Что такое диафрагма в камере смартфона?

Как выбрать смартфон с лучшей фотокамерой

Многие люди при покупке мобильного телефона, смартфона или планшета уделяют усиленное внимание функциям фотокамеры. Так как устройство почти всегда находится при своём владельце, оно зачастую служит альтернативой компактного фотоаппарата.

Все любят фотографировать на мобильный телефон, но встроенная фотокамера в каждом имеет свои различия, поэтому важно понимать, что означает каждая спецификация. Тогда вы выберите смартфон, фотокамера в котором удовлетворит ваши потребности.

В этой статье мы углубимся в значения многих функций, чтобы вы могли судить о возможностях камеры, читая описание или обзор технических характеристик.

Диафрагма

Диафрагма объектива — это отверстие, через которое свет проходит к датчику и оно обозначено числовой величиной F (например, f/2.0 или F/2.8). Чем меньше диафрагменное число, тем крупнее отверстие и тем больше света проходит через объектив, и тем лучше производительность фотокамеры во время съёмки в условиях с низким освещением. Число F, которое вы видите в спецификациях, это максимально возможное значение диафрагмы для данного фокусного расстояния (о фокусном расстоянии ниже).

К примеру, если камера снимает при F/5.6, то она захватывает меньше света, чем при F/2.0. Объектив 29 мм F/2.2 в iPhone 6 можно назвать «светосильным», это означает, что с ним вы сможете снимать при более высокой скорости затвора. Чем выше светосила объектива (чем меньше диафрагменное число), тем лучше он приспособлен для съёмки недостаточно освещённых сцен. Поэтому выбирайте фотокамеру, у которой наименьшее диафрагменное число (F/2.2 лучше, чем F/2.8).

В таких зуммирующих фотокамерах как в смартфонах Galaxy K Zoom и Galaxy S4 Zoom, чаще всего вы получаете две пары чисел с фокусным расстоянием. При этом иногда в них указана постоянная апертура, но это больше характерно для обычных цифровых фотоаппаратов, а не для смартфонов.

Фотокамера в Samsung Galaxy K Zoom оснащена объективом 24-240 мм F/3.1-6.4. Это называется переменная диафрагма. Первое диафрагменное число (F/3.1) означает максимальную диафрагму при съёмке с максимально широким углом (24 мм), а второе значение F (F/6.4) говорит о максимальном открытии диафрагмы при съёмке на теле-конце (240 мм). При масштабировании, изменении фокусного расстояния, диафрагма тоже изменяется.

Так же важно отметить, что в фотокамерах с большим датчиком, значение диафрагмы влияет на глубину резкости. Так на большой диафрагме можно получить небольшую глубину резкости, сделав таким образом красивый размытый фон, так называемое «боке». К сожалению, с маленьким датчиком, который в большенстве мобильных устройств, такой эффект получить практически невозможно.


Диафрагма F/2.8.

При увеличении диафрагменного числа до F/11, отверстие уменьшается и глубина резкости увеличивается, как на примере ниже.

Фокусное расстояние

Фокусным называют расстояние от оптического центра объектива до плоскости изображения, в телефонных камерах это означает до датчика изображения.

При масштабировании изменяется оптический центр зум-объектива, поэтому изменяется и значение фокусного расстояния. ФР также говорит нам об угле зрения, что особенно важно. Для простоты, смотрите на эквивалентное фокусное расстояние объектива, которое учитывает размер датчика и даёт вам ФР в 35 мм эквиваленте. Такой показатель можно сравнить среди различных фотокамер.

Эквивалентное фокусное расстояние говорит о том, насколько широк объектив. Вы можете использовать этот конвертер, чтобы понимать о каком угле обзора идёт речь при определённом ФР в 35-мм эквиваленте. Чем короче фокусное расстояние, тем шире поле зрения.
Так, например:

• iPhone 6 / iPhone 6 Plus: 29 мм (в 35 мм эквиваленте)
• Galaxy S5: 31 мм ( в 35 мм эквиваленте )

Можно сказать, что с iPhone 6 и iPhone 6 Plus поле зрения шире, так как 29 мм переводится в 73.4 градуса, а 31 мм – в 69.8 градусов.

При меньшем значении фокусного расстояния фотокамера может охватывать более широкую область сцены (по вертикали и горизонтали). Это очень удобно для съёмки групповых кадров, интерьеров, архитектуры, селфи и т.д. Вот почему производители смартфонов наделяют объектив фронтальной камеры меньшим фокусным расстоянием, – чтобы сделать её более подходящей для автопортретов.

Объективы с фиксированным фокусным расстоянием называют «фиксами». Это означает, что в фотокамере нет масштабирования.

В смартфонах Galaxy Zoom переменное фокусное расстояние. Например, Galaxy S4 Zoom оснащён объективом 24-240 мм F/3.1-6.4. Таким образом, 24 мм – это фокусное расстояние на широком угле, а 240 мм – на теле-конце. Конечно, диафрагма, как мы упоминали выше, максимально открыта в широкоугольном положении и минимально на теле-конце.

К слову, оптический зум рассчитывают путём деления максимального фокусного расстояния на кратчайшее. Например, в случае S4 Zoom мы делим 240 на 24 и получаем 10. Другими словами, S4 Zoom обладает 10-кратным оптическим зумом.

Размер датчика

Размер сенсора играет ключевую роль в производительности фотокамеры. Принято считать, что чем больше датчик, тем выше качество изображения. Почти всегда так оно и есть. К крупному сенсору производители могут применить больше технологических достижений, которые невозможно либо дорого внедрить в небольшие датчики. Тем не менее, среди исключительно важных спецификаций сенсора находится размер пикселей.

Пиксели измеряются в микрометрах (мкм) или микронах (μ). Некоторые производители смартфонов предоставляют этот показатель, поскольку всё больше людей осознают влияние размера пикселя на качество изображения и производительность при низкой освещённости.

Чем больше размер пикселя (фотодиод, светосила пикселей), тем выше его способность собирать свет.

Вы можете найти две камеры, сенсоры которых одинакового размера, но с различным разрешением. Здесь вам нужно определиться, выбираете ли вы низкое разрешение с крупными пикселями (например, HTC One UltraPixel) или более высокое разрешение, но с пикселями помельче. В разных фотокамерах размеры датчиков и их разрешение будут различаться.

Возможно, вам попадётся фотокамера с большими пикселями, которая при этом будет уступать в производительности при низком освещении другой камере, так как здесь важное место занимают сенсорные технологии и обработка изображений.

Например, датчики с технологией задней подсветки BSI (Back Side Illuminated) используют уникальный дизайн, значительно повышающий чувствительность к свету. В датчике BSI проводки, ответственные за передачу данных, расположены позади светочувствительной области, что позволяет производителям создавать маленькие сенсоры с большим количеством пикселей. На датчиках FSI (Front illuminated) проводки находятся спереди, занимая пространство, на котором могли разместиться крупные фотодиоды.

Датчики нового поколения демонстрируют своё превосходство над более ранними, сенсорная технология продолжает улучшаться. Смартфон HTC One UltraPixel с пикселями в 2.0 микрона не всегда приводит к более высокой производительности при низком освещении по сравнению с датчиками, чьи пиксели мельче. В настоящее время первое место занимает iPhone 6 Plus с датчиком разрешением 8 Мп и пикселями в 1.5 мкм на DxOMark. TheHTC One M8 находится на 18-ом месте, значительно уступая даже фотокамере в Samsung Galaxy S5 (3-е место), в которой 16-мегапиксельный сенсор с пикселями размером 1.12 микрон.

Размер сенсора в связке с характеристиками объектива влияет на глубину резкости. При одинаковой диафрагме более крупный датчик даст возможность достигать меньшей глубины резкости, то есть более выраженного боке. Эффект расфокусированного фона поможет выделить объект съёмки от элементов заднего фона.

Чтобы получить более размытый фон, вам нужен смартфон, в фотокамере которого крупный сенсор и большая апертура.

Размер сенсора указывают в списке спецификаций, он может быть 1/2.3″, 1/2.5″, 2/3″ и т.д. Это означает, что такова его диагональ, но не всем легко таким образом сравнить размеры датчиков. Вы можете обратиться к онлайн-инструменту для сравнения размеров сенсоров cameraimagesensor.com или открыть статью на сайте Википедия, в которой перечислены самые популярные типы датчиков с их эквивалентной шириной и высотой в миллиметрах.

Вы можете увидеть, что Nokia Lumia 1020 имеет сравнительно очень крупный датчик (2/3-дюймовый = 8.80×6.60 мм); Nokia Lumia 720 (1/3.6-дюймовый = 4.00×3.00 мм).

В следующий раз, когда вы соберётесь покупать смартфон, просматривая спецификации фотокамеры, не забудьте взглянуть на размер пикселя и габариты сенсора. Большинство современных камерофонов оснащены сенсорами BSI. В некоторых более передовые технологии, чем в других.

Стабилизация изображения

Стабилизация изображения – один из важнейших аспектов многих современных телефонных камер. Есть цифровая стабилизация изображения и оптическая. С системой оптической стабилизации фотокамера компенсирует движения рук и дрожь путём смещения элементов объектива в сторону, противоположную направлению движения, что приводит к более чётким изображениям.

Изображения из патентной заявки от Apple, в которой описывается метод для интеграции оптической стабилизации в миниатюрных камерах.

При съёмке с рук неизбежны мелкие движения, которые могут привести к смазанному снимку. Если вы установите телефон на устойчивую поверхность, такое беспокойство отпадёт. Но с мобильным телефоном большую часть времени вы снимаете с рук. Для того, чтобы получить чёткое изображение, придерживайтесь эмпирического правила выдержки, которое гласит: знаменатель выдержки должен быть не меньше числа, обозначающего фокусное расстояние в 35-милиметровом эквиваленте. То есть, чтобы получить резкое изображение при съёмке с 30-мм объективом (в эквив.), вам нужно установить скорость затвора на 1/30 сек.

Ещё можно использовать специальные устройства для стабилизации, как на изображениях выше.

При съёмке в условиях с недостаточным освещением приходится замедлять скорость затвора, в автоматическом режиме фотокамера самостоятельно переключается на низкую скорость затвора, чтобы компенсировать недостаток света. Поскольку затвор теперь открыт в течение более длительного времени, растёт вероятность эффекта «шевелёнки» в изображении.

Цифровая стабилизация работает иначе. Она использует настройки программного обеспечения в режиме реального времени, чтобы компенсировать движения. Фото или видео записываются с меньшей площадью матрицы, а свободная область используется, чтобы перемещать изображение и компенсировать любое движение. Для фотоснимков предпочтительнее оптическая стабилизация изображения, так как она эффективнее и не приводит к каким-либо изменениям в разрешении кадра. Оптическая стабилизация изображения также прекрасно работает и для видео, но и цифровая стабилизация способна творить чудеса и очень положительно влияет на конечный результат.

Эффективность оптической стабилизации измеряют в шагах (например, 5 шагов или иногда пишут 5 остановок). В спецификациях телефонов такая информация о встроенной фотокамере, как правило, отсутствует, но мы надеемся, что производители начнут её указывать, так как она помогает сравнить эффективность между двумя или более камерофонами.

