة. ويقوم بكل هذا تلقائيًا وبسرعة كبيرة.

ولكن هناك أيضًا جانب سلبي للعملة. يمكن أن يؤدي تقليل الضوضاء الشديد إلى جعل الصورة الملتقطة عند الغسق تبدو محببة - كما لو كانت تحتوي على العديد من النقاط الصغيرة. هذا يحط من التفاصيل ويجعل الألوان غير طبيعية.

ماذا يؤثر عدد البكسل؟

عادةً ما تشير المواصفات التفصيلية للهاتف الذكي إلى الحجم المادي لمصفوفة الكاميرا - مثل 1/2 ، 6 ″. على موقع الشركة المصنعة ، يمكنك العثور على بيانات عن حجم البكسل في المصفوفة. تؤثر هذه المعلمة على عدد النقاط في الإطار. كلما زادت الدقة ، كلما تمت إعادة إنتاج التفاصيل بشكل أفضل.

ولكن إذا كانت وحدات البكسل صغيرة ، فإن كل منها يتلقى القليل من الضوء ولا يمكنه تحديد لون نقطة في الصورة الحقيقية بدقة. نتيجة لذلك ، يظهر تشويش في الصورة.

الضوضاء عبارة عن نقاط متناثرة من الألوان العشوائية والسطوع. كلما كانت الإضاءة أسوأ وكلما انخفضت جودة مصفوفة الكاميرا ، زادت الضوضاء الموجودة في الصورة.

يتناسب رقمها في الإطار مع حجم البكسل أو مربع قطري المصفوفة. إذا قارنا مصفوفتين بنقاط بحجم 1 و 55 ميكرومتر و 1 ميكرومتر ، فسيكون هناك نصف الضوضاء في الإطار مع الأول.

النطاق الديناميكي للمصفوفة مهم أيضًا - قدرته على التقاط مجموعة كاملة من الألوان وسطوع العالم المحيط. المنتجات الرخيصة لها نطاق صغير ، وتتحول الصور إلى باهتة وضبابية.

لماذا يلاحق مصنعو الهواتف الذكية وحدات البكسل

لأن المشترين يريدون دائما أكثر. حتى لو كنت في سيارة تتسع لـ 300 حصان ، عليك الوقوف في ازدحام مروري أو لعب لعبة سوليتير على كمبيوتر ألعاب رائع.

ما هو الهاتف الذكي الذي ستشتريه بنفس السعر: بكاميرا بدقة 12 ميجابكسل أو كاميرا بدقة 48 ميجابكسل؟ باختيار الثانية ، ستحصل على أربعة أضعاف الميجابكسل لنفس المال. لكن صورك لن تتحسن أربع مرات.

يعد المستشعر الذي يحتوي على الكثير من وحدات البكسل الصغيرة أرخص من المستشعر ذي وحدات البكسل الكبيرة وسيباع بشكل أفضل.

تشغل المصفوفات الكبيرة مساحة أكبر داخل الهاتف الذكي. يجب أن يكون النظام البصري لهم أكبر أيضًا. وفقًا لذلك ، سيكون هناك مساحة أقل لبقية أجزاء الجسم. سيصبح الهاتف الذكي أكثر سمكًا أو ستظهر الكاميرا. يجب أن تكون محمية بالزجاج المقسى أو الياقوت. وهذا أيضًا مال.

من الصعب بيع هاتف ذكي سمين وباهظ الثمن. من الأسهل طلب المصفوفات التي تحتوي على عدد كبير من وحدات البكسل الصغيرة وإجراء حملة تسويقية بصوت عالٍ: أضف طابعًا تلقائيًا "لقطة بدقة 48 ميجابكسل فائق السرعة" إلى صورة الكاميرا ، حتى يعرف الجميع أن شخصًا ما قد اشترى هاتفًا ذكيًا جديدًا. ودع المعجبين والمحترفين يستخدمون كاميرات DSLR.

على الرغم من أن نوكيا ، على سبيل المثال ، انتهزت الفرصة وحصلت على الهواتف الذكية الأسطورية Lumia 1020 بكاميرا 41 ميجابكسل. وهذا في عام 2013!

ما الذي تعتمد عليه جودة الصورة حقًا؟

حجم المصفوفة والبكسل

إذا التقطت مصفوفتين بنفس الدقة ، فمن المحتمل أن يتم الحصول على صورة ذات جودة أفضل مع أكبرهما. هناك ، تكون وحدات البكسل أكبر ، مما يعني سقوط المزيد من الفوتونات على كل منها عند التصوير. نتيجة لذلك ، يمكن أن تحدد وحدات البكسل الفرعية لون نقطة معينة بدقة أكبر.

يبدو أنه إذا كان حجم البكسل في إحدى المصفوفات 1 ، 4 ميكرون ، وفي الآخر - 1 ، 2 ميكرون ، فإنهما متماثلان تقريبًا. لكن 17٪ فرق ملموس سيظهر بالتأكيد في جودة الصور ومقاطع الفيديو ، خاصة إذا قمت بالتصوير في الإضاءة الخافتة.

