диафрагма что это в телефоне
Что такое светосила или диафрагма в смартфоне?
Сейчас камера — чуть ли не главная функция любого смартфона. А на камеру и качество фото влияет целая куча факторов. Один из них — диафрагма или попросту светосила. Сегодня разберёмся, что это такое, на что влияет и почему это одна из принципиальных характеристик любой камеры — смартфона или фотоаппарата.
Это надо знать!
Диафрагма, светосила, дырка, пропускная способность объектива — всё это одно и тоже понятие. Оно всегда обозначается литерой «f» и какой-нибудь цифрой рядом.
Например, f/1.6 лучше f/2.4, так как на матрицу камеры попадает больше света. Если что, за единицу взята пропускная способность человеческого глаза. Однако в мире профессиональной фототехники встречаются объективы со светосилой f/0.95 и даже выше. Стоят они, как правило… впрочем, лучше вам не знать.
Диафрагма в объективе фотоаппарата состоит из металлических лепестков
Строго говоря, мЕньшая светосила не всегда гарантирует лучшую картинку. На качество снимков влияет миллион факторов: сама матрица, качество стёкол объектива, программные алгоритмы, которые занимаются обработкой фото в смартфоне и многое-многое другое. Однако светосила — одна из важнейших характеристик.
Нагляднее всего это видно на фото с котиком в начале статьи — можете сохранить себе на память, если вдруг забудете ключевой принцип. И да, работа всех объективов и камер базируется на природной модели.
Так, объектив — это глаз человека или животного. Хрусталик — это линза внутри объектива. Матрица — это сетчатка, что находится на внутренней стороне глаза. У смартфонов матрица тоже спрятана позади объектива, в глубине устройства. Ну и диафрагма, которая работает ровно по тому же принципу что и радужная оболочка глаза. Когда света много, зрачки сужаются. Если освещение слабое, зрачки = диафрагма объектива раскрывается, чтобы захватить как можно больше света.
В мире серьёзной фототехники светосила напрямую влияет на глубину резкости. Чем светосила выше (f/1.6), тем меньше глубина резкости. И чем светосила ниже (скажем, f/4.0), тем больше глубина резкости. Я объясню наглядно.
На левой картинке в фокусе всего лишь пара сантиметров. Остальные объекты, что перед носом человека и за бровями: уши, волосы и тем более позади стоящие предметы — все они будут размыты.
Второе изображение снято, когда «дырка» объектива заметно уже, а значит и светосила ниже — f/4.0. И чем она ниже, тем больше глубина резкости — то самое расстояние, что в фокусе. В данном случае это вся голова от кончика носа до макушки человека. Однако предметы позади всё равно будут размыты, ибо f/4.0 — это средний уровень светосилы.
Глубина резкости — это что
Если же сузить отверстие объектива ещё сильнее, скажем, до f/16, то в фокусе окажутся вообще все предметы, что есть на фото. В расстоянии это могут быть десятки, а то и сотни метров.
Кстати, то самое размытие фона именуется боке. Да, именно так и пишется, я не ошибся. Боке может быть разным — например, однородным и плотным, как туман. А может быть зернистыми, спиральными и так далее. Тут уж кто во что горазд — каждый производитель объективов считает красивым и достойным своё видение.
Пример совершенно лютого боке @zakharyak
А что в смартфонах?
Всё это касается лишь фотоаппаратов и объективов к ним. В смартфонах светосила практически всегда постоянная. Для основной камеры она варьируется в пределах f/1.5 — f/1.8. Всякие телеобъективы, что призваны снимать с двойным или тройным приближением, имеют светосилу заметно ниже: от f/2.2 до f/2.8. Почему так? Всё просто.
Чтобы приблизить объект вдали, нужно использовать увеличительные линзы: одна, две, три и больше. Установка каждой дополнительной линзы понижает пропускную способность света. Следовательно, объектив становится темнее, на матрицу попадает меньше света, а значит, творческие возможности для съёмки ограничиваются.
Например, телеобъектив Huawei Mate 30 Pro отлично снимает видео днём даже несмотря на не самую выдающуюся светосилу f/2.4. А вот ночью переключение на телевик недоступно. Объекты в кадре приближаются только за счёт простого растягивания картинки с основной камеры. Будто вы увеличиваете фото на компьютере, бесконечно нажимая на плюс. Предметы на фото как бы приближается, но на деле картинка попросту портится.
Поскольку в камерах смартфонов светосила всегда примерно одинаковая, играться с глубиной резкости невозможно. За размытие фона или боке отвечают исключительно программные алгоритмы. Лучше всего это получается у смартфонов Google Pixel. У них там своя атмосфера запатентованная технология машинного зрения, которая сама понимает, где человек на переднем плане, а где фон. Именно по этой причине все остальные смартфоны снимают плюс-минус одинаково. Иногда получаются удачные кадры, а подчас с кучей ошибок размытия и так далее.
Краткий итог
Светосила — это способность объектива пропускать сквозь себя свет. Чем его больше, тем лучше. Показатель f/1.6 лучше диафрагмы f/2.4. Для фотоаппаратов и объективов светосила — принципиально важная характеристика. В смартфонах она тоже важна, но отходит на второй план.
Сейчас за качество фотографий с камеры смартфона по большей части отвечают программные алгоритмы. А для их продвинутой работы нужен мощный процессор. Именно по этой причине бюджетники снимают не очень, а флагманы выдают максимально возможное качество. И именно по этой причине, каждое новое поколение смартфонов снимает лучше предыдущего. Да, зачастую сюда вмешивается маркетинг и искусственное ограничение функционала старых смартфонов. Однако и физические параметры камер вкупе с производительностью процессоров не менее важны.
Что такое апертура и почему она важна для камеры телефона
Одной из характеристик смартфонов, которой время от времени начинают хвалиться производители смартфонов, является апертура. Для многих это слово очень непривычно и малопонятно. Особенно запутано все становится тогда, когда вместо апертуры почему-то вспоминают какую-то там светосилу. Вроде буквы и сложили во что-то более привычное, но все равно ничего непонятно. А больше всего вопросов вызывает то, почему чем меньше это значение, тем лучше. Давайте попробуем разобраться в том, чем это хорошо, а чем плохо, и какая вообще должна быть апертура у современного телефона, чтобы его производителю не было за него стадно.
Камера является чуть ли не самым главным элементом смартфона для большинства покупателей.
Что такое диафрагма и число диафрагмы
Термин ”диафрагма” (также известный, как ”число f”) обычно применяют несколько ошибочно. В нашем случае правильно говорить ”коэффициент диафрагмы” или ”число диафрагмы”. Этот термин обозначает отношение фокусного расстояния системы к диаметру входного отверстия камеры.
Это соотношение обычно выражается в виде упрощенной десятичной дроби в которой часто опускают числитель. Например можно встретить ”f / 1,8” или более полное обозначение — ”1: 1,8”. Также можно иногда встретить обозначение F1.8. Этого достаточно, чтобы разбирающийся человек понял, о чем речь.
Почему апертура важна для камер смартфонов?
Чем меньше число диафрагмы, тем больше света сможет достичь датчика изображения. Тут все исходит из определения — чем меньше значение светосилы в числовом выражении, тем больше света попадает на матрицу или пленку. При этом, зависимость является квадратичной. То есть f/2 в два раза лучше, чем f/4, а f/1.4 примерно в два раза лучше, чем f/2.
Разница между значениями диафрагмы в сравнении.
Также стоит понимать, что чем больше светосила и чем больше открыта диафрагма, тем меньше будет глубина резкости. То есть в фокусе будет по сути только объект съемки, а остальной фон будет размыт. Так в серьезных камерах и достигается эффект боке. В смартфонах обычно это делается программно. Поэтому и есть частые ошибки, когда, например, не обрабатывается область волос, ушей или пространство под рукой.
Камера смартфона технически очень похожа на настоящую, но доля программной обработки в ней куда выше.
Если нам нужно, чтобы все было в фокусе, то надо максимально прикрывать диафрагму. В этом случае света на матрицу попадать будет меньше, но в фокусе будет все. Камеры смартфонов обычно автоматически регулируют этот параметр. Если вы хотите решать самостоятельно, что должно быть в фокусе, то надо переходить в другие настройки.
На Android вышло приложение камеры с фотошопом. Как скачать
Может показаться, что значения камеры не сходятся. То есть при светосиле f/2, значение фокусного расстояния может получиться 25 мм, а диафрагмы — 12,5 мм. Едва ли такие значения возможны в случае миниатюрного корпуса смартфона. Все из-за того, что принято указывать эквивалент 35-миллиметровой камеры. То есть полноценного фотоприбора, а не его младшего братика в смартфоне.
Диагональ сенсора камеры смартфона в несколько раз меньше сенсора 35-миллиметровой камеры. В среднем, это примерно в 4-6 раз. Такое отклонение называют коэффициентом кадрирования. Значение 35 мм умножают на этот коэффициент и получают фактическое фокусное расстояние для достижения того же угла обзора.
На картинке такая камера большая, а на деле все измеряется миллиметрами и долями миллиметров.
В реальности получается так, что в смартфоне недостаточное фактическое фокусное расстояние, а именно оно является определяющим фактором красивого размытия. В итоге, для усиления эффекта применяется программная обработка внутри смартфона. То есть говорить о том, что камера какого-то смартфона красиво размывает фон, нельзя. Размывает не она, а ее программное обеспечение. Но почему же тогда меньшее значение ”F” лучше, чем большее?
Смартфоны с камерой под экраном не появятся в этом году. Но когда?
В то время, как размер апертуры оказывает значительное влияние на боке в полноценных камерах, этот эффект незначителен в смартфонах. Это связано с тем, что камеры смартфонов обычно не имеют возможности регулировать размер диафрагмы для использования в качестве творческого варианта дизайна. Но мы вернемся к этой идее позже.
Вместо этого основное внимание уделяется интенсивности света. Например, улучшение с F2.4 до F1.7 означает, что у смартфона в два раза больше доступного света для фотографии. Это в свою очередь позволяет снизить светочувствительность (будет меньше шумов) и уменьшить выдержку (будет меньше смазанности).
Камера Samsung Galaxy S9+ в разных режимах диафрагмы.
Звучит красиво, но в наше время, когда речь идет о небольшой камере, вроде камеры смартфона или экшн-камеры, куда более важно то, как снимок будет обработан программно (добавлено размытие, убраны неизбежные шумы и так далее).
То есть, если взять камеру смартфона с телемодулем, то он имеет куда меньшую светосилу, и это заставляет камеру выставлять намного более высокое значение ISO, что приводит к шумам. Или увеличивать выдержку, что сделает снимок смазанным без использования штатива. Как правило, выбирается первый вариант и дальше начинается магия обработки, которая часто просто портит снимок, ведь значение ISO может повышаться, например, со 100 до 1600 или 3200.
Новости, лайфхаки, советы и технические рекомендации. Чего только нет в нашем Telegram-чате.
В итоге, надо понимать, что когда со сцены вам говорят, что светосила камеры нового смартфона составляет f/1.7, а у конкурента только f/1.8, то это по факту почти ничего не изменит, так как разница слишком мала. В этом случае надо понимать, какой сенсор использует камера и насколько он лучше применяемого у конкурентов.
Вот так наглядно камера выглядит в разных режимах диафрагмы.
Часто производители закупают одни и те же сенсоры у Sony или Samsung, что сводит разницу камер с технической точки зрения вообще к нулю. В этом случае важнее то, как камера обрабатывает изображение, и тут у каждого свои секреты, ведь среди флагманов именно это определяет лидера. Поэтому наверху рейтингов часто стоят одни и те же бренды, хотя другие используют те же сенсоры.
Не ведитесь на уловки маркетологов и красивые цифры, а смотрите на реальный результат и данные независимых тестов.
Диафрагма в камере смартфона: зачем она нужна?
Ещё со времён первого фотоаппарата — камеры-обскура, диафрагма влияла на то, каким получится снимок. Раньше приходилось вручную настраивать диафрагму для получения качественного снимка. После того как появились зеркальные камеры, необходимость в настройках отпала. Камеры стали в автоматическом режиме подбирать настройки уровней экспозиции и яркости.
Какую функцию выполняет диафрагма в камере
Диафрагма является одним из трёх ключевых частей камеры. Основная её функция заключается в контроле количества освещения, которое попадает на основной датчик фотокамеры. Также с помощью неё определяется какие объекты в кадре будут в фокусе, а какие нет.
От диафрагмы зависит насколько ярким или тёмным получится изображение.
Технически, диафрагма открывает объектив камеры. Чем шире это отверстие, тем больше света попадает на датчик и тем ярче становится фотография. Соответственно узкое отверстие делает более тёмные снимки.
Измерение диафрагмы
Диафрагму измеряют специальным числом, которое имеет собственную спецификацию, например, f/2.0. Чем ниже число диафрