Zoom, podobnie jak wiele specyfikacji aparatu, jest nieco bardziej skomplikowany, niż można by sądzić w kampaniach reklamowych. Producenci smartfonów, tacy jak Samsung, mogą teraz pochwalić się 10x, 50x lub nawet 100x Powiększenie. Ale czy to w ogóle możliwe? Przyjrzyjmy się różnicom między zoomem optycznym i cyfrowym.
Spis treści:
Co właściwie oznacza Zoom?
Co to jest zoom i co to znaczy mieć 5x lub 10x? Jeśli chodzi o fizykę optyczną, niewiele, bo nie ma czegoś takiego jak zoom.
Powiększenie obiektywu (to, jak bardzo obiektyw powiększa odległe obiekty) jest funkcją jego ogniskowej i wynikającego z tego pola widzenia. Obiektyw o dłuższej ogniskowej (w stosunku do wielkości przetwornika obrazu) ma mniejsze pole widzenia. To sprawia, że odległe obiekty wydają się być bliżej niż przez obiektyw o krótszej ogniskowej.
Jest wystarczająco dużo czynników, które decydują, że soczewki nie są sprzedawane na podstawie tego, jak bardzo powiększają obiekty; raczej są sprzedawane na podstawie ich ogniskowej.
Marketing szerokokątnego obiektywu Huawei P40 Pro twierdzi, że ma 0,6-krotny zoom optyczny.
Zoom, jak go teraz używamy, jest w zasadzie koncepcją marketingową spopularyzowaną przez kompaktowe aparaty fotograficzne. Pierwotnie był to stosunek najkrótszej i najdłuższej ogniskowej obiektywu. Tak więc obiektyw 10 mm-100 mm miał 10-krotny zoom, podczas gdy obiektyw 25 mm-100 mm miał zoom 4x. Oznaczało to, że obiektyw z 10-krotnym zoomem niekoniecznie sprawiał, że rzeczy wyglądały na 10 razy większe.
Producenci smartfonów używają jednak zoomu nieco inaczej. Zoom 1x jest powszechnie uznawany za pole widzenia głównego aparatu. Smartfony, takie jak iPhone 11 Pro, dodają jeszcze szerszy obiektyw i nazywają go zoomem 0,5x, zamiast resetować 1x do nowego najszerszego kąta.
W przeciwieństwie do aparatów kompaktowych oznacza to, że w przypadku różnych smartfonów z 10-krotnym zoomem można spodziewać się takiego samego przybliżenia.
Huawei P40 Pro ma też obiektyw peryskopowy z 5-krotnym zoomem optycznym.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, możesz zapoznać się z tym artykułem na temat obliczania specyfikacji zoomu. Jednak wszystko, co naprawdę musisz wiedzieć, to zoom zależy od podstawowej ogniskowej obiektywu i rozmiaru czujnika – i że jest trochę oderwany od rzeczywistości.
Ale jaka jest różnica między zoomem optycznym a rzeczywistym (będę używać tego słowa ze względu na wygodę, ale tak naprawdę mam na myśli „pozorne powiększenie” lub „węższe względne pole widzenia”)?
Jak działa zoom optyczny
Zoom optyczny występuje wtedy, gdy właściwości fizyczne obiektywu rzeczywiście powiększają odległe obiekty. Na przykład teleskop jest w całości z zoomem optycznym. Jeśli spojrzysz na księżyc przez jeden, wygląda na większy. Nie ma utraty jakości – obiekty po prostu pojawiają się bliżej.
Zoom optyczny pochodzi z obiektywów o długich ogniskowych, które są przynajmniej w stosunku do rozmiaru matrycy aparatu. Długi teleobiektyw do lustrzanki cyfrowej, taki jak te, które fotografowie sportowi używają w grach, ma ogniskową pomiędzy 500-1 000 mm. Dlatego są tak potężni.
W mniejszych aparatach ogniskowa może być krótsza. Aparaty kompaktowe mogą uzyskać świetny zoom optyczny dzięki obiektywom 100 mm. Nadal są dość duże, ale znacznie mniejsze niż typy teleskopów używanych podczas meczów piłkarskich.
W smartfonach producenci zaczęli używać soczewek peryskopowych do lepszego zoomu optycznego. Udało im się umieścić soczewki z 5-krotnym zoomem (w przybliżeniu równoważne powiększeniu obiektywu 100 mm w lustrzance cyfrowej, więc całkiem nieźle) w swoich flagowych telefonach bez zwiększania ich grubości. To naprawdę ekscytujący rozwój.
Jednak 5x to wciąż daleko od 100x, więc jak producenci radzą sobie ze swoimi roszczeniami?
Jak działa zoom cyfrowy
Jak wspomnieliśmy wcześniej, zoom to mglista koncepcja. Zoom cyfrowy w pełni wykorzystuje tę niejasność. Zasadniczo zoom cyfrowy to po prostu przycięcie zdjęcia, aby znajdujące się na nim obiekty wydawały się większe – żadne dodatkowe informacje o obrazie nie są rejestrowane.
Weźmy na przykład poniższe zdjęcie z iPhone’a Xs. Ten telefon ma 2-krotny zoom optyczny, ale 10-krotny zoom cyfrowy. Powiększone zdjęcie ma zauważalnie niższą rozdzielczość.
Na tym polega problem z zoomem cyfrowym. Podczas gdy zoom optyczny powiększa bez utraty jakości obrazu, zoom cyfrowy go zmniejsza. Im większe powiększenie, tym gorsza jakość obrazu.
Wzmacniać!
Zoom cyfrowy ma jednak chwilę. Zoom optyczny jest drogi, zarówno pod względem kosztów produkcji, jak i kompromisów niezbędnych do dodania go do smartfona. Soczewki peryskopowe to stosunkowo nowy wynalazek (przynajmniej w smartfonach), więc wciąż jest coś do zrobienia.
Dlatego producenci smartfonów stosują następujące sztuczki, aby ulepszyć zoom cyfrowy i zminimalizować utratę jakości:
Korzystanie z czujników o niewiarygodnie wysokiej rozdzielczości: Galaxy S20 Samsunga ma teleobiektyw 64 MP. Taki czujnik o wysokiej rozdzielczości oznacza, że jest więcej obrazu do przycięcia, a tym samym więcej cyfrowego zoomu.
Binning pikseli: Połączenie wielu pikseli w jeden superpiksel zapewnia lepszą jakość obrazów powiększonych cyfrowo, a nie tylko późniejsze przycinanie.
Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe: w fotografii obszarowej są obiecujące. Producenci aparatów byli w stanie użyć go do automatycznego podwyższenia jakości cyfrowo powiększonych obrazów.
Jednak wysoki poziom zoomu cyfrowego nie jest możliwy bez zoomu optycznego. Te szalone zoomy 50x i 100x są możliwe tylko dlatego, że są hybrydą zoomu optycznego i cyfrowego. Prawdziwy obiektyw optyczny wykonuje część ciężkiej pracy, podczas gdy techniki cyfrowe zapewniają wyraźniejszy zoom.
Może Samsung zwiększając wartości zoomu, ale są autentyczne ulepszenia w technologii soczewek, które leżą u podstaw tego szumu.
Maksymalne wykorzystanie możliwości zoomu
Obecne skupienie się na powiększaniu aparatu w smartfonach jest interesujące. Jednak w pewnym momencie robi się to po prostu głupie.
Obiektyw z 5-krotnym, a nawet 10-krotnym zoomem optycznym otwiera wiele interesujących opcji fotografowania dla ludzi. To też sprawia, że dedykowane kamery stają się jeszcze bardziej niszową przyjemnością. Dzięki takiemu powiększeniu możesz fotografować swoje dzieci uprawiające sport, dziką przyrodę w ogrodzie i wszystko, do czego fizycznie nie możesz się zbliżyć.
Chociaż zoom cyfrowy nie jest automatycznie złą rzeczą (zwłaszcza gdy nie jest nadużywany), zbyt duże powiększanie ma pewne wady. Oczywiście następuje utrata jakości obrazu, ale także zdjęcia stają się trudniejsze do zrobienia.
Przy 20-krotnym lub 30-krotnym zbliżeniu (co w przybliżeniu odpowiada 1000 mm w lustrzance cyfrowej), aby uzyskać dobre zdjęcie, musisz trzymać telefon niewiarygodnie nieruchomo. Najmniejsze drgnięcie spowoduje rozmazanie zdjęcia, a wszystko, co próbujesz sfotografować, wyjdzie poza kadr.
To również przy założeniu, że kręcisz w dobrym oświetleniu. Przy słabym oświetleniu potrzebujesz statywu do smartfona, aby uzyskać wszystko, co przypomina ostre zdjęcie.
Wygląda na to, że producenci smartfonów będą nadal konkurować z coraz większą liczbą zoomów. Po prostu upewnij się, że zawsze sprawdzasz, jaki jest podstawowy zoom optyczny – to się naprawdę liczy.