Co to jest zoom optyczny i cyfrowy na smartfonie?

Gdyby ktoś z początków telefonów komórkowych przeskoczył do teraźniejszości, mógłby być zdezorientowany, że jedną z funkcji, na których najbardziej nam zależy w naszych telefonach, są aparaty fotograficzne. 

Wczesne aparaty telefoniczne były absolutnie okropne, ale możliwość posiadania aparatu przy sobie, gdziekolwiek jesteś, szybko sprawiła, że ​​stały się one niezwykle popularne. W ten sposób producenci inwestują ogromne pieniądze w rozwój aparatów, a teraz mamy telefony z aparatami, które mogą zapewnić profesjonalnym aparatom ucieczkę za swoje pieniądze. Przynajmniej w odpowiednich warunkach. 

Jedną z rzeczy, którą ma obecnie stosunkowo niewiele aparatów w smartfonach, jest zoom optyczny. Jednak z czasem zaczniesz go widzieć w większej liczbie nowych telefonów. To sprawia, że ​​nadszedł właściwy czas, aby omówić kwestię zoomu optycznego i cyfrowego.

Co to jest „Zoom”?

Pewnie już wiesz, czym jest zoom aparatu. Przynajmniej wiesz, co to robi. „Powiększanie” to funkcja, która sprawia, że ​​obiekt na zdjęciu, który jest daleko, wydaje się być blisko. Efektem na zdjęciu jest zasadniczo przeformułowanie go poprzez sprawienie, że obiekt lub osoba wypełnią więcej przestrzeni.

Istnieją różne sposoby osiągnięcia tego efektu, ale większość aparatów w smartfonach wykorzystuje metodę zwaną zoomem cyfrowym. Aby zrozumieć, czym różni się zoom optyczny od używanej obecnie metody zoomu cyfrowego, najpierw musimy wyjaśnić zoom cyfrowy, ponieważ jest on obecnie używany w zdecydowanej większości telefonów.

Wszyscy to robią: zoom cyfrowy

Zoom cyfrowy to prawie to samo, co przycinanie i zmiana rozmiaru zdjęcia w aplikacji takiej jak PhotoShop . Główna różnica polega na tym, że robisz to na żywo, robiąc zdjęcie lub kręcąc wideo. Więc o co chodzi? Wszystko sprowadza się do pikseli. Stąd bierze się „cyfrowy” zoom cyfrowy.

Po powiększeniu obrazu cyfrowego staje się on bardziej „pikselowany”. To dlatego, że masz stałą podaż pikseli. Jedynym sposobem na powiększenie jest zwiększenie pikseli. Obraz staje się bardziej ziarnisty, fragmentaryczny i kończy się obrazem o niskiej wierności.

W przypadku smartfonów brzmi to jak katastrofa, ale przez lata producenci smartfonów opracowali różne sztuczki, aby efekty pikselizacji na cyfrowo powiększonych obrazach były mniejszym problemem. Ponieważ aparaty w nowoczesnych telefonach mają czujniki zdolne do przechwytywania znacznie większej liczby pikseli, niż zwykle potrzebuje większość ludzi. Możesz więc przyciąć fragment do pełnej rozdzielczości czujnika bez utraty jakości. 

To zupełnie w porządku, jeśli chcesz zrobić migawkę odpowiednią do mediów społecznościowych , ale jeśli chcesz zrobić zdjęcie w pełnej rozdzielczości aparatu, nie możesz powiększyć żadnej jego części bez utraty szczegółów. 

Większość ludzi prawdopodobnie nie chce mieć ogromnych obrazów w pełnej rozdzielczości, których i tak nie można przesłać na FaceBook lub InstaGram w ich prawdziwej jakości. Jednak coraz więcej osób traktuje fotografowanie smartfonami bardzo poważnie. Co oznacza, że ​​istnieje rynek na więcej rozwiązań premium. I tu pojawia się zoom optyczny. 

Gra słów całkowicie zamierzona.

Zaginanie światła: zoom optyczny

Zoom optyczny to po prostu metoda powiększania, która wykorzystuje światło do powiększenia obrazu. Działa tak samo jak szkło powiększające, zaginając światło przez ośrodek optyczny (soczewkę), aby stworzyć większy obraz.

W dedykowanym aparacie, takim jak DSLR (cyfrowa lustrzanka jednoobiektywowa), masz duże zespoły obiektywów, które mogą powiększać, fizycznie przesuwając obiektyw w przód iw tył. Zmienia to ogniskową między obiektywem a czujnikiem aparatu. Wyświetlanie powiększonego obrazu na cały czujnik.

