Размер сенсора камеры на что влияет

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 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:

На что влияет размер пикселя в камере смартфонов

Размер пикселя камеры смартфона имеет очень важное значение. Возможно, даже более важное, чем количество мегапикселей. Читайте почему.

Обычно размер пикселей в камерах смартфонов находится в узком диапазоне от одного до двух микрометров (или микрон, сокращенно µm) в горизонтальном или вертикальном направлении. Чем цифра больше, тем лучше. Потому что больше света попадает на каждый пиксел матрицы камеры. Вот почему камера HTC One M8 с размером пиксела 2,0 микрона работает в темноте намного лучше, чем Samsung Galaxy S5, с 1,12 микронными пикселами. Это просто потому, что пиксели больше и могут улавливать больше света.

Как влияет размер пикселя на качество фото

Качество матрицы камеры телефона, конечно же, оценивается не только размером пикселя. Но размер важен, как бы банально это не звучало. Камера с пикселями размером 1,4 микрона захватывает в два раза больше света (на пиксел), чем камера с пикселами 1,0 микрона.

Зная размер пикселя, можно оценить предполагаемое качество снимков. Размер пикселей камеры Apple iPhone 5s составляет 1,5 мкм. Это позволяет получать примерно на 88% больше света на пиксел, чем в камере Sony Xperia Z2 с разрешением 1,12 мкм. Это не смотря на то, что в Z2 намного большее количество мегапикселей (20,7 МП против 8,0 МП у айфона).

Отсюда вывод: количество мегапикселей, на самом деле, не может служить единственной оценкой качества камеры смартфона.

Нужен компромисс между количеством мегапикселей, размером матрицы и размером пикселей. Некоторые производители смартфонов, такие как Sony, Xiaomi убеждают нас, что количество мегапикселей – это самое важное. А те же Apple, Nokia, HTC пошли путем балансирования между количеством мегапикселей и размера этих самых пикселей. Думаю, никто не будет спорить, что у последних фото получаются лучше.

Тут все просто. Размер матрицы камеры – плюс-минус у всех один и тот же. Одни уменьшают пиксели, чтобы вместить их побольше. Другие решили оставить сам размер пикселей побольше, зато их количество в матрице меньше.

Что важнее: размер пикселя или количество мегапикселей

На самом деле, нет правильного ответа на вопрос, какой подход однозначно лучший. Больший размер пикселя позволяет камерам делать лучшие фотографии в темноте. Но более высокое количество мегапикселей потенциально позволяет добиться большей детализации при хорошей освещенности.

Наш совет заключается в том, чтобы вы перед покупкой смартфона читали обзоры и смотрели примеры фото. Главное, ни в коем случае не гонитесь за количеством мегапикселей. Это не всегда работает!

Параметры объективов для видеокамер

Размеры сенсоров и изображений

Объектив создаёт изображение в форме круга (image circle), а в камерах типа CCTV чувствительный элемент имеет прямоугольную форму (image size), поэтому получается прямоугольное изображение внутри круга (image circle). Отношение горизонтального размера сенсора к вертикальному называется форматным соотношением (aspect ratio) и для стандартной CCTV камеры это соотношение равно 4:3.

Размер сенсора (оптический формат)

Соответствие между углом зрения и размером сенсора

Камеры с различными размерами сенсоров (такими как 1/4″, 1/3″, 1/2″, 2/3″ и 1″) и с одинаковым фокусным расстоянием, обладают различными углами зрения. Если объектив предназначен для работы с большим размером сенсора, то он вполне подойдёт и для работы с сенсором меньшего размера. Однако, если объектив предназначен для работы с сенсором формата 1/3″, а будет использоваться с сенсором формата 2/3″, то у изображения на мониторе будут тёмные углы.

Соотношение между размерами сенсоров таково: 1:0,69:0,5:0,38:0,25. Это означает, что сенсор формата 1/2″ — это 50% от сенсора формата 1″, сенсор формата 1/2″ — это 75% от сенсора формата 2/3″, а сенсор формата 1/3″ — это 75% от сенсора формата 1/2″.