Видео, демонстрирующее разницу между Samsung Galaxy S5 с цифровой стабилизацией и LG G2 с оптической стабилизацией изображения. Сравнение от PhotoArena:

Руководство по диафрагме камеры смартфона: что на самом деле делает F1.7?

F2.0, F1.7 или даже F1.4: в последние годы диафрагма или диафрагма на смартфонах стали популярным маркетинговым инструментом. Но что на самом деле означает диафрагма на камерах смартфонов? И как диафрагма влияет на качество изображения?

Содержание статьи:

Что такое диафрагма и светосила?

Термины диафрагма, диафрагма (также известная как число диафрагмы) и отношение диафрагмы, строго говоря, обычно используются неправильно. Точнее будет термин «светосила», который описывает фокусное расстояние системы и диаметр входного зрачка. Это соотношение обычно выражается в виде дроби, нормированной к числителю, в обозначениях «f / 1,8» или «1: 1,8».

Читайте также  Нужен ли антивирусник на смартфон?

С другой стороны, f-ступень является обратной величиной этой дроби и записывается как F1.8. Часто цитируемая «диафрагма» – это разговорный язык, который используется различными способами для обозначения как диафрагмы, так и диафрагмы. Поскольку мы не являемся научным изданием в AndroidPIT, мы также будем придерживаться лингвистического использования слова «апертура».

Заметка: При расчете светосилы входной зрачок измеряется в миллиметрах, как и фокусное расстояние. Поэтому результат в любом случае безразмерен.

Почему для камер смартфонов важна диафрагма?

Диафрагма играет важную роль в фотографии со смартфона, особенно по этим двум пунктам:

  1. Чем меньше значение диафрагмы, тем больше света попадет на датчик изображения. Это логично, так как диаметр входного зрачка является знаменателем светосилы. Таким образом, диаметр, который вдвое больше длины, вдвое уменьшает диафрагменное число – например, с F4 до F2. Эта площадь изменяется в зависимости от квадрата диаметра зрачка, и здесь присутствует квадратичная пропорциональная зависимость. Это означает, что уменьшение диафрагмы вдвое дает в четыре раза больше света. С другой стороны, удвоение количества света происходит при делении диафрагмы на квадратный корень из двух, например, от F2 до F1.4.
  2. Чем меньше число диафрагмы, тем меньше глубина резкости. Поскольку смартфоны обычно генерируют глубину резкости с помощью алгоритма, этот аспект остается на полях. Если вас интересует, как эффекты размытия создаются в оптических системах, я рекомендую следующую статью, даже если она в основном посвящена эффектам боке, создаваемым программным обеспечением.

Что означает диафрагма на смартфоне?

Те, кто заметит камеру своего смартфона и ее диафрагму, скорее всего, поймут одну вещь: фокусное расстояние и (приблизительный) диаметр объектива, похоже, не складываются. Диафрагма 2 будет означать входной зрачок 12,5 миллиметра при фокусном расстоянии 25 миллиметров. Однако вы не найдете мультисантиметрового объектива ни на одном из существующих смартфонов.


Выглядит большим, но это далеко не входной зрачок размером 12 мм:
Xiaomi Mi 10. / © NextPit

Причина этого в том, что производители всегда указывают фокусное расстояние, которое было преобразовано в эквивалент 35 мм. По сравнению с 35-миллиметровой камерой реальное оптическое фокусное расстояние системы линз смартфона намного меньше из-за крошечных датчиков. Например, диагональ датчика размером 1 / 1,7 дюйма в 4,55 раза меньше, чем у 35-мм или полнокадрового датчика. Точно так же камера смартфона с 1 / 1,7-дюймовым сенсором требует фокусного расстояния в 4,55 раза меньше, чтобы получить такой же угол обзора.

Это соотношение между размером диагонали сенсора 35 мм и сравниваемого сенсора называется кроп-фактором или форматным фактором. Фактическое фокусное расстояние, умноженное на коэффициент кадрирования, дает эквивалент фокусного расстояния 35 мм.

Поскольку глубина резкости камеры зависит от фокусного расстояния и диафрагмы, теперь также ясно, почему вы не можете даже приблизиться к красивому эффекту размытия с F1,8 и эквивалентным фокусным расстоянием 50 мм, как с вашей зеркальной камерой. при F1.8. Фактическое фокусное расстояние остается решающим, когда речь идет об эффектах глубины резкости, и обычно оно составляет от 5 до 15 миллиметров. И именно поэтому эффект боке обычно ориентирован на программное обеспечение.


Недавнее увеличение размера сенсора в камерах смартфонов сопровождалось увеличением фокусного расстояния, даже при широкоугольном. Это приводит к меньшей глубине резкости, которая на этой фотографии из Oppo Find X2 изображена в потертом бургере. / © NextPit

Но почему F1.8 лучше, чем F2.4?

В то время как размер диафрагмы оказывает существенное влияние на боке в полнофункциональных камерах, на смартфонах этот эффект незначителен. Это связано с тем, что камеры смартфонов обычно не имеют возможности регулировать размер диафрагмы для использования в качестве варианта творческого дизайна. Но мы вернемся к этой идее позже.

Вместо этого основное внимание уделяется интенсивности света. Например, улучшение от F2.4 до F1.7 означает, что смартфон имеет вдвое больше света для фотографий. Это, в свою очередь, открывает путь для дополнительного освещения:

  1. Фотография, сделанная при половинной чувствительности ISO. Половинная чувствительность означает меньшее усиление сигнала изображения, означает меньший шум изображения.
  2. Фотография, сделанная с половинной выдержкой. Это снижает риск дрожания камеры при быстром движении или в условиях низкой освещенности.

Так в чем разница, например, между F1.8 и F2.0? На самом деле это не имеет значения. В качестве получаемого изображения алгоритмы обработки изображений играют гораздо более важную роль в век компьютерной фотографии.