Jak zapewne można się domyślić po sposobie jego działania, oznacza to, że powiększony obraz wyświetlany przez obiektyw obejmuje w świetle cały sensor o pełnej rozdzielczości. Oznacza to, że powiększony obraz ma dokładnie tyle samo szczegółów, co pełny obraz w aparacie wyposażonym tylko w zoom cyfrowy. To naprawdę bezstratne powiększenie obrazu.

Zoom optyczny jest trudny w smartfonie

Uzyskanie zoomu optycznego w smartfonie nie jest sprawą trywialną. Naprawdę nie można mieć ogromnego zmotoryzowanego zespołu soczewek z tyłu telefonu. Chociaż faktycznie próbowano tego dokonać. Na przykład Samsung Galaxy S4 Zoom był zasadniczo smartfonem z kompaktowym aparatem cyfrowym przyklejonym z tyłu. Spójrz na to:

Najwyraźniej nie jest to coś, co można po prostu wsunąć do kieszeni, dlatego to podejście nigdy się nie przyjęło. Zamiast tego nowoczesne smartfony po prostu przyklejają kilka aparatów z tyłu naszych telefonów. Każdy aparat ma inny zakres ogniskowych, więc po dodaniu wszystkich aparatów uzyskuje się zakres zoomu optycznego.

To nie to samo, co posiadanie na przykład dużego teleobiektywu w lustrzance cyfrowej. To dlatego, że możesz przesuwać ogniskową teleobiektywu, aby ustawić ostrość obrazu przy różnych poziomach powiększenia na tym samym czujniku. Problem polega na tym, że większość konfiguracji smartfonów z wieloma kamerami ma różne czujniki dla każdego obiektywu. Główny aparat ma zwykle największy czujnik z największą liczbą pikseli. Z aparatami szerokokątnymi i teleobiektywami wyposażonymi w mniejsze, tańsze czujniki.

Czy to nie przekreśla całego sensu? Cóż, w pewnym sensie tak, ale konfiguracja z wieloma kamerami nadal oferuje najlepszy zakres zoomu wysokiej jakości w telefonie. Inżynierowie wymyślili sposoby łączenia tych różnych podejść, aby przybliżyć coś, co jest większe niż suma jego części.

Najlepsze z obu światów: zoom hybrydowy

Tak zwane „hybrydowe” systemy zoomu wykorzystują możliwości optyczne wbudowanych kamer wraz z zoomem cyfrowym i czymś, co nazywa się „fotografią obliczeniową”.

Fotografia obliczeniowa odnosi się do zestawu technik programowych, które wykorzystują sztuczną inteligencję i inne fantazyjne metody matematyczne do zmiany i ulepszania obrazów, które może uchwycić aparat. Na przykład sztuczna inteligencja może zwiększyć rozdzielczość obrazu, „wyobrażając sobie”, jak wyglądałby w wyższej rozdzielczości. 

Może to brzmieć jak magia, ale w większości przypadków działa całkiem dobrze. Techniki oprogramowania, takie jak te, mogą również pomóc w łączeniu różnych obrazów z wbudowanych kamer w celu uwydatnienia szczegółów zdjęcia na wyższym końcu zakresu zoomu optycznego. Nawet gdy w grę wchodzi zoom cyfrowy, wszystkie te źródła danych obrazu i inteligentne algorytmy oprogramowania mogą tworzyć całkiem oszałamiające obrazy.

Czy warto dbać o zoom optyczny w smartfonie?

Wysokiej klasy smartfony, takie jak iPhone 12, mają dobry zakres zoomu optycznego. W żadnym wypadku nie jest to „teleobiektyw”, ale generalnie można spodziewać się 2x do 2,5-krotnego wzrostu rozmiaru obrazu bez pikselizacji. Jest to idealne rozwiązanie do typowych zastosowań, takich jak zrobienie zdjęcia czegoś, co jest dość blisko, do czego fizycznie nie można się zbliżyć.

Z pewnością jest to fajna funkcja, ale zdecydowana większość użytkowników będzie całkowicie zadowolona z zoomu cyfrowego. Zwłaszcza, gdy zostanie wzmocniony ładną kupą sztucznej inteligencji. Jeśli telefony zaczną oferować zakresy zoomu optycznego powyżej 2,5x przy tej samej rozdzielczości co główny czujnik, nadszedł czas, aby usiąść i zwrócić na to uwagę. Jednak w chwili pisania tego tekstu nie jest to funkcja, która powinna wpłynąć na decyzję o zakupie.