Размер сенсора в мм (Image Sensor Size in mm)

Увеличение системы видеокамера-монитор (Camera to Monitor Magnification)

Фокусное расстояние (Focal Length)

Параллельный пучок света, падающий на поверхность выпуклой линзы, сходится в точке на оптической оси. Эта точка называется фокальной точкой линзы. Расстояние между главной точкой оптической системы и фокальной точкой называется фокусным расстоянием (focal length). Для одиночной тонкой линзы фокусное расстояние — это расстояние от центра линзы до фокальной точки. При увеличении фокусного расстояния возрастает различимость мелких деталей, но уменьшается угол обзора.

Фокусное расстояние объектива указывается в миллиметрах и при прочих равных условиях определяет угол зрения. Более широкий угол обеспечивается меньшим фокусным расстоянием. И наоборот — чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол зрения объектива. Нормальный угол зрения ТВ-камеры эквивалентен углу зрения человека, при этом объектив имеет фокусное расстояние, пропорциональное размеру диагонали видео сенсора.

Примерное фокусное расстояние, необходимое для обеспечения угла зрения 30° по горизонтали

Объективы принято делить на нормальные, короткофокусные (широкоугольные) и длиннофокусные (телеобъективы).

Объективы, фокусное расстояние которых может изменяться более чем в 6 раз, называются ZOOM-объективами (объективами с трансфокатором). Данный класс объективов применяется при необходимости детального просмотра объекта, удалённого от камеры. Например, при использовании ZOOM-объектива с десятикратным увеличением, объект, находящийся на расстоянии 100 м, будет наблюдаться как объект, удаленный на расстояние 10 м. Наиболее часто используются ZOOM-объективы, оборудованные электроприводами для управления диафрагмой, фокусировкой и увеличением (motorized zoom). Управление камерой, оборудованной таким объективом, оператор может осуществлять удалённо.

Минимальное расстояние до объекта (Minimum Object Distance = MOD)

Минимальное расстояние до объекта показывает, насколько близко при съёмке объектив можно приблизить к объекту. Это расстояние измеряется от вертекса передней линзы объектива.

Рабочий отрезок и задний фокус (Flange Distance and Back Focal Length)

Рабочий отрезок (flange distance) — расстояние от плоскости, на которую крепится объектив до фокальной плоскости (в воздухе). Для переходника C-mount это расстояние равно 17,526 мм (0,69″), а для переходника типа CS-mount это расстояние равно 12,526 мм (0,493″). Резьба CS-mount и C-mount имеет диаметр 25,4 мм (1″) и шаг 0,794 мм (1/32″).
Рабочий отрезок для крепления М42х1 равен 45,5 мм.

Задний фокус (back focal length) — расстояние межу вертексом крайней линзы и сенсором.

Совместимость с адаптерами C-mount и CS-mount

Современные видеокамеры и объективы могут иметь разные типы крепления. К камере с посадочным местом «CS — типа» крепятся объективы «CS — типа». С помощью дополнительного переходного кольца на камеру с посадочным местом «CS — типа» можно установить объектив «С — типа». Кольцо устанавливается между камерой и объективом. Камера с посадочным местом «C — типа» несовместима с объективом «CS — типа», так как невозможно получить сфокусированное изображение.

Угол зрения и поле зрения (Angle of View and Field of View)

The angle of view is the shooting range that can be viewed by the lens given a specified image size. It is usually expressed in degrees. Normally the angle of view is measured assuming a lens is focused at infinity. The angle of view can be calculated if the focal length and image size are known. If the distance of the object is finite, the angle is not used. Instead, the dimension of the range that can actually be shot, or the field of view, is used.

Относительное отверстие

Обычно объектив имеет два значения относительного отверстия — (1:F) или апертуры. Максимальное значение F — минимальное значение F; полностью открытая диафрагма — F минимально, максимальное F — диафрагма закрыта. Значение F влияет на выходное изображение. Малое F означает, что объектив пропускает больше света, соответственно, камера лучше работает в тёмное время суток. Объектив с большим F необходим при высоком уровне освещённости или отражения. Такой объектив будет препятствовать «ослеплению» камеры, обеспечивая постоянный уровень сигнала. Все объективы с автодиафрагмой используют фильтр нейтральной плотности для увеличения максимального F. Апертура (F) влияет так же и на глубину резкости.

Глубина резкости

Глубина резкости показывает, какая часть поля зрения находится в фокусе. Большая глубина резкости означает, что большая часть поля зрения находится в фокусе (при закрытой диафрагме возможно достижение бесконечной глубины резкости). Малая же глубина резкости позволяет наблюдать в фокусе лишь небольшой фрагмент поля зрения. На глубину резкости влияют определённые факторы. Так, объективы с широким углом зрения обеспечивают, как правило, большую глубину резкости. Высокое значение F свидетельствует также о большей глубине резкости. Наименьшая глубина резкости возможна ночью, когда диафрагма полностью открыта (поэтому объектив, сфокусированный в дневное время, ночью может оказаться расфокусированным).

Диафрагма (автоматическая или ручная)

В условиях переменной освещённости рекомендуется использовать объективы с автодиафрагмой. Объективы с ручной диафрагмой в основном используются для помещений, где уровень освещённости постоянный. С появлением камер с электронным ирисом появилась возможность использования объективов с ручной диафрагмой в условиях переменной освещённости. Однако необходимо учитывать, что при полностью открытой диафрагме в условиях плохой освещённости, значение F становится критичным, а глубина резкости совсем незначительной, что затрудняет достижение необходимой фокусировки в дневное время. Камера может поддерживать постоянный уровень видеосигнала, но не может влиять на глубину резкости. При полностью закрытой диафрагме глубина резкости увеличивается, однако это приводит к снижению чувствительности камеры.

Объектив с автодиафрагмой служит для достижения требуемого качества изображения. У такого объектива есть кабель, по которому осуществляется управление. Используя контроллер с ЦАП, можно программным образом изменять фокусное расстояние и диафрагму такого объектива (при отсутствии электропитания диафрагма полностью закрыта). У некоторых объективов таким образом можно менять либо фокус, либо диафрагму.

Как определить необходимое фокусное расстояние объектива

Для выбора объектива для конкретного приложения нужно принять во внимание следующие моменты:

• Поле зрения (Field of View — размер области съёмки)
• Рабочее расстояние (Working Distance, WD) — расстояние от объектива камеры до объекта или до области наблюдения
• Размер матрицы видео сенсора (CCD Sensor)

Фокусное расстояние объектива = размер сенсора x рабочее расстояние / размер области съёмки

Пример: если есть видеокамера формата 1/3″ (т.е. горизонтальный размер сенсора 4,8 мм), то для рабочего расстояния 305 мм и размера области съёмки 64 мм получаем фокусное расстояние объектива 23 мм.

Это очень приблизительный подход, но, тем не менее, он в общих чертах описывает процедуру расчёта фокусного расстояния объектива.

Как размер сенсора и фокусное расстояние влияют на изображение

Таблица с референсами границ кадра, определяющими поле зрения объектива (желтый) вокруг Марион.

Редактор сайта Американской ассоциации кинооператоров и журналист American Cinematographer Бенджамин Бержери провел серию тестов, в которых попытался наглядно показать, как сильно характеристики сенсора камеры и объектива влияют на композицию кадра.

Таблица с референсами границ кадра, определяющие поле зрения объектива (желтый) вокруг Марион.

Начну с пояснения: я вовсе не эксперт в оптике. Я просто изучаю ее, и моя цель — понять ее практическое применение при помощи простых тестов, которыми я хочу поделиться с коллегами.

