Вверх
94211830 463c 4494 909c 1a5afc721e28

Технологии в мобильной фотографии: как это работает?

Дата публикации: 28.11.2022

Реклама. Рекламодатель INFINIX MOBILITY LIMITED, ИНН 27/63026833

Интересно наблюдать, какой большой путь проделала цифровая и в особенности мобильная фотография за последние 20 лет. В начале 2000-х в кнопочных телефонах появились камеры с сенсором разрешением 300 тысяч пикселей (0,3 Мп). А в 2022-м мы говорим о 48, 64, 108 и даже 200-мегапиксельных матрицах в смартфонах!

Смартфон сегодня — это не просто гаджет для звонков и общения в мессенджерах, а настоящее мультимедийное устройство, одной из основных функций которого является фотосъёмка.

Технологии в мобильной фотографии: как это работает?

Смартфоны даже вытеснили компактные цифровые камеры! Идеальная Point-and-Shoot камера сегодня — это именно мобильный телефон.

Вы делаете кадр, обрабатываете его прямо на экране и тут же отправляете в социальные сети или мессенджеры — процесс «от идеи до публикации» многократно ускорился.

Сегодня мы поговорим о мобильной фотографии и её ключевых особенностях с точки зрения «железа». Также затронем вопросы алгоритмов обработки изображения и так называемой вычислительной фотографии.

Будем фотографировать на Infinix Note 12 (2023), в котором используется сенсор Samsung ISOCELL JN1 (S5KJN1SQ03) формата 1/2,8 дюйма. Разрешение матрицы — 50 Мп.

В основной камере используется объектив с фокусным расстоянием 28 мм (экв.), светосила которого составляет f/1,6. Она оснащается фазовым автофокусом, как в профессиональных фотоаппаратах.

Также в блоке основной камеры есть 2-Мп портретный модуль и модуль ИИ. Это вспомогательная камера, которая улучшает качество снимков за счёт искусственного интеллекта.

Фронтальная камера расположена в каплевидном вырезе по центру дисплея, её разрешение составляет 16 Мп.

Сенсоры в мобильной фотографии

Сенсор — самая важная часть камеры, которая улавливает свет. Количество мегапикселей в камере — это количество чувствительных к свету ячеек. Разрешение основной камеры Infinix Note 12 (2023) составляет 50 Мп, то есть в сенсоре находится 50 миллионов светочувствительных ячеек.

При запуске камеры эти ячейки начинают улавливать и собирать фотоны света, в результате чего и формируется картинка. В случае с нашим смартфоном размер отдельной ячейки (пикселя) равен 0,64 микрометра.

В Infinix Note 12 (2023) установлена КМОП-матрица Samsung ISOCELL JN1. В этом типе матрицы все преобразования происходят прямо в ячейке, фотоны превращаются в выходное напряжение, которое пропорционально тому, сколько света захватила каждая ячейка. Можно представить это в виде колбочек: там, где ярко, колбочка полностью заполнена, где темно — пуста, где средняя яркость — заполнена наполовину. Чем шире горлышко колбочки, тем больше света она может собрать в сложных световых условиях, поэтому размер пикселя так важен.

Но речь пока идёт о чёрно-белом изображении. Как же его раскрасить?

Фильтр Байера

Один из важных терминов в цифровой и мобильной фотографии — фильтр Байера. Это цветной фильтр, состоящий чаще всего из красного, синего и зелёного цветов (RGGB). Он располагается над матрицей, делая отдельные её пиксели чувствительными лишь к одному цвету.

Одна ячейка классического фильтра Байера имеет размер 2 × 2 пикселя, в котором по одному элементу синего и красного цветов и по два — зелёных. Это связано со свойством человеческого зрения: оно более чувствительно к зелёному цвету, чем к красному и синему.

Технологии в сенсоре Samsung ISOCELL JN1

В сенсоре ISOCELL JN1, который стоит в Infinix Note 12 (2023), используется более современный массив фильтров — Tetrapixel RGB Bayer Pattern. В нём четыре соседних пикселя имеют одинаковый цвет фильтра. Когда съёмка ведётся с недостаточной освещённостью, четыре пикселя одного цвета работают как единый пиксель, но с увеличенной в четыре раза площадью. Это называется биннингом. Благодаря этому удаётся захватить больше света и получить более качественное изображение с разрешением 12,5 Мп. При достаточном освещении алгоритмы позволяют снимать 50-Мп кадры, используя все пиксели по отдельности. В этом случае упор делается на детализацию снимков. Снимок размером 8150 × 6144 пикселя можно смело увеличивать и кадрировать, даже печатать крупным форматом.

Ранее подобные многомегапиксельные матрицы были доступны лишь во флагманских смартфонах. Но уже сегодня камеру с матрицей разрешением 50 Мп мы видим в красивом и мощном смартфоне бюджетного ценового сегмента Infinix Note 12 (2023). Представить такое 3–4 года назад было очень сложно.

В современных сенсорах реализованы и другие интересные идеи. Например, в ISOCELL JN1 серьёзно поработали над технологией расширенного динамического диапазона (HDR). Камера одновременно делает два снимка: темнее и светлее. Первый позволяет захватить больше цветов в ярких зонах, а второй — в тёмных. Далее автоматика объединяет эти кадры в один со сбалансированными тенями и светлыми фрагментами.

В мобильной фотографии набирает популярность фазовый автофокус. Он работает намного быстрее контрастного, который применялся в более ранних моделях смартфонов. Суть в том, что специальные датчики на матрице ловят проходящий световой поток от разных точек изображения. Внутри датчика происходит деление света на две части, каждая из которых попадает на сверхчувствительный сенсор. Расстояние между потоками света измеряется датчиком: он определяет, как сдвинуть линзу для точной фокусировки.

В сенсоре применена новая технология фазового автофокуса — Double Super PD. В случае с ISOCELL JN1 плотность расположения фазовых датчиков увеличена вдвое по сравнению с прошлым поколением, то есть микролинз на матрице стало в два раза больше. Это положительно влияет на скорость и точность наведения на резкость. Также в ISOCELL используются микролинзы, которые накрывают сразу два пикселя автофокуса, левая и правая фазы сравниваются для достижения правильной фокусировки.

А теперь давайте посмотрим, на что способна современная мобильная камера и сделаем несколько фотографий в разных режимах на Infinix Note 12 (2023).

Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 459, F1.6, 1/25 с
Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 394, F1.6, 1/33 с

Смартфон демонстрирует свои сильные стороны независимо от условий съёмки: днём, ночью и в помещениях. Автоматика работает точно и предсказуемо, не допуская пересветов днём и не делая ночные кадры слишком тёмными. Снимки получаются с естественным балансом белого, сохранены оттенки окружающего освещения.

Фото в разрешении 50 мегапикселей доступно по клику

Фото в разрешении 50 мегапикселей доступно по клику

Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 50, F1.6, 1/1274 с

Также стоит отметить, что на смартфон Infinix Note 12 (2023) можно снять фотографию в полном разрешении 50 Мп. Размер итогового изображения — 8160 × 6120. Детализация очень высокая: тот же снег можно рассмотреть буквально до кристаллика.

Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 51, F1.6, 1/501 с

Отметим правильную цветопередачу и контраст несмотря на сложные условия освещения.

Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 183, F1.6, 1/50 с

В Infinix Note 12 (2023) реализована функция HDR. И благодаря алгоритму Smart HDR получается правильный снимок без пересветов и «провалов». Это отличительная черта мобильной фотографии: с камеры подобный снимок нужно будет специально обрабатывать, тянуть детали из RAW-файла.

Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 435, F1.6, 1/25 с

И в этом сюжете смартфон отлично справился с поставленной задачей: главные объекты в кадре получились высокодетализированными и с правильными цветами.

Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 51, F1.6, 1/164 с
Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 262, F1.6, 1/33 с
Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 1101, F1.6, 1/20 с
Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 175, F1.6, 1/50 с
Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 193, F1.6, 1/50 с

Смартфон доказывает, что мобильная фотография вышла на очень неплохой уровень, и смартфон может быть как творческой, так и репортажной камерой. Кстати, здесь есть серийная съёмка, а в портретном режиме можно работать с эмуляцией разного значения диафрагмы объектива от f/1,0 до f/16.

Infinix X676C УСТАНОВКИ: ISO 340, F1.6, 1/33 с

Автоматика смартфона отлично находит модель в кадре и создаёт правильное размытие заднего плана. Оно тут программное, но достаточно качественное: чтобы сделать боке, смартфон задействует не только основную, но и вспомогательную камеру разрешением 2 Мп. Функция работает на основе искусственного интеллекта.

Кажется, мы рассказали вам всё или почти всё о том, как обстоят дела в современной мобильной фотографии и какие возможности доступны не только во флагманах, но и в смартфонах в ценовом сегменте до 20 тысяч рублей.

Дата публикации: 28.11.2022
Комментировать
B00ff3ea f0a6 4dbe 90ff d0e7a44e123c square 100
Митя Иванов

Люблю фотографировать и на фотоаппараты, и на смартфоны. Ведь лучшая камера - это та, которая всегда с собой.

Автор курсов и эксперт Fotoshkola.net

Вопросы эксперту