Этот пример показывает влияние светочувствительности ISO на качество изображения. / © NextPit

Отговорки: почему телеобъективы на смартфонах – это катастрофа

Кстати, приведенные выше подробности также объясняют, почему телеобъективы в смартфонах обычно дают странные результаты. Поскольку фокусные расстояния сравнительно высоки, сила света в основном темнее по сравнению с широкоугольными объективами. В Samsung Galaxy S20 Ultra, например, достигает F3,5 только с телеобъективом, но в то же время телеобъективы гораздо более чувствительны к дрожанию камеры.

Как правило, 103-миллиметровый телеобъектив в S20 Ultra требует выдержки примерно в четыре раза быстрее, чем 26-миллиметровый основной датчик (если OIS одинаково хорошо работает с обоими). В то же время разница между F3.5 и F1.8 также приводит к уменьшению количества света на четверть. Чтобы компенсировать это при идентичных условиях освещения, необходимо, например, увеличить чувствительность ISO с ISO 100 до ISO 1600. Принимая во внимание обычно гораздо меньшие телеобъективы, становится ясно, что это не сработает.


При большом количестве света телеобъективы Galaxy S20 Ultra все еще на полпути. Смартфону здесь помогает датчик IMX586 выше среднего под телеобъективом. / © NextPit

Размер диафрагмы и качество изображения: много света, мало резкости

Прежде чем ваш мозг вздохнет, я хотел бы обсудить последний аспект размера апертуры: качество оптического изображения. Построить светосильный объектив намного сложнее, чем просто поставить перед датчиком огромный кусок стекла. Хотя не весь свет преломляется к середине линзы, изгиб светового пути к краю всегда сильнее.


Неприятные цветные полосы: хроматические аберрации обычно имеют фиолетовый или зеленый цвет. В
Realme X3 SuperZoom может делать и то, и другое одновременно. / © NextPit

К сожалению, у света есть неприятное свойство: показатель преломления зависит от длины волны. То, что звучит сложно, можно легко объяснить с помощью солнечного света, который отражается через окно и образует радугу в вашей гостиной. Это явление становится все сильнее и сильнее с более высокой степенью преломления света, следовательно, с большей апертурой – и его становится все сложнее исправить.

На техническом жаргоне образующиеся таким образом цветные полосы известны как «хроматические аберрации». Обычно они сильнее на краю изображения, чем в середине, и возникают в основном на высококонтрастных переходах, например, на ветвях перед ярким небом. Чтобы не переоценивать технические характеристики, получая плохие отзывы о фотосъемке, Samsung включила механический затвор в некоторые из своих флагманских смартфонов. Это закрывает край линзы при хорошем освещении, чтобы минимизировать такие ошибки изображения.


Чтобы избежать аберраций, Samsung оснастила свой Galaxy S9 + механической диафрагмой, которая уменьшает входной зрачок и, таким образом, увеличивает диафрагму с F1,5 до F2,4 / © NextPit

Резюме: много шума из ничего

Так что мне нужно настораживать, когда Samsung, Huawei и другие предлагают мне свои рекордные уровни освещенности? Нет. Поскольку различия между F1.7 и F1.8 незначительны – здесь гораздо большую роль играют другие функции камеры, такие как датчик изображения и используемые программные алгоритмы.

Вам помогла данная статья? Какие еще аспекты смартфонов и особенно их камеры интересуют вас? Жду ваших комментариев!

Апертура камеры в смартфоне — что это и как работает

Многие из вас используют свой смартфон, как основную камеру. Это и не странно, ведь цифровые зеркальные фотоаппараты не дешевые, да и не очень мобильные, в отличии от обычных телефонов. Если вы профессионально не занимаетесь съемкой фото и видео, вам вообще не нужен такой фотоаппарат. А для повседневных фото в Instagram — и телефон сойдет.

Хорошая новость: камеры в флагманских смартфонах сегодня по качеству не сильно уступают «зеркалкам», а мода на двойные камеры вообще позволяет делать фотографии в портретном режиме неотличимыми от таковых сделанных на цифровую камеру. Более того, камеры эволюционируют и становятся лучше с каждым годом даже в бюджетных смартфонах.

Апертура — это одна из характеристик камеры в вашем смартфоне, о который вы могли слышать и видели этот параметр в характеристиках телефона. Обычно, она обозначается как f/2.0, f/1.8, f/1.7 и f/1.6. Считается, чем меньше вторая цифра в обозначении, тем лучше фотографирует камера, но так ли это на самом деле? В этой статье на Galagram рассказываем в об апертуре в современных смартфонах.

Что влияет на качество фотографии

Вы могли слышать популярную фразу: «Чем больше света получает камера, тем лучше получается фотография». И это, в какой-то степени, верно. К примеру, в цифровых камерах — чем лучше датчик и объектив, тем лучше вы получите итоговый снимок (или видео). В смартфонах действует примерно тот же принцип, но есть некоторые отличия.

Так как датчик изображения и объектив в вашем телефоне занимают совсем мало места (в отличии от зеркального фотоаппарата), камера получает меньше света, чем на обычный фотоаппарат. Некоторые производители стараются исправить эту ситуацию установкой датчика с более крупными пикселями с размерами 1.15-1.25 мкм, которые должны захватить больше света.

Широкая апертура не всегда означает максимальное качество снимка

Но светочувствительная матрица составляет лишь половину уравнения идеальной фотографии. На второй чаше весов — оптика и линзы, через которые свет и попадает на датчик изображения. Здесь и подключается в работу такое понятие, как апертура.