1. Тема: Перспектива и сенсоры

В последнее время прослеживается тенденция снимать на сенсоры больших размеров, чем стандартный Super 35: появились такие камеры, как RED Dragon и ARRI ALEXA 65. Цель теста — изучить, как разные размеры сенсоров могут изменить внешний вид определенной композиции, в частности, перспективу и глубину резко изображаемого пространства.

Идея состояла в том, чтобы разработать такой подход к тесту, который бы с легкостью студенты смогли бы повторить, а потом, возможно, и продолжить наше исследование. Чтобы не переусложнять себе задачу, мы использовали одну полнокадровую камеру, а затем выстраивали кадр в соответствии с кропом, чтобы эмулировать два уменьшенных сенсора. Поэтому вы сможете повторить эти результаты с любой полнокадровой камерой и зум-объективом .

2. Команда

Я снимал эти тесты вместе с Пьером Хью Галиеном, оператором нескольких короткометражных картин, среди которых «Сейчас или никогда» и «Как близко к солнцу».

Два члена команды любезно согласились быть моделями: Марион Делахусс, ассистент по камере, и Кевин Феликс-Ласса , студент киношколы 3IS рядом с Парижем. На изображениях Марион на первом плане, а Кевин — в 6 футах (1 м 83 см) от нее. На стене мы повесили еще одно «лицо» — гигантскую картину моей подруги Сью Ин Чон.

3. Три размера сенсора

Пьер Хью порекомендовал использовать Leica SL. У камеры полнокадровый сенсор размером 36 мм по горизонтали — где-то между RED DRAGON 6K (30.7 мм) и WEAPON 8K (40.96 мм). Однажды, я надеюсь, мне удастся снять несколько тестов на ALEXA 65 (54.1 мм), что потребует объективов большого формата. Важно заметить, что переход с Super 16 на Super 35 в нашем тесте аналогичен переходу с Super 35 на 65 мм. В тесте наша камера эмулировала данные размеры с соотношением сторон 1.78:1.

А. Полнокадровый 1.78:1 — 36 мм x 20 мм

Самый большой размер использует всю ширину полнокадрового сенсора, размеры которого составляют 36 мм x 24 мм — стандартный «полный кадр» для фотографий и камер, вроде Canon EOS 5D. Небольшой экскурс в историю: 36 мм — это также ширина кадра VistaVision, который использовали в Paramount в 50-е , в частности в «Головокружении» Хичкока.

B. Super 35 мм — 25мм x 14мм

В настоящее время это стандартный размер сенсора для «сферических» полнометражных фильмов. Мы использовали таблицу размеров 35-миллиметровых сенсоров AbelCine.

C. Super 16 — 11.95 мм x 6.72 мм

В качестве референса для маленького сенсора мы использовали размеры Super 16 мм, определенные ARRI. Мы провели кроп, и изображение Leica стало ближе к HD-разрешению , которое все равно достаточно большое для оценки перспективы.

Мы сделали тестовые таблицы в Photoshop, которые отображали размеры сенсоров по отношению друг к другу. Мы распечатали ее, сняли, а потом перенесли линии границ на клейкую ленту на мониторе видоискателя, чтобы иметь референсы размеров.

Мы использовали объектив Vario-Elmarit-SL 24-90mm zoom, максимальная апертура которого составляет f4. Поэтому мы снимали все с f4, чтобы удерживать постоянную апертуру, даже если это означало большую глубину резко изображаемого пространства.

4. Угол изображения и поле зрения объектива

Любое фокусное расстояние определяется углом изображения с позиции камеры. Короткое фокусное расстояние имеет широкий угол изображения, длинное — более узкий. Поле зрения объектива — ширина (или высота, или диагональное измерение) изображения на данном расстоянии. Для каждого расстояния разное поле зрения. Для этих тестов нашим референсом было горизонтальное поле зрения вокруг человека на первом плане — Марион.

С одним и тем же размером сенсора угол изображения не меняется, тогда как поле зрения увеличивается вместе с расстоянием. Тем не менее, фокусное расстояние различается для разных видов сенсоров.