نقطة أخرى مهمة هي المسافة بين وحدات البكسل المتجاورة. في المصفوفات الصغيرة ، يدخر المصنعون عليها بصراحة. في وحدات أكبر ، يمكن أن تسمح لك بالفصل النوعي بين وحدات البكسل المجاورة بحيث لا تؤثر على بعضها البعض.

تكنولوجيا الإنتاج

تتيح الأساليب الجديدة إمكانية تحديد شدة تدفق الضوء بدقة أكبر من عدد أقل من الفوتونات ، مما يعني أنه يمكنك ضمان انخفاض مستوى الضجيج وتسليم اللون جيدًا ، حتى إذا قمت بالتصوير عند الغسق بدون وميض.

لكن عليك أن تقرأ وتحلل. على سبيل المثال ، قدم الهاتف الذكي HTC One (M7) تقنية UltraPixel. وعدت الشركة المصنعة بزيادة كبيرة في جودة الصور ومقاطع الفيديو.

في الواقع ، تبين أن UltraPixels أكبر فقط 2 ميكرون بكسل. هل يمكن اعتبار هذا تقنية جديدة؟ من غير المرجح. للمقارنة: Google Pixel ، الذي قامت HTC بتجميعه أيضًا والذي كان يعتبر في وقت ما أحد أفضل الهواتف المزودة بكاميرات في السوق ، كان به مصفوفة بكسل 1.55 ميكرون. لم يتم زيادة حجم الكاميرا حتى لا يزيد سمك الهاتف الذكي. كانت دقة المصفوفة البالغة 5 ميغا بكسل صغيرة حتى بالنسبة لعام 2014. نتيجة لذلك ، لم تكن هناك قوائم انتظار لـ HTC One (M7).

مثال آخر هو تقنيات مثل Super Pixel أو Quad Pixel. يتم دمج أربع وحدات بكسل متجاورة من مصفوفة كبيرة للحصول على صورة ذات دقة أقل ، ولكن بجودة أفضل. الحل هو برمجيات بحتة. إذا كانت المصفوفة كذلك ، فستكون الكفاءة منخفضة.

الاستقرار

التثبيت البصري دائمًا أفضل من الرقمي. سيستمر تطبيق خوارزميات ما بعد المعالجة على الإطار ، ومن الأفضل أن تكون حادة في البداية.

تكبير

للاقتراب من الهدف في الإطار ، يغير الزوم البصري العدسات ، ولا تتأثر جودة الصورة عمليًا. يمتد الزوم الرقمي جزءًا من الصورة لملء الإطار بأكمله. هذه الميزة متاحة في أي محرر صور ، غالبًا حتى في تطبيق الكاميرا القياسي. لذلك ، ليس من المنطقي الدفع مقابل التقريب الرقمي.

نظام ضبط تلقائي للصورة

التباين AF هو نظام غير مكلف للكاميرات المتواضعة. يعد التركيز البؤري التلقائي لاكتشاف الطور مناسبًا إذا كنت تقوم بالتصوير السريع للأطفال أو القطط أو الرياضيين. لكن الخيار المثالي هو نظام هجين يجمع بين مزايا الكشف عن الطور والتركيز التلقائي لاكتشاف التباين.

الحجاب الحاجز

نظرًا لاستخدام الهاتف الذكي للتصوير في مواقف متنوعة ، ستستفيد الكاميرا ذات الفتحة الأكبر: f / 1 ، 7 أفضل من f / 2 ، 0. كلما زادت القيمة (أو انخفض الرقم بعد الشرطة المائلة) ، كلما كانت فتحة العدسة أعلى وكلما كانت أكثر فاعلية. العمل عند الغسق أو في الداخل.

اسم العلامة التجارية

نعم ، إنها ليست مجرد أداة إعلانية. يحدث أن يتم تثبيت نفس المصفوفة في الهاتف الذكي الصيني والرائد من العلامة التجارية A. لكن اللقطات الناتجة مختلفة جدًا.

إذا لم تستثمر الشركة المصنعة الجهد والمال في تطوير المكونات والتقنيات والبرامج ، فلا يجب أن تتوقع إطارات جميلة وواضحة. إذا قام بحفظ كل شيء ، على سبيل المثال ، وضع عدسات رخيصة ذات شفافية رديئة ، فسيؤثر ذلك على النتيجة.

ما يجب تذكره

• العشرات من الميجابكسل تسويقية بشكل أساسي. جودة الصور ومقاطع الفيديو لا تعتمد عليها بشكل مباشر.
• حتى 5 أو 8 ميغا بكسل كافية لطباعة صورة جيدة الجودة على ورقة أفقية. تبلغ دقة شاشة 4K للتلفزيون المتقدم حوالي 8-9 ميجابكسل. Full HD - 2 ميغا بكسل فقط.
• تجمع وحدات البكسل الأكبر مزيدًا من الضوء. والنتيجة هي إطار واضح ومفصل جيدًا مع استنساخ طبيعي للألوان وخالية من الضوضاء.
• إذا كنت لا تريد أن تهتم بالنظرية ، فانتقل إلى التدريب. ستسمح المراجعات المقارنة للهواتف الذكية والصور من الكاميرات (بالحجم الكامل والاقتصاص - الأجزاء المقطوعة والمكبرة) بفهم الحالة الحقيقية للأمور.