Что такое апертура в смартфоне

И так, что же такое апертура или диафрагма в смартфоне? Понятие апертуры определяется размером отверстия, с помощью которого свет может попасть в камеру. Этот параметр обозначается, как «f/2.0» (цифры могут быть другими) и измеряется соотношением фокусного расстояния, деленного на размер отверстия.

Таким образом, чем меньше f, тем больше размер отверстия и тем больше света попадает через оптику на датчик изображения. Как вы и сами знаете, фотография сделанная при хорошем освещении даже на бюджетный смартфон: яркая, насыщенная, отчетливая и не имеет шумов.

Еще одна полезная штука в широкой диафрагме: это более быстрый спуск затвора и более четкая и стабильная фотография, без скачков и размытых участков. Когда камера получает много света, она меньше «думает», прежде чем сделать снимок. Некоторые производители добавляют в камеры современных смартфонов технологию оптической стабилизации изображения (OIS), что позволяет добиться еще более качественных снимков при среднем и плохом освещении.

Читайте также  Какой самый лучший процессор для смартфона?

Какая диафрагма лучше: f/2.2, f/2.0 или f/1.6

Датчик изображения в смартфоне находится очень близок к системе из оптических линз, что гораздо ближе, чем у зеркальных фотоаппаратов. Это приводит к тому, что фокусное расстояние в телефоне значительно короче, чем у профессиональных камер.

Поскольку мы знаем, что в уравнении идеальной фотографии применяется фокусное расстояние, деленное на размер отверстия, это помогает объяснить, почему камеры в смартфонах имеют более широкую диафрагму, чем у традиционных «зеркалок». Несмотря на более широкую фиксированную диафрагму, камера вашего телефона не всегда лучше подходят для захвата максимального количества света.

Апертура в смартфоне отличается от диафрагмы в цифровой камере

Таким образом, чем больше апертура в телефоне — тем лучше. В идеальном случае, камера должна иметь и широкую диафрагму и сенсор с большими пикселями 1.25-1.55 мкм. Но вот в чем еще одна проблема — в телефоне диафрагма имеет фиксированный размер и не меняется, в отличии от DLSR камер, когда вы крутите объектив.

Как получается эффект глубины резкости Боке

Более широкая диафрагма в цифровой камере позволяет более качественно выделить эффект глубины резкости (Боке или размытие фона). Но ваш смартфон имеет фиксированную диафрагму и маленький датчик, который расположен близко к оптике. Поэтому добавиться эффекта Боке на телефоне значительно сложнее, особенно, когда фон находится близко к главному объекту съемки в фокусе.

Для сравнения, камера смартфона с апертурой f/2.2 позволяет добиться глубины поля, как на фотоаппарате с диафрагмой f/13 или f/14. На практике получается совсем небольшое размытие. Современные телефоны, которые умеют делать снимки с размытым фоном, обычно используют для этого специальные программные алгоритмы, а не реальную работу оптики.

Оптика и качество линз

Еще одна важная характеристика камеры смартфона — это объектив. Да, мы привыкли называть объективами большую сменную оптику для фотоаппаратов, но в вашем телефон он тоже есть. Пускай объектив в смартфоне и гораздо меньше традиционных, но он тоже состоит из оптических линз. Если объектив грязный или линзы имеют плохую прозрачность, матрица получит меньше света в итоге.

Качество объектива становится особенно важным у смартфонов в широкими апертурами, вроде f/1.6. Ведь на более широком отверстии становится сложнее сфокусировать весь свет на датчике изображения. Здесь и появляются так называемые абразивные искажения.

Телефоны с широкой диафрагмой по определению менее сфокусированы на определенной части сцены, чем устройства с более закрытой диафрагмой и, следовательно, более подвержены проблемам и фокусировкой и искажениями.

Абразивное искажение проявляется во множестве эффектов. Они включают следующие моменты: сферическую аберрацию (уменьшенная прозрачности и резкости), размытость фотографии, кривизна поля (потеря фокуса по краям), искажение (выпуклость изображения или вогнутость) и хроматическая аберрация (несфокусированные цвета и искажение белого цвета).

Объективы в смартфонах построены из нескольких корректирующих групп линз, которые предназначенных для точного фокусирования света и уменьшения этих аберраций. Более дешевые объективы имеют меньше линз и, следовательно, более подвержены проблемам. Материалы оптики также играют важную роль.

О качестве линз сложно судить по их спецификациям, а многие производители телефонов вообще не упоминают об этом. К счастью, некоторые известные оптические компании сейчас активно интегрируются в камеры смартфонов, в частности мы с вами знаем о таких случаях: Leica и Huawei, Carl Zeiss и Nokia HMD Global. Компания LG тоже внедрила новый объектив «Crystal Clear Lens» с 6 линзами во флагман V30 для обработки более широкой диафрагмы камеры.

Выводы: на что обратить внимание

Надеемся, что после прочтения этой статьи вы поняли, что такое апертура. Если подытожить все выше сказанное, широкая диафрагма не всегда означает лучшее качество снимков. На итоговую картинку влияет еще и размер матрицы, количество света, которое попадает на датчик изображения, софт и конечно же оптика камеры в вашем смартфоне. Залог хорошей камеры простой, это следующие параметры:

  • широкая апертура
  • большие пиксели и размер матрицы
  • слаженная работа софта и железа
  • качественная оптическая система

Поэтому, когда вы выбираете себе смартфон, лучше протестировать его камеру вручную перед покупкой, чтобы убедиться в его реальном качестве снимков. Не стоит зацикливаться только на цифрах f/1.8 и f/1.6, ведь у качественной камеры не только широкая апертура, но и все остальные системы работают качественно в комплекте.

Что такое диафрагма и почему на неё стоит обращать внимание

Камера — одна из ключевых возможностей каждого современного гаджета. Даже те, у кого есть зеркальный или беззеркальный фотоаппарат, точно не смогут поспорить с удобством использования для снимков и роликов именно смартфона, который всегда с собой. Да что там говорить, сегодня качества камеры любого флагманского девайса уже более чем достаточно для съемки подавляющего большинства повседневных моментов. Производители высокотехнологичных мобильных устройств не стоят на месте и продолжают из года в год совершенствовать их фото- и видеовозможности. Одним из главных направлений для развития оказалось увеличение числа камер в одном устройстве — ему на пятки наступает расширение диафрагмы для каждого отдельного модуля. С числом камер все ясно, но что такое диафрагма?

Сегодня продвинутого пользователя сложно удивить размером диафрагмы f/1,8 — не так давно это значение было поразительным даже для полноразмерных фотоаппаратов профессионального уровня, но сегодня оно используется даже в топовых смартфонах. Таким и даже большим значением диафрагмы могут похвастаться iPhone 11, Pixel 4, Huawei Mate 30 Pro, а также многие другие смартфоны. Да, размер диафрагмы становится отличным маркетинговым инструментом для продвижения недешевых гаджетов. Тем не менее, действительно ли он настолько важен для получения по-настоящему качественных снимков? Именно это и обсудим.

Что собой представляет диафрагма и как она связана со светом

Чтобы создать качественную фотографию, нужно получить достаточное количество света. Поэтому для того, чтобы оценить любую камеру, первоначально нужно выяснить, насколько она хорошо подходит для того, чтобы захватывать свет. Первоклассная матрица в паре с безупречным стеклом — эта комбинация гарантирует получение достойной фотографии при использовании полноразмерной зеркальной или беззеркальной камеры. Аналогичное правило, пусть и с некоторыми оговорками, также работает в отношении смартфонов.

С одной стороны, относительно небольшой размер современных гаджетов дает возможность регулярно брать их с собой. С другой стороны, он ограничивает габариты компонентов, которые можно в них установить. Чем меньше линзы и сенсоры, тем меньше света они могут получить — это влияет на качество итоговой фотографии в первую очередь. На рынке уже появлялись смартфоны с аномально большим размером пикселей на матрице: от 1,2 до 1,55 мкм — подобные эксперименты дали возможность получить очень неплохой результат. Вторая часть уравнения по максимальному захвату света — насколько много его может пройти через объектив, чтобы попасть на матрицу. Это количество зависит от размера диафрагмы.

Как разобраться с определением размера диафрагмы в камере

«Привет, Siri, расскажи, что же такое диафрагма!». Диафрагма определяется размером отверстия, через которое свет может попасть на матрицу камеры. Для измерения диафрагмы используется отношение фокусного расстояния к размеру все того же отверстия. Чем меньше значение диафрагмы, тем шире отверстие и, как следствие, большие света может попасть на сенсор камеры. При увеличении количества света растет качество изображения и падает число шумов.

Чем меньше значение диафрагмы, тем шире отверстие, через которое на матрицу камеры попадает свет. При слабом освещении уменьшение значения диафрагмы даст возможность увеличить скорость спуска затвора.

Да, чем меньше размер диафрагмы, тем меньшая выдержка нужна для получения необходимого количества света. Это даст возможность минимизировать размытие деталей в кадре, когда объекты двигаются, снизить последствия дрожания рук — вкупе с оптической стабилизацией изображения все преимущества большого отверстия становятся особенно заметными. В общем, получить действительно качественный кадр с минимальным значением диафрагмы действительно проще.

Сенсор камеры смартфона находится совсем рядом со стеклом — куда ближе, чем в полноразмерных зеркальных и беззеркальных фотоаппаратах. Из-за этого у мобильных устройств заметно более маленькое фокусное расстояние. Исходя из формулы определения значения размера диафрагмы в виде отношения фокусного расстояния к размеру отверстия, это помогает объяснить, почему у современных смартфонов она значительно шире, чем у большинства больших камер. Тем не менее, это необязательно говорит про их преимущество в захвате света.

Когда речь заходит про объективы, фотографы-любители зачастую ассоциируют более широкую диафрагму и минимальную глубину резкости с более приятным и мягким эффектом размытия заднего плана. Тем не менее, это не про смартфоны — в этом плане они отстают вместе с фиксированным размером диафрагмы, небольшим сенсором, расположенным близко к стеклу, а также достаточно широким углом обзора. Про боке на «железном» уровне с ними речь даже не идет.

Камеру смартфона с диафрагмой f/2,2 с точки зрения глубины резкости можно сравнить с полнокадровым фотоаппаратом с диафрагмой небольшого размера — f/13 или f/14. Именно поэтому производители современных смартфонов в вопросе получения эффекта размытия заднего плана больше ориентируются на программное обеспечение, а не аппаратное.

Сенсор камеры у смартфона расположен куда ближе к стеклу, чем у полноразмерного фотоаппарата, поэтому у портативного гаджета может быть куда большее значение диафрагмы, несмотря на небольшой фактический размер отверстия, через которое проходит свет.

В общем, несмотря на то, что большое значение диафрагмы еще не гарантирует качество снимков, оно обеспечивает большее количество света для сенсора, что уменьшает время срабатывания затвора, а это, в свою очередь, уменьшает размытие объектов и снижает число шумов. Значение диафрагмы желательно рассматривать вместе с размером пикселей на матрице, потому что для более крупных точек слишком широкое отверстие для захвата достаточного количества света не так уж важно. Тем не менее, небольшие пиксели на матрице и крохотный размер диафрагмы — залог посредственных снимков, особенно при плохом освещении.

На что влияет качество используемого в камере объектива

Не менее важным компонентом камеры, про который многие часто забывают, является объектив. Конечно, почти каждый производитель использует свой, и все стекла очень сильно различаются по качеству. Да что там говорить, когда у вашего смартфона банально грязное стекло на камере, получить с помощью нее приличный снимок если и получится, то с большим трудом. Собственно, именно этот факт намекает на то, что четкость и прозрачность стекла также самым прямым образом влияет на количество света, которое оно может пропускать на матрицу. А от этого зависит и качество получаемого изображения.

Смартфоны, которые используют камеры с большой диафрагмой, особенно требовательны к конструкции объектива. Некачественное стекло может вызвать искажения, аберрации, эффекты бликов — все это очень часто встречается даже на флагманских моделях. А все из-за того, что свет куда сложнее сфокусировать в заданной точке, когда он проходит через более широкое отверстие, поэтому при изготовлении линз нужно проявлять еще большее внимание к качеству стекла. Аберрационное искажение как раз связано с целым рядом проблем, которые возникают, когда объектив не может достаточно точно сфокусировать точку света. Смартфоны, в камерах которых используется широкая диафрагма, по определению хуже фокусируются на определенной сцене, чем гаджеты с более закрытой диафрагмой.

Читайте также  Как написать программу для смартфона?

У аберрационного искажения может быть огромное число эффектов. К ним, к примеру, относится сферическая аберрация, которая характеризуется пониженной четкостью и резкостью. Встречается также размытие и искажение, потеря фокуса на краях, выпуклость или вогнутость изображения, разделение белого цвета. Словом, вариантов масса.

Объективы камер — да, это, в том числе, касается смартфонов — состоят из нескольких корректирующих слоев, которые предназначены для правильной фокусировки света и уменьшения аберрации. У более дешевых объективов таких слоев меньше, поэтому и проблем больше. Более того, на качество получаемого изображения также ощутимо влияют материалы, из которых изготавливается объектив. Если у объектива большое число корректирующих слоев и стекло максимально прозрачное, то и вопросов к получаемому изображению будет заметно меньше. Кстати, такие объективы фотографы обычно называют быстрыми.

Чем больше размер диафрагмы, тем сложнее точно сфокусировать свет, поэтому производители должны более трепетно относиться к качеству используемого объектива.

Жаль, о качестве объектива практически невозможно судить по номеру или другому обозначению в спецификации — да что там, большинство производителей вообще не указывает все это. Этот вопрос делает разговоры о ширине диафрагмы и размере пикселей заметно более сложным, ведь любые удешевления в производстве объективов делают все остальные потуги практически бесполезными. К счастью, на рыке смартфонов сейчас достаточно компаний, которые делают действительно качественную оптику, — в их числе Zeiss, Leica и другие.

В общем, качество линзы не менее важно, чем другие особенности камеры, которые обсуждались выше. Хороший объектив может быть даже более важен, чем все остальные качественные характеристики камеры. К сожалению, их очень сложно оценить без реального тестирования камеры.

Как диафрагма и все сопутствующее влияет на качество фото

Подводя итоги, нужно отметить, что диафрагма — не лучший показатель, который подходит для оценки камеры смартфона. Как и в других областях, связанных с фотографией, при принятии решения о покупке показатель размера диафрагмы не очень полезен сам по себе — в отрыве от остальных нюансов. Тем не менее, широкое отверстие, через которое на матрицу попадает свет, увеличивает качество фото при низком освещении и дает возможность уменьшить выдержку без потери качества.

Если вы занимаетесь постановочной креативной съемкой, то широкая диафрагма не даст вам слишком много действительно важных возможностей — вы просто сможете получать более качественные фотографии. Заменить объектив не получится, размер сенсоров также оставляет желать лучшего — да, ни о каком размытии заднего плана без нейронных сетей не может быть даже речи. Чтобы как-то разнообразить процесс съемки, можно разве что использовать телевик или ультраширокоугольную камеру — вариантов не так много.

Тем не менее, в конце концов, небольшие сенсоры смартфонов особенно чувствительны к слабому освещению, а более широкая диафрагма в сочетании с объективом высокого качества должны ощутимо снизить количество шумов и улучшить качество картинки.

Выдержка и диафрагма: как понимание взаимосвязи между ними помогает раскрыть возможности камеры

Вы знаете какая связь между диафрагмой и выдержкой поможет раскрыть потенциал камеры и получить всевозможное удовольствие от процесса съемки и предсказуемости результата. Диафрагма и выдержка — понятия, безусловно, основы основ, но когда вы в последний раз вспоминали, что такое апертура и что она характеризует? Напомним — это размер отверстия диафрагмы объектива (а, кроме этого, его способность собирать свет, характеристика светового пучка на входе, но это сейчас не главное). Апертуру можно увидеть, если посмотреть прямо на камеру. Диаметр отверстия (то, что подразумевается под размером) обозначают рядом последовательно изменяющихся значений F-числа. Параметр отображается на цифровом экране DSLR-камеры, предоставляя фотографу информацию о размере диафрагмы. Чем меньше диафрагменное число, тем больше она сама, то есть отверстие. И наоборот. Каждый раз, когда фотограф увеличивает значение на шаг, к примеру, от F/5.6 до F/4, — на чувствительный элемент камеры попадает в два раза больше света. «Спускаясь» на одно значение мы вполовину уменьшаем его количество.

Иллюстрациями процесса, а также своими размышлениями на классическую тему взаимодействия выдержки и диафрагмы делится фотограф Джо Уотсон (Joe Watson) из lrcamera dot com. Искусство съемки для него — любимое хобби, возможность научиться новому и рассказать об этом интересующимся. Джо составил небольшой гид, надеясь, что это поможет очередному новичку со свежеприобретенной цифровой камерой понять, легко освоить и успешно применять на практике техническую основу основ фотографии.

photo by Giuseppe Milo

Эквивалентная экспозиция

Итак, известно, что апертура — это размер отверстия, на которое открывается диафрагма. Как же это знание может помочь в съемке? Фотография — это в большой степени наука о получении оптимального количества света для изображения в конкретных условиях. При маленьком отверстии (например, F/22) на сенсоры попадает очень мало света по сравнению с очень большим открытием на F/1.4. Следует иметь в виду, что затвор в обоих случаях открывается на одинаковое количество времени.

При этом можно получить совершенно одинаковую экспозицию как на F/22, так и на F/1.4 — просто удлиняя выдержку. Когда затвор открыт дольше, камера получает больше света. Сочетание настроек диафрагмы и выдержки дают возможность точно определить нужное количество света, которое будет на изображении, а используя различные комбинации параметров, фотограф сохранит одинаковые результаты экспозиции. Например, при скорости срабатывания затвора 1/30 на F/8 (то есть диафрагма открывается на 1/30 секунды) экспозиция будет идентичной той, которая получается при раскрытии диафрагмы на F/16 (меньшее отверстие) при скорости срабатывания затвора 1/8 секунды. Это соотношение известно, как эквивалентная экспозиция.

Думайте о художественной стороне

Фотограф, зная, что ему доступно единое значение экспозиции, может по-разному комбинировать F-значения и выдержку. Однако, знать в теории, как что-то делать, и уметь делать — это разные вещи. Тот факт, что настройки будут приближены к идентичному значению, не означает, что результат всегда будет одинаковым. Именно в этот момент фотография начинается как искусство.

Хотите, чтобы изображение было резким или стремитесь к эффектному размытию? Хотите, чтобы в фокусе был весь кадр или центральный объект? Сначала нужно решить художественные вопросы, а затем уже «подгонять» под цели настройки для диафрагмы и выдержки.

photo by Hiro _R

Глубина резкости

Связь между настройками скорости срабатывания затвора и эффектами, которые они «вызывают», несложна для понимания. Освоив азы, вы сможете ясно представлять, какой результат увидите на изображении. Чем дольше открыт затвор (медленнее скорость срабатывания), тем большим будет размытие движущихся в кадре объектов. При этом нужно помнить, что получить размытое изображение можно и без движущихся объектов в кадре. Если на длительной выдержке фотограф пошевелится, или у него дрогнет рука, снимок станет смазанным, поэтому использование штатива — практически всегда хорошая идея, а иногда и обязательное условие.

Диафрагма также влияет на глубину резкости (ГРИП). ГРИП уменьшается при снижении значений F, то есть расширении отверстия объектива. Следовательно, чем больше число диафрагмы, тем сильнее сокращается диаметр отверстия и тем больше глубина резкости — это значит, что объекты в поле зрения будут четче на большей площади. С уменьшением глубины — задний план и фон будут размываться. Резким останется только объект в фокусе.

photo by Giuseppe Milo

Как использовать взаимосвязь между параметрами

Даже начиная экспериментировать с выдержкой и диафрагмой, совсем не трудно сразу получить качественный результат. И в зеркальных камерах из бюджетной категории есть все необходимые инструменты. Например, актуальная для начинающих фотографов автонастройка. С ней можно определить, какой тип изображений вам нравится больше всего.

photo by Alex Hesu

Простой пример: вы хотите получить яркий, эффектный портрет, лицо крупным планом. Оно, по задумке, будет заполнять кадр целиком и станет основной точкой фокусировки в изображении. Для достижения хорошего результата нужно выставить в камере режим приоритета диафрагмы. Этот параметр даст вам контроль над диаметром отверстия, в то время как фотоаппарат сам позаботится о значении выдержки. Теперь, когда вы контролируете апертуру, продолжайте эксперимент и откройте максимально. Сосредоточьтесь на лице модели и сделайте снимок — вы увидите, что глубина резкости уменьшается, и в фокусе остается только оно, а фон размывается.

Следующий пример — пейзаж. Для этих фотографий требуется максимальная глубина резкости. На камере также нужно выставить режим приоритета диафрагмы, при этом закрыть ее, сузить, насколько это возможно. Теперь, когда отверстие стало минимальным, камера сама начнет компенсировать этот эффект, «заставляя» затвор оставаться открытым как можно дольше, чтобы получить правильную экспозицию. Используя длинные выдержки легко смазать изображение, поэтому штатив будет совсем нелишним.

photo by Tyuncher Eminov

Последний пример — спортивное событие. Выставляйте на камере приоритет затвора (выдержки). Он позволяет установить его скорость самостоятельно, в то время как камера «позаботится» о корректной экспозиции и самостоятельно определит размер диафрагмы. Съемка с проводкой — отличный способ снимать бег или прыжки. Хитрость состоит в том, чтобы следить за объектом камерой, снимая на медленной скорости затвора. Отработав прием, вы получите фотографию, где основная «цель» в центре внимания резкая, а фоновые предметы размыты. Снимок станет динамичным, при взгляде на него зрительская аудитория практически ощутит скорость. Прием непростой, и чтобы все получилось, потребуются тренировки, но результат стоит усилий.

Экспериментируйте как можно больше, и вы сможете безболезненно перейти от съемки в авторежиме к другим настройкам. Как только вы освоитесь с основными возможностями своего фотоинструмента, поймете, как соотносятся между собой диафрагма и выдержка, вы откроете дверь в мир потрясающих возможностей, например, практически не задумываясь сможете сделать фото гладкой, шелковистой текущей воды или бегущей реки, распадающейся на мириады мелких брызг. Весь потенциал техники будет к вашим услугам. Удачной съемки!

Видеоканал Фотогора

Вы можете оставить свой комментарий к данной статье