5. Постоянное поле зрения объектива

В каждом из пяти тестов мы сохраняли одно и то же поле зрения на расстоянии Марион от камеры. Можно посмотреть на это вот с какой стороны: представьте, что Марион стоит рядом с окном, которое по форме повторяет кадр формата 1.78:1. В каждом тесте объектив и позиция камеры меняется, но мы всегда помещали Марион в одно и то же «окно» — в одно поле зрения. Это значит, что размер и позиция Марион остаются похожими даже с меняющимися размерами сенсоров и фокусными расстояниями, а также позицией камеры.

6. Одно и то же расстояние, разные объективы

При фиксированном расположении камеры и одинаковом фокусном расстоянии угол изображения сужается по мере того, как мы переходим с 36×20 на Super 35 к Super 16, и то же самое происходит с полем зрения в позиции Марион.

В первом тесте мы поставили камеру в пяти футах (около 1,5 м) от Марион, а Кевина — позади нее в шести футах (1 м 83 см). Затем мы уменьшали зум, переходя к меньшим размерам сенсора, чтобы сохранить то же поле зрения вокруг Марион. Фокусное расстояние составляло 67 мм при 36×20, 48 мм при Super 35 и 24 мм при Super 16.

Самым заметным различием при сравнениях композиций разных форматов на одинаковом расстоянии было то, что длиннофокусные объективы больших форматов имели меньшую глубину резко изображаемого пространства, чем более широкоугольные объективы при меньших форматах.

Кроме того, удивительно, насколько идентично выглядела композиция в пяти футах: Кевин и картина оставались одних и тех же размеров на всех фокусных расстояниях. Наверняка мы бы увидели большее разнообразие композиции, если бы снимали ближе к Марион, так как углы изображения были бы не такими похожими.

В этом тесте Super 35 и 48 мм вызывает ощущение старого Голливуда, тогда как 24 мм больше похож на современный широкий кадр. Чтобы лучше понять стили на этих фокусных расстояниях, нужно видеть, как люди и камера двигаются, что даст лучшее представление о пространстве.

7. Больший формат, меньше глубина резко изображаемого пространства

Потеря фокусировки на Кевине не так заметна при f4, но оказывается очевиднее при переходе на длиннофокусные объективы во втором тесте, в котором сравниваются крупный план 90 мм в Super 35 с тем же кадром при 45 мм и Super 16.

8. Большие форматы — увеличенные фокусные расстояния

Первый вывод из наших тестов — когда вам надо оставить расстояние неизменным, большие форматы требуют большие фокусные расстояния для похожих композиций.

Это одна из причин, по которым анаморфотный 35 мм часто сравнивают с 65 мм. Чтобы добиться той же композиции на том же расстоянии в 65 мм, нужно, грубо говоря, увеличить фокусное расстояние, которое использовалось в Super 35, вдвое. Это сравнимо с переходом из сферического Super 35 в анаморфотный 35 мм.

9. Одинаковые объективы, разные расстояния

Следующий набор тестов предполагал одинаковое фокусное расстояние, но разное расположение камеры по мере смены размеров сенсора. Наша цель — сохранить то же поле зрения вокруг Марион на переднем плане.

Вспомните про окно в качестве статичного кадра. По мере того, как камера отдаляется (а форматы сенсора уменьшаются), размер Марион внутри кадра остается неизменным, но мы видим меньше заднего плана.

Поле зрения вокруг Марион то же, но вокруг Кевина оно сужается, при этом в кадре он выглядит больше.

10. Увеличение и компрессия

Удивительно наблюдать, как Кевин и картина на заднем плане увеличиваются в размерах на всех трех фокусных расстояниях, пока камера отъезжает назад, а Марион не меняется.

Увеличение — это просто факт, что кто-то занимает больше пространства в кадре. Чем больше фокусное расстояние, как, например, 90 мм, тем у̀же угол изображения, что означает меньшее поле зрения и сильное увеличение изображения.

