Dlaczego więcej megapikseli nie zawsze oznacza lepsze zdjęcia na telefonach z Androidem: Oto, co naprawdę liczy się w zdjęciach

Wyścig o megapiksele w aparatach smartfonów to jedna z najtrwalszych narracji marketingowych w branży technologii konsumenckich. Każdy sezon premier przynosi na moje biurko kolejną falę marketingu.

Tym razem liczba ta wynosi 200. Najnowsze flagowe telefony z Androidem firm Samsung, Honor, Vivo i Motorola są wyposażone w aparaty o rozdzielczości 200 megapikseli.

Łatwo założyć, że większy znaczy lepszy i że ten skok sprawi, że aparaty telefoniczne będą nieodróżnialne od sprzętu profesjonalnego.

Po latach testowania telefonów w różnych przedziałach cenowych nauczyłem się patrzeć dalej niż tylko na specyfikację. Liczba megapikseli już mnie nie interesuje.

Małe czujniki, małe piksele i prawdziwe ograniczenia aparatów w telefonach

Konkurencja o liczbę megapikseli osiągnęła swój kres z powodu Rozmiar czujnika smartfonaCzujniki w telefonach są znacznie mniejsze od czujników w lustrzankach cyfrowych i aparatach bezlusterkowych.

Ponieważ producenci dążą do upchnięcia 12 megapikseli, 48 megapikseli, 108 megapikseli, a nawet 200 megapikseli w niezwykle małych matrycach, każdy piksel (fotokomórka) jest zmuszony do zmniejszenia rozmiaru. To zagęszczenie pikseli zmienia sposób, w jaki matryca rejestruje światło.

Większe piksele zbierają więcej światła i generują czystszy sygnał. Mniejsze piksele zbierają mniej fotonów i generują słabszy sygnał.

W warunkach słabego oświetlenia ten słaby sygnał musi zostać wzmocniony elektronicznie, aby uzyskać odpowiednio oświetlony obraz.

Augmentacja polega na dodaniu szumu cyfrowego, który wygląda jak ziarno lub plamki, zwłaszcza w cieniach i płaskich kolorach. Innymi słowy, im większe wzmocnienie, tym większe zniekształcenia.

Ponadto dodatkowe światło w większych czujnikach poprawia zakres dynamiczny, czyli możliwość uchwycenia szczegółów w jasnych światłach i ciemnych cieniach sceny. Szerszy zakres dynamiki oznacza bardziej realistyczne obrazy.

Dlatego lustrzanka cyfrowa z dużą matrycą 16 MP może robić czystsze i bogatsze zdjęcia niż telefon 200 MP. Jeśli chodzi o rozmiar czujnika, jakość ma pierwszeństwo przed ilością.

Sekretem świetnych zdjęć robionych telefonem jest oprogramowanie, a nie czujniki.

Największy postęp w fotografii mobilnej dokonał się w oprogramowaniu. Aparaty w telefonach korzystają z małych czujników, które charakteryzują się szumem i ograniczonym zakresem dynamiki, dlatego inżynierowie polegali na fotografia obliczeniowa Aby to zrekompensować.

Zamiast traktować obraz jako pojedynczą ekspozycję, pionierzy traktowali go jak Marc Levoy W Google dane są przechwytywane i ulepszane.

Telefon rejestruje wiele klatek, wyrównuje je i wykorzystuje algorytmy do wyodrębniania szczegółów, redukcji szumów oraz balansu między światłami i cieniami. To się nazywa fotografia obliczeniowa i stanowi podstawę jakości obrazu współczesnych smartfonów.

Stała się serią telefonów Google Pixel To ostateczny dowód. Zdobył pierwsze miejsce w rankingu aparatów fotograficznych dzięki skromnej matrycy 12 megapikseli, podczas gdy konkurenci dążyli do matryc 48 megapikseli i 108 megapikseli.

Lekcja jest jasna: dobrze dostrojony czujnik w połączeniu z wydajnym komputerem może przewyższyć większe urządzenia o wyższej rozdzielczości, ale bez równie wydajnego oprogramowania. Oprogramowanie jest tym, co naprawdę robi różnicę., nie tylko rozmiar czujnika.

Czy telefony 200 MP naprawdę robią zdjęcia o rozdzielczości 12 MP?

Łączenie pikseli w grupy to ostateczny dowód na to, że wyścig o większą liczbę megapikseli to tylko chwyt marketingowy. Inżynierowie wykorzystują tę technikę, aby przezwyciężyć wady małych, stłoczonych pikseli.

Technologia łączenia pikseli umożliwia procesorowi sygnału obrazu (ISP) łączenie sąsiadujących pikseli w jeden duży piksel.

Popularne tryby to 2×2 (4→1, czworokątny), 3×3 (9→1, nie-nie-jednostronny) i 4×4 (16→1). Na przykład, matryca 108 MP z binningiem 9 do 1 generuje domyślnie obrazy o rozdzielczości 12 MP (108/9=12).

Podobnie, wiele czujników 200 MP wykorzystuje binning 16 do 1, aby uzyskać obrazy o rozdzielczości ~12.5 MP (200/16 = 12.5). Technika ta naśladuje binning światła generowany przez mniejszą liczbę większych pikseli.

Superpixel zwiększa czułość i poprawia stosunek sygnału do szumu poprzez sumowanie lub uśrednianie wartości sąsiadujących pikseli.

Celem nie jest dostarczanie obrazów o rozdzielczości 200 MP, ale wykorzystanie czujników 200 MP do generowania lepszych obrazów o rozdzielczości 12 MP. Istota gry leży w jakości pikseli, a nie ich liczbie.

Kurs ten pokazuje, że skupianie się na większej liczbie pikseli odwraca uwagę od właściwego celu, którym powinno być uzyskanie lepszych pikseli.

Jak Instagram i TikTok kształtują nasze postrzeganie jakości aparatów w telefonach?

Specyfikacja aparatu to tylko część równania. Postrzeganie jakości obrazu przez użytkownika jest kształtowane nie tylko przez podzespoły telefonu, ale także przez cały łańcuch oprogramowania, w którym przetwarzany jest obraz.

Użytkownicy udostępniają i oglądają większość zdjęć ze swoich smartfonów na platformach takich jak Instagram, TikTok i Facebook.

Usługi te obsługują codziennie ogromne ilości pobrań i muszą utrzymywać odpowiednią prędkość na miliardach urządzeń i przy zmiennych prędkościach sieci.

Osiąga to poprzez znaczną kompresję obrazów. Kolejnym wąskim gardłem jest sposób optymalizacji aplikacji innych firm na iOS w porównaniu z Androidem.

Urządzenia z systemem Android są niezwykle zróżnicowane: na rynku znajdziesz tysiące modeli od dziesiątek różnych marek, wyposażonych w różne czujniki, obiektywy i procesory obrazu.

Dla zespołów takich jak Instagram czy Snapchat optymalizacja każdej konfiguracji Androida jest nierealna, dlatego wiele z nich stosuje podejście „uniwersalne”.

Dla porównania, Apple co roku wprowadza na rynek niewielką liczbę modeli iPhone'a. Ta spójność pozwala deweloperom na precyzyjne dostrajanie aplikacji, aby efektywnie uzyskiwały dostęp do aparatu.

W rezultacie zdjęcia przesyłane za pośrednictwem aplikacji społecznościowych często wyglądają lepiej na iPhonie niż na telefonie z Androidem, nawet jeśli urządzenie z Androidem ma lepszy system aparatu. Oznacza to, że Doświadczenie użytkownika Na iPhonie jakość obrazu w popularnych aplikacjach jest często płynniejsza.

Prawdziwa moc Twojego aparatu nadal znajduje się w Twoich rękach.

Po tych wszystkich rozmowach o czujnikach, oprogramowaniu i algorytmach społecznościowych możesz mieć wrażenie, że jakość obrazu jest poza Twoją kontrolą. Ale to dalekie od prawdy.

Najważniejszą cechą każdego aparatu jest osoba, która go trzyma. Zamiast gonić za coraz większą liczbą megapikseli, skup się na tym, co najważniejsze. Prawdziwa kreatywność tkwi w oku fotografa i jego umiejętności kierowania aparatem.

Po pierwsze, naucz się widzieć światło. Światło jest podstawowym składnikiem każdego zdjęcia i nawet najlepszy sensor na świecie nie uratuje zdjęcia zrobionego w słabym oświetleniu. Dobre oświetlenie to fundament świetnej fotografii, niezależnie od tego, czy jest naturalne, czy umiejętnie kontrolowane.

W miarę możliwości korzystaj ze światła naturalnego. Czujniki smartfonów wciąż mają problemy w pomieszczeniach, pomimo udoskonaleń obliczeniowych. Światło naturalne nadaje zdjęciom żywość i realizm, których nie da się łatwo odtworzyć.

Po drugie, mistrzowska kompozycja. Dobrze skomponowane zdjęcie prostego obiektu jest o wiele lepsze niż niechlujne zdjęcie zrobione telefonem za 2000 dolarów. Dobra kompozycja przyciąga wzrok widza i tworzy atrakcyjny wizualnie obraz, niezależnie od jakości aparatu.