На что влияет количество пикселей

Почему в камерах смартфонов много пикселей: польза или маркетинг

Содержание

Содержание

В век цифровых технологий все компании в мобильной индустрии придерживаются девиза 3 Б «больше, быстрее, безрамочнее». Процессоры становятся более производительными и энергоэффективными, уже выходя за рамки гаджетов. Площадь экрана все увеличивается и увеличивается, покрывая всю лицевую часть и стремится к заветным 100 %, а в случае Xiaomi Mi Mix Alpha выходит за рамки фронтальной части смартфона, переходя на корпус.

Вот и мегапикселей в камерах все больше и больше, как, впрочем, и самих модулей. Есть ли польза от такого количества пикселей или же это всего лишь маркетинг? На данный момент уже есть модули на 48 Мп, 64 Мп, 108 Мп и даже готовится на 150 Мп от Samsung. Но такие значения характерны для бюджетных и среднеценовых смартфонов. В премиальном сегменте больше 48 МП у камер вы не встретите. Исключениями являются Huawei P 40 Pro с 50 МП и Samsung S 20 Ultra с 108 МП, что наводит на мысль: а почему во флагманах нет таких «крутых» фотомодулей?

Общие понятия о характеристиках камер

Разрешение камеры

Разрешение камеры измеряется в пикселях (точках). Чем больше мегапикселей, тем больше деталей будет на фотографии, это хорошо проявляется при увеличении фото — четкость и детализация будут возрастать. При увеличении Мп в сенсоре должна либо возрастать площадь матрицы, либо должно быть сокращения размера пикселя.

Размер объектива

Чем больше размер объектива, тем больше света он может физически пропустить через себя. Не стоит забывать про качество исполнения линз, если их прозрачность далека от идеала и элементы недостаточно подогнаны, хороших фотографий можно не ждать.

Зум — способность фотокамеры увеличивать изображение во время съемки с предварительной фокусировкой. Существует два вида зума: цифровой (софтверный) и оптический.

Стабилизация изображения

Так же как и зум, стабилизация бывает цифровой и оптической. Цифровая стабилизация считается программной, а вот оптическая приводится в действие с помощью маленьких гироскопов, которые физически перемещают объектив камеры во избежание каких-либо движений, это и обеспечивает снимок высокой четкости.

Матрица

Матрица — это ряд светочувствительных фотодиодов с нанесенным на них тончайшим фильтром. Размер матрицы напрямую влияет на количество пропускаемого света, это ведь важно для качества изображения, опять же чем больше света способна пропустить матрица, тем качественней будет конечная фотография.

Диафрагма

Говоря по-простому, диафрагма — это «отверстие в объективе», которое пропускает свет в матрицу. Диафрагма регулирует световой поток, что дает возможность изменять глубину резкости. Чем ниже данный показатель, тем лучше детализация фотографии в темноте и выше скорость съемки.

Иногда производители камер для смартфонов интегрируют переменную диафрагму, например, Samsung S9 и S9+. Это должно было хорошо сказаться на фотографиях, но оказалось — при маленькой матрице переменная диафрагма попросту лишняя и маркетинговая уловка.

Дополнительные модули

Существует несколько видов: широкоформатный (ширик), телеобъектив (телевик), черно-белый, цветной и с эффектом боке.

Программное обеспечение

Софтверная часть занимает львиную долю работы с фото, поскольку уже не единожды смартфоны Google Pixel с одним 12 МП модулем доказали, что качественную картинку можно получить с помощью анализа и подбора оптимальных настроек. Именно ПО позволяет максимально раскрыть потенциал камеры.

Bayer

На сегодняшний день известно несколько основных структурированных технологий размещения светофильтров пикселей в камере: Bayer, Quad Bayer, TetraCell и NanoCell.

NonaCell в камерах от Samsung не путать с Nanocell от LG в телевизорах.

Bayer — это двумерный массив цветофильтров, покрытых фотодиодами матрицы. В классическом фильтре Байера применяются светофильтры трех основных цветов RGB. Как видно на первом рисунке, количество зеленого цвета больше, чем у красного и синего цветов. Также разрабатывались другие светофильтры, но данный фильтр Bayer широко распространен.

Принцип работы светофильтра Bayer

Quad Bayer/Tetracell

Quad Bayer — это структура размещения светофильтров пикселей в модуле камеры и разбивание пикселя на группы по четыре субпикселя. То есть соседние субпиксели в квадрате 2х2 накрываются общим светофильтром RGB, а точнее — GR-GB.