Компрессия связана с увеличением, поскольку объекты кажутся ближе по мере увеличения размеров. Когда Кевин занимает практически ту же ширину кадра, что и Марион, кажется, что он стоит близко к ней. Таким образом, узкий угол изображения при 90 мм «ужимает» пространство между Марион и Кевином гораздо сильнее, чем широкие угол при 50 мм.

Важно отметить, что увеличение и компрессия создаются положением камеры на всех трех фокусных расстояниях, даже при том, что эти артефакты становятся заметнее при узком угле обзора у 90 мм.

11. Перспектива и особенности фокусного расстояния

Этот тест отображает качество перспективы, регулируемое расстоянием камеры. В оптике перспектива описывает трансформацию отображаемых объектов, продиктованную фокусом и расстоянием. Другими словами, перспектива описывает то, как линза отображает пространство, что влияет на то:

— насколько параллельны линии;

— насколько сильно увеличены объекты на заднем плане;

— насколько глубоким кажется изображение;

— как выглядит портретирование лица.

Для меня угол изображения определяет «личность» фокусного расстояния — то, что отличает 24 мм от 90 мм. Как указано выше, нужно увидеть, как движется камера или люди в кадре, чтобы точно понять, как объектив отображает пространство.

12. Личность 24 мм

Чтобы акцентировать «личность» объектива 24 мм, мы начали с крупного формата 36×20 в 15 дюймах (примерно 38 см) от Марион.

Постепенно передвигаясь на расстояние 5 футов (примерно 1,5 метра) с этим широкоугольным объективом, мы видим, что внешний вид и форма лица Марион меняются. Это подчеркивает, насколько сильно каждое фокусное расстояние меняет лицо и как отображение пространства и портретирование может радикально отличаться на близких расстояниях.

13. Заключение

Коротко выводы теста можно пересказать следующим образом:

A. При неизменном расстоянии большие форматы предполагают использование длинного фокуса и, как следствие, меньшей глубины резко отображаемого пространства.

B. При неизменном расстоянии большие и малые форматы предлагают похожие композиции при соответствующей настройке фокуса.

С. Изменение расстояния камеры при соотнесении поля зрения переднего плана изменяет перспективу. В частности, это приводит к увеличению заднего плана и явной глубине пространства в кадре.

D. Таким образом, расстояние от камеры до объекта съемки — ключевая составляющая композиции изображения.

Почему не стоит поддаваться рекламе 100-мегапиксельных камер в смартфонах

Камеры с большим количеством мегапикселей для рынка смартфонов уже не в новинку. В 2013 году компания Nokia представила модель Lumia 1020, который получил основную камеру с разрешением 41 Мп. Однако, тогда производители поставили на паузу гонку за числом мегапикселей, а возобновилась она в прошлом году.

В конце марта Huawei представила модель P20 Pro, которая получила модуль, основанный на базе 40-мегапиксельного датчика изображения Sony IMX600. Сейчас в ассортименте производителя есть несколько смартфонов с 40-мегапиксельными камерами. У Huawei Mate 30 Pro, который был выпущен около двух месяцев назад, таких сразу две. В конце 2018 года на рынке появился сенсор разрешением 48 Мп – Sony IMX586. Спустя несколько месяцев идентичный датчик показала компания Samsung, а весной 2019 года Sony выпустила ещё одну 48-мегапиксельную матрицу – IMX582. Сейчас технологический гигант из Страны восходящего Солнца тестирует датчик разрешением 60 Мп, а несколько дней назад дебютировала первая в мире 108-мегапиксельная матрица производства Samsung.

Есть большая вероятность, что это станет трендом 2020 года. Несколько месяцев назад один из представителей Qualcomm заявил, что скоро 100-мегапиксельные сенсоры станут нормой даже для недорогих смартфонов, и чипсеты американского чипмейкера уже к этому готовы. Но вы уже наверняка знаете, что увеличение количества пикселей не означает повышение качества фотографий. К примеру, возьмите любой смартфон среднего класса или даже флагманский OnePlus 7 с камерой на 48 Мп и сравните его с Pixel 4, iPhone 11 или Samsung Galaxy S10, у которых установлены датчики на 12 Мп.

Google Pixel 4

Тем не менее, небольшие матрицы с высоким разрешением в сравнении с сенсорами с более низким разрешением при идентичном размере показывают худшие результаты. Это разработчики попытались решить за счёт технологии бинаризации или объединения соседних пикселей. В сенсорах разрешением от 32 Мп до 108 Мп не используются традиционные фильтры Байера. Вместо них применяется структура Quad Bayer (у Sony) или TetraCell (у Samsung), которая предполагает группирование пикселей в квадрате 2 х 2. Квартет пикселей накрывается общим фильтром, который может пропускать три цвета – синий, зелёный, красный.

Сейчас на рынке есть несколько смартфонов с камерой разрешением 64 Мп. Во всех используется один датчик изображения – Samsung ISOCELL GW-1. При задействовании технологии объединения пикселей получаются 16-мегапиксельные снимки. По сравнению с фотографиями, которые изначально делаются на 16-Мп камеру, такие кадры отличаются немного лучшей контрастностью.

Разрешение, указанное в технических характеристиках смартфона, не всегда отражает реальный уровень детализации, которое вы увидите на фотографии. Есть этому ещё одна причина – связь между разрешением и оптикой. Объектив камеры отвечает за фокусировку света на сенсор, создавая диск Эйри или зону фокусировки определенного размера, которая попадает на матрицу. Размер узора определяет, как дифрагированные фотоны будут падать на сенсор при прохождении через объектив. Размер светового пятна, которое покрывает несколько пикселей, приводит к потере резкости и детализации. Простыми словами, плохой объектив снижает разрешение датчика.

Компактные сенсоры более ограничены дифракцией при больших значениях диафрагмы. Таким образом, меньшие матрицы требуют более широкую апертуру, чтобы позволить большему количеству света достигать мелких пикселей, и точную фокусировку света. Увы, объективы для смартфонов с широкой апертурой очень сложно создать, избежав при этом появления новых проблем.

Смартфоны уже имеют достаточно широкие поля обзора (Field of View, FOV), что достигается за счёт непосредственной близости объектива и сенсора. Для предотвращения дальнейшего увеличения FOV и связанных с ним искажений объектива требуется большее фокусное расстояние, что увеличивает эффект глубины резкости. Широкая апертура обеспечивает меньшую область фокусировки. Это нормально для портретных фотографий, поскольку увеличивается глубина резкости. Однако, для съёмки пейзажей – это не лучший вариант. Во многих смартфонах задействуется кроп-фактор, в результате чего устраняются искажения, но часть пикселей попросту отбрасывается.

По этой ссылке на сайте The Verge вы можете увидеть две фотографии в исходном разрешении, сделанные на 64-мегапиксельную камеру. Их размер составляет примерно 40-45 МБ. На первый взгляд снимки выглядят прекрасно. Но если вы сделаете 100% кроп, то всё будет выглядеть не так радужно. Шумодав практически полностью уничтожает все мелкие детали. Так в чём же тогда смысл 64-мегапиксельных камер в смартфонах, если они не способны сохранить мелкие детали?

Сенсоры на 32 Мп используются преимущественно во фронтальных камерах, на которых производители не сильно акцентируют внимание. А вот датчики разрешением 64 Мп и 48 Мп, в настоящее время, являются маркетинговым инструментом, за счёт которого компании привлекают внимание к своим смартфонам. Само собой, матрицы сверхвысокого разрешение двигают мобильную фотографию вперёд. Однако, не стоит удивляться, если смартфоны с камерами на 108 Мп не будут показывать результаты, сопоставимые с шумихой вокруг них.

Xiaomi Mi Note 10

Первый такой аппарат все желающие, которые готовы потратить порядка 600 евро, смогут сами испытать уже через несколько дней. 11 ноября в продажу в Европе поступит смартфон Xiaomi Mi Note 10, который обзавёлся 108-мегапиксельным датчиком изображения.