ماذا تقول خصائص كاميرات الهواتف الذكية وهل يمكنك الوثوق بها؟

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

يروي Lifehacker كيفية اكتشاف عشرات الميجابكسل وأطوال بؤرية مختلفة.

في فجر تطوير الهواتف الذكية ، برزت فئة منفصلة - هاتف الكاميرا: في هذه الأجهزة ، تم إيلاء أقصى قدر من الاهتمام للكاميرا. الآن يحاول كل نموذج رئيسي لكل علامة تجارية تقريبًا جذب الانتباه من خلال تطبيق الكاميرا الأكثر تعقيدًا وإثارة للاهتمام. خصائص الأجهزة مخفية بالكلمات الصاخبة والشعارات الجريئة والأرقام الضخمة وأسماء التقنيات الخاصة بها. لكن هل من الممكن طرح أي شيء مفيد منهم وفهم ما إذا كانت هذه الكاميرا قادرة على إنتاج صورة لائقة؟ دعونا نفهم ذلك الآن.

الميزات الرئيسية لكاميرات الهواتف الذكية

خصائص كاميرا الهاتف الذكي هي في الأساس نفس خصائص أي كاميرا رقمية. لكن عليك أن تفهم ما هي مسؤولية هذه المعلمة أو تلك.

ميغابكسل

يولي المصنعون أكبر قدر من الاهتمام لهم في الحملات الإعلانية. البكسل هو عنصر حساس للضوء في مستشعر الكاميرا أو الثنائي الضوئي. يتكون من أربعة وحدات بكسل فرعية ، كل منها ، بسبب مرشحات الضوء ، يسمح بمرور الضوء من ظلها فقط. غالبًا ما تكون هذه هي الأحمر والأزرق والأخضر. من مزيج هذه الألوان ، يتم الحصول على نقطة الظل المطلوب والسطوع المطلوب.

يبتعد بعض المصنّعين عن المخطط الأكثر شيوعًا ويضيفون الأبيض أو الأصفر إلى مرشحات الألوان الأحمر والأزرق والأخضر. في هذه الحالة ، يلتقط الثنائي الضوئي مزيدًا من الضوء وتكون الصور أكثر إشراقًا.

تُظهر ميغابكسل الدقة التي يمكن للكاميرا التقاط الصور فيها ، أي عدد ملايين البكسل التي ستتألف منها الصورة النهائية.

اليوم ، تقدم العديد من الشركات المصنعة الهواتف الذكية بكاميرات 48 أو 64 أو 108 ميجابكسل تعمل في وضع دمج النقاط. في مثل هذه المستشعرات ، لا تتكون البيكسلات من أربعة ، بل من 16 بكسلًا فرعيًا ، مدمجة بأربعة. بينما في المستشعر الكلاسيكي ، على سبيل المثال ، يتكون البكسل الواحد من بكسل فرعي أزرق واثنان أخضر وواحد أحمر ، في الكاميرات عالية الدقة يتكون من أربعة وحدات بكسل فرعية زرقاء وثمانية خضراء وأربعة وحدات بكسل حمراء.

من خلال زيادة عدد وحدات البكسل ، تزداد حساسية الضوء وينمو النطاق الديناميكي للصورة - الفرق بين المناطق الأغمق والأفتح في الصورة. ولكن في الوقت نفسه ، تعمل الكاميرات بدقة 48 ميجابكسل ، بسبب هذا المزيج ، على إنشاء صور بدقة 12 ميجابكسل. ولا حرج هنا: هذا هو الحال عندما تتحول الكمية إلى جودة ، والصور بدقة 4000 × 3000 (تلك 12 ميغا بكسل نفسها) كافية تمامًا للنشر على الشبكات الاجتماعية.

حجم المستشعر

ربما يكون هذا هو أهم عنصر في كاميرا الهاتف الذكي. يشير حجم المستشعر إلى المنطقة التي توجد عليها الثنائيات الحساسة للضوء. كلما زاد حجم المستشعر ، زادت وحدات البكسل نفسها ، وكلما زاد حجم البكسل ، كان من الأفضل التقاط الضوء. تتراوح أحجام البكسل النموذجية في مستشعرات الكاميرا المحمولة الحديثة من 0.8 إلى 2.4 ميكرون ، ومع ذلك ، يتم تحقيق هذا الأخير بدقة من خلال الجمع بين وحدات البكسل الفرعية ، والتي تحدثنا عنها في الفقرة السابقة.

كلما زاد الضوء الذي يمكن أن يلتقطه المستشعر ، كانت الصور الملتقطة بواسطة الكاميرا أفضل. هذا مهم بشكل خاص عند التصوير في ظروف الإضاءة المنخفضة. وفي مثل هذه الحالة ، قد يتضح أن المستشعر الذي يحتوي على عدد أقل من وحدات البكسل الأكبر سينتج صورة أفضل من المستشعر الذي يحتوي على عدد أكبر من وحدات البكسل الأصغر ، لأن كل ثنائي ضوئي قد التقط المزيد من الضوء ، وبالتالي المزيد من المعلومات.

وهذا يعني أن الكاميرا التي تحتوي على عدد أقل من وحدات البكسل في مواصفاتها يمكن أن تتفوق على الكاميرا التي تحتوي على عدد كبير من وحدات البكسل نظرًا لحقيقة أن وحدات البكسل نفسها أكبر.

في الهواتف الذكية الحديثة ، يشار إلى أبعاد المستشعرات بأجزاء كسرية من البوصة. أكبر جهاز استشعار - 50 ميجابكسل Samsung ISOCELL GN2 - مثبت في Xiaomi Mi 11 Ultra: قطره 1/1 ، 12 بوصة.

العدسات

العدسات المستخدمة لها تأثير كبير على جودة الصورة. وهي تتكون من عدسات - ألواح شفافة ذات خصائص بصرية معينة. تتمثل الوظيفة الرئيسية للعدسة في تشويه شعاع الضوء الساقط بشكل صحيح. يعتمد نوع التشويه على شكل اللوحة.

غالبًا ما تتكون العدسات من عدسات متعددة ، لأن إحداها لا تكفي. تتناوب العدسات المنحنية والمقعرة ذات الكثافة المختلفة مع بعضها البعض. سيؤثر التحديد والموضع الصحيحين في العدسة على وضوح الصورة وتباينها. مع العدسات المنحنية ، يمكن أن يحدث تشوه بصري. في بعض العدسات ، مثل العدسات ذات الزاوية الواسعة ، أصبح التشويه ، على العكس من ذلك ، سمة أسلوبية. صحيح أن بعض الأجهزة تصححها برمجيًا في مرحلة ما بعد المعالجة.

في الهواتف الذكية الحديثة ، تتكون وحدات الكاميرا من عدة عدسات ، لكل منها مستشعر خاص بها ، ومناسب لمهمة معينة. غالبًا ما تكون هذه العدسات قياسية وذات زاوية عريضة وعدسات ماكرو. في الوقت نفسه ، لا يمكن القول أن الهواتف الذكية ذات العدسات المتعددة تلتقط صورًا أفضل من واحدة: فهذا يعتمد على تنفيذ جهاز معين. قد يحدث أنه من بين العديد من الكاميرات في وحدة واحدة ، لن يعطي أي منها نتيجة مقبولة ولن تتحول الكمية إلى جودة.

البعد البؤري وفتحة العدسة

كلما انخفض الطول البؤري ، زادت زاوية رؤية العدسة ، والعكس صحيح - تلتقط العدسات ذات البعد البؤري العالي بعيدًا ، ولكن في نفس الوقت بزاوية رؤية صغيرة.

تُظهر الفتحة مقدار الضوء الذي يصل إلى مستشعر الكاميرا عبر العدسة. تحتوي معظم الهواتف الذكية على فتحة ثابتة ، وهي نسبة البعد البؤري إلى حجم مدخل الكاميرا.

كلما زاد الضوء على المستشعر وكلما زاد حجم مدخل الكاميرا ، كلما كان عمق المجال أقل ضحالة ، أي أن الهدف فقط سيكون في نطاق التركيز ، وستكون الخلفية خلفه غير واضحة.

لزيادة عمق المجال ، تحتاج إلى تقليل المدخل ، ومع ذلك ، سيؤدي ذلك أيضًا إلى تقليل السطوع. في الهواتف الذكية ، يتم تحقيق ذلك في أغلب الأحيان برمجيًا. ومع ذلك ، تستخدم الأجهزة الحديثة وحدات ذات عدسات متعددة - مع عدسات بأحجام مختلفة وأطوال بؤرية وفتحات مختلفة. لذا بدلاً من الاعتماد على معالجة البرامج ، يمكنك التبديل بين العدسات.

تم تجهيز الهواتف الذكية اليوم بأنظمة ضبط تلقائي للصورة متقدمة. على سبيل المثال ، في تقنية PDAF ، يتم استخدام بعض النقاط الموجودة على مستشعر الكاميرا كنقاط محورية. توجد بكسالتان متجاورتان بحيث يدرك أحدهما تدفق الضوء القادم من أعلى ، والآخر من أسفل ، ويقوم النظام بضبط التركيز إذا سقطت كميات مختلفة من الضوء على وحدات البكسل.

هناك أيضًا ضبط تلقائي للصورة يعتمد على الليزر والتباين. تستخدم بعض الشركات تقنيات في الكاميرات تسمح لك بالتركيز على كائنات محددة في الإطار ، على سبيل المثال ، التعرف على الوجوه وجعلها أكثر وضوحًا.

تكبير

يُظهر التكبير / التصغير مدى قرب الصورة. يوجد خياران للتكبير: رقمي وبصري. يعمل النظام الرقمي ببساطة على تكبير الصورة بالحجم الكامل واقتصاصها. تستخدم العدسة البصرية عدسات خاصة للتكبير ، والتي ، بسبب نظام العدسة الصحيح ، يمكن أن تبدو بعيدة.

مع تطور الكاميرات في الهواتف الذكية ، بدأت تظهر المزيد والمزيد من الوحدات ذات الزوم البصري - عادة 2X أو 3X. ومع ذلك ، هناك أيضًا خيارات يطلق عليها المصنعون المناظير. تستخدم هذه العدسات نظامًا من العدسات والمرايا الموجودة جانبًا في جسم الهاتف الذكي ، وبسببها ، يمكنك ، على سبيل المثال ، تكبير / تصغير بخمسة أضعاف. يعتمد مدى قربك من الصورة على البعد البؤري.

الحد الأقصى للتكبير البصري الذي تقدمه الهواتف الذكية اليوم هو 10x. تم العثور عليه في Huawei P40 Pro + (حيث يتم استخدام نفس "المنظار") وفي العدسات الفردية من Samsung Galaxy S21 Ultra. في الحالات التي لا تكون فيها هناك حاجة لمثل هذا التكبير القوي ، تحتوي هذه الهواتف الذكية أيضًا على عدسات ذات تكبير أقل - ثلاث مرات.

مجسات مساعدة

مستشعرات الضوء ، مستشعرات العمق ، محدد المدى ، الليدار - كل هذه الأنظمة تساعد الهاتف الذكي على فهم مكان تواجد الأشياء التي يتم تصويرها ، وكيف يتم إضاءتها ، وما إذا كانت تتحرك أم لا. يستخدم الهاتف الذكي البيانات التي تم الحصول عليها في كل من عدسة الكاميرا وفي عملية ما بعد المعالجة ، وإكمال الصورة وتحريرها.

دقة أجهزة الاستشعار بعيدة كل البعد عن أهم معلمة: يكفي عدد قليل جدًا من البكسل لأداء وظائفها بشكل جيد. لذلك ، لا ينبغي أن تتفاجأ برؤية مستشعر عمق بدقة 2 ميجابكسل ، على سبيل المثال: هناك ما يكفي لتشغيله.

دقة الفيديو ومعدل الإطار

تشير دقة الفيديو إلى عدد وحدات البكسل التي سيتم تضمينها في إطار واحد. ومعدل الإطارات هو عدد الإطارات التي سيتم التقاطها في الثانية.

مع نمو وحدات البكسل ، تتحسن تفاصيل الصورة ووضوحها. مع زيادة معدل الإطارات ، يقل تأثير التمويه ، ويبدو الفيديو أكثر وضوحًا ويتم إدراكه بشكل أفضل من قبل العين البشرية. علاوة على ذلك ، يمكن إبطاء الفيديو الذي تم التقاطه بمعدلات إطارات عالية إلى 24 إطارًا في الثانية المألوفة للحصول على تأثير حركة بطيئة مثير للاهتمام.

HDR

HDR تعني النطاق الديناميكي العالي ، وهو فرق كبير بين الأجزاء الأغمق والأفتح من الصورة. تلتقط الكاميرا في وضع HDR العديد من الصور (في حالة تصوير الفيديو - الإطارات) بدرجات تعريض مختلفة ثم تجمعها ، وتوازن بين المناطق المضيئة والمظلمة. نتيجة لذلك ، من الممكن تحقيق تباين أعلى وتفاصيل الصورة.

سحر ما بعد المعالجة

بطبيعة الحال ، فإن الخصائص الجافة لكاميرات الهواتف الذكية مربكة ومخيفة. والمشكلة الرئيسية هي أنه من غير الواقعي أن نفهم فقط من هذه الأرقام كيف ستلتقط كاميرا الهاتف الذكي.

بالإضافة إلى نظام العدسات وأجهزة الاستشعار حول الكاميرا ، هناك أيضًا أداة تسخير من معالج الصور وبرامج ما بعد المعالجة - وهي خوارزميات تحلل البيانات المستلمة وتستخدم معززات ملكية متنوعة. نتيجة لذلك ، يمكن للشركات التي تستخدم نفس المستشعرات الحصول على صور مختلفة تمامًا بسبب أنظمة ما بعد المعالجة المختلفة.

لكل مصنع منهجه الخاص في عرض الألوان وتحليل حدود الكائن. تستخدم كل شركة مجموعة متنوعة من الحيل والتقنيات من أجل الحصول على صورة تتناسب مع إحساسهم بالجمال. تستخدم بعض العلامات التجارية التعلم الآلي لتحديد العناصر بشكل صحيح في الإطار وكيف ينبغي أن تبدو بشكل مثالي ، وهذا كله جزء من المعالجة أيضًا.

لنأخذ مثالًا بسيطًا بين الهواتف الذكية الشائعة إلى حد ما. في Realme 7 Pro و Samsung Galaxy M51 ، تم بناء الكاميرات الرئيسية على نفس المستشعرات - Sony IMX682. إنه مستشعر 64 ميجابكسل مدعوم من نظام تجميع وحدات البكسل الفرعي Quad Bayer وينتج صورًا بدقة 16 ميجابكسل (ولكنه قادر أيضًا على العمل في وضع الحجم الكامل). على الرغم من حقيقة أن لديهم نفس المستشعرات ، فإن الصور نفسها مختلفة تمامًا.

يعد عرض الألوان من سامسونج في ضوء النهار أكثر إثارة وحيوية ، وإن كان ذلك دون الإفراط في التشبع. تلقت الصور من Realme 7 Pro نطاقًا أكثر نعومة وواقعية قليلاً ، لكن في بعض الأحيان تضيع حدود التفاصيل الصغيرة فيها ، على سبيل المثال ، شفرات العشب الفردية ، التي تم التقاطها بعيدًا نسبيًا. في Samsung ، يحدد نظام ما بعد المعالجة وتقليل الضوضاء الحدود بشكل أكثر وضوحًا ، والذي ، مع ذلك ، في بعض الأحيان يخلق شعوراً بالتصنيع. لن ينجح الخلط بين الصور الملتقطة بهذه الهواتف على الرغم من نفس المستشعرات.

لا يمكن فهم كيفية عمل المعالجة اللاحقة للصور على هاتف معين من الخصائص.فقط المراجعات المهنية مع صور الاختبار التي تم التقاطها في أوضاع مختلفة ستساعد هنا.

لا ثقة في ميغا بكسل

المواصفات لا تضمن جودة الصورة. لا يمكن المجادلة بأن كاميرا بدقة 108 ميجابكسل ستلتقط أفضل من كاميرا 64 ميجابكسل ، لأنه بالإضافة إلى الميجابكسل ، فإن معلمات الكاميرا الأخرى تؤثر أيضًا على النتيجة.

تتمثل الخطوة الأولى في الانتباه إلى حجم المستشعر: فكلما زاد حجمه ، زاد الضوء الذي يستقبله ، وتعتمد جودة الصورة بشكل مباشر على كمية الضوء. التالي في الأهمية هو جزء الأجهزة في نظام ما بعد المعالجة للصور ، ثم البرنامج. لا يمكن فهم كيفية عملهم إلا من خلال رؤية الصور الملتقطة بواسطة الهاتف باستخدام هذا النظام.

الخيار الوحيد هو الوثوق بالمراجعات التي يتم فيها نشر صور الاختبار في ظروف تصوير مختلفة: في ظل ظروف إضاءة مختلفة ، وحركة ، وعلى مسافات مختلفة ، وما إلى ذلك. ولا تنس أن الأدوات الرئيسية للمصور والمشغل هي الأذرع المستقيمة والقدرة على التقاط اللحظة. والباقي ثانوي.