Принцип работы Quad Bayer

Quad Bayer/TetraCell — удешевляет процесс производства модулей камер для смартфонов благодаря «разбивке» пикселей и их группировке под одним большим покрытием, что ведет к увеличению разрешения. Если бы производитель хотел «честные» 48 мегапикселей, то ему бы пришлось утончать тех процесс, а тут всего лишь используется тоже самое покрытие в 12 мегапиксельной версии.

Quad Bayer это термин активно используемый в камерах Sony, TetraCell тоже самое только от Samsung.

Но все таки имеются и плюсы данных технологий:

Это работает только при хорошей оптимизации и, зачастую, во флагманских устройствах.

Nonacell

Отдельного упоминания стоит NonaCell от компании Samsung. Этот тот же Bayer, только с формированием группы субпикселей 3х3. Данная структура будет применяться в 150 МП модулях камер, но пока неизвестно, будут ли улучшения по сравнению с предшественником.

Сравнение Tetracell и Nonacell

На этой картинке виден изначальный размер субпикселя 0,8µm, на Tetracell 2х2-1,6µm и Nonacell 3х3-2,4µm. Так же идет «искусственное» увеличение пикселей, не ведущее к заметному повышению качества изображения.

NonaCell — это усовершенствованная версия Tetracell, формирующая группы 3х3 субпикселя.

Специфика камер со структурой Quad Bayer/Tetracell/Nonacell делает их интересным решением на рынке сенсоров. Как говорилось выше, данные структуры хорошо себя показывают при достаточной освещенности, в темное время суток, также при однокадровом HDR, который позволяет уменьшить время съемки. Но все это работает только при условии качественного ПО, что доказывают 12 МП модули флагманов «яблочка» и «корпорации добра».

Так уж повелось маркетологи приучили нас мерить качество фотографий мегапикселями и это выливается в хорошую картину: 48 МП = 12 МП, 64 МП= 16 МП, 108 = 27 МП, а 150 МП = 16,6 МП.

Источник

Разрешение экрана — что это такое и какое лучше

Содержание

Содержание

Смартфоны, ноутбуки, телевизоры: при покупке этой техники важно обращать внимание на одну из ключевых характеристик — разрешение экрана. Что это такое, какие форматы существуют и как этот параметр соотносится с диагональю экрана?

Разрешение экрана — это размер дисплея в пикселях. Указывается двумя числами — количество пикселей по горизонтали и по вертикали. Практически все современные экраны состоят из матрицы пикселей — маленьких элементов, каждый из которых способен изменять свой цвет, яркость, а в некоторых дисплеях еще и прозрачность.

Как правило, один пиксель состоит из триады субпикселей — красного, зеленого и синего. Комбинацией этих цветов получаются все остальные оттенки.

Разрешение экрана напрямую влияет на качество изображения. Однако этот параметр не соотносится с физическими размерами экрана. Например, есть два монитора разрешением 1920х1080, но один из них имеет диагональ 24 дюйма, а второй — 27. Несмотря на одинаковое разрешение, детализация будет разной.

Все дело в еще одном важном параметре — плотность пикселей на дюйм (PPI – pixel per inch). Чем выше этот параметр, тем выше будет детализация картинки.

Однако PPI существенно различается для разных классов устройств. На плотность влияет точность метода ввода (сенсор или курсор), физические размеры экрана и расстояние пользователя от дисплея. Если телефон мы используем на расстоянии 10–20 сантиметров от глаз, то для телевизора это несколько метров. В связи с этим, и плотность пикселей будет существенно отличаться.

Делать выводы о качестве картинки по PPI для разных классов устройств будет не совсем корректно. В сети также можно встретить утверждение, что человеческий глаз не способен распознать плотность пикселей выше 300 ppi. Различия между 500 ppi и 300 ppi на самом деле заметить смогут только люди с высокой остротой зрения, да и отличия будут настолько несущественные, что в повсеместном использовании разница просто незаметна.

Однако для одной категории товаров с идентичным разрешением плотность будет напрямую влиять на качество картинки.

Большинство производителей указывают PPI в характеристиках экрана. Но вы можете высчитать показатель и самостоятельно. Для этого вам понадобится знать разрешение и диагональ экрана в дюймах. Используйте формулу:

Wp — количество пикселей по горизонтали, Hp — количество пикселей по вертикали, а dp — разрешение по диагонали. Остается только поделить полученное значение на диагональ в дюймах:

Например, у нас есть монитор разрешением 1920х1080 и диагональю 24 дюйма. Тогда по формуле определим dp:

dp = √(1920^2+1080^2) = 2203. Далее делим полученное разрешение на диагональ: PPI = 2203/23,8 = 93.

Представленные характеристики соответствуют монитору Acer KA242Ybi, и, если вы изучите его параметры, то обнаружите, что PPI действительно составляет 93 пикселя на дюйм.

Откуда взялись 2К, 4К, 8К

Существуют больше 30 разнообразных форматов разрешений, начиная от QVGA 240х320 px и заканчивая ошеломляющим 10K с разрешением 10240×5760 px. Самые распространенные разрешения экрана вы можете изучить ниже.

Внимательные читатели заметили, что в таблице есть пара разных строк с обозначениями 2К. Аналогичная ситуация и с разрешением 4К. На самом деле под формат 4К существуют сразу несколько разных разрешений:

По горизонтали практически все они приближены к четырем тысячам пикселей, а вот разрешение по вертикали напрямую зависит от соотношения сторон. Истинным 4К в данном случае называют DCI 4К, используемый в кинематографе. Однако соотношение сторон такого формата не подходило для мониторов и телевизоров. Именно поэтому Ассоциация потребительской электроники (CEA) в 2012 году утвердила единый 4К формат для цифровой электроники, который и получил название Ultra HD 4K.

Это означает, если на коробке монитора или телевизора указано 4К, то согласно принятой спецификации он будет иметь разрешение именно 3840х2160.

Аналогичная ситуация и с 2К — истинным считается DCI 2K 2048×1080, однако среди мониторов и телевизоров под 2К понимают форматы UWHD (2560×1080) или QHD (2560×1440).

По аналогии с уже установившимися 2К и 4К, формату 8К соответствует разрешение 7680×4320 пикселей.

Соотношение сторон экрана

Соотношение сторон показывает отношение горизонтальной и вертикальной стороны экрана друг к другу. Например, формат 1:1 — квадратное изображение. Как правило, конкретным разрешениям соответствуют определенные соотношения сторон.

Какое соотношение лучше — зависит непосредственно от формата фильма или игры. С играми обычно проблем не бывает, поскольку они легко адаптируются под разные форматы, а вот при просмотре кино неподходящего разрешения по краям экрана могут появиться черные линии.

Самые популярные соотношения сторон, под которые адаптирована большая часть мультимедийного контента — 16:10 и 16:9.

Про разрешения экрана смартфонов

С мобильной электроникой все намного сложнее, поскольку разнообразия форм-факторов куда больше. Если рассмотреть линейку смартфонов от Apple, то здесь ситуация следующая:

Разрешения FullHD 1920х1080 разработчикам удалось добиться при диагонали 5,5 дюйма, а максимальное 2688х1242 доступно на смартфонах диагональю 6,5 дюйма. Условно его можно назвать приближенным к 2К.

Для Android-гаджетов все еще сложнее, поскольку рынок представляют сотни разнообразных моделей. Условно можно выделить общую классификацию из пяти категорий:

Выпускаются и смартфоны с 4К дисплеем. Например, Xperia XZ2 Premium оснащен IPS-дисплеем с диагональю 5,8 дюйма и разрешением 3840×2160. Фактически, это «классический телевизионный» стандарт Ultra HD 4K, а плотность пикселей доходит до впечатляющих 765 ppi. Если вы ожидаете беспрецедентной четкости, то вас может ждать разочарование. Проблема в том, что увидеть разницу между FHD+ и 4К практически невозможно, особенно, в рамках дисплеев на 5-6 дюймов.

При подборе монитора для гейминга согласовывайте разрешение с железом. Не стоит гнаться за 2К и 4К мониторами, если у вас слабая видеокарта и процессор. Телевизоры для просмотра кино лучше брать с разрешением от 2К и соотношением сторон 16:9 или 16:10, чтобы в полной мере наслаждаться детализированной картинкой.

При покупке смартфона определяющим является плотность пикселей на дюйм, поскольку дисплей всегда находится перед глазами и «зернистость» увидеть проще всего. Ищите смартфоны с 300-450 ppi. Большую плотность ваш глаз уже не различит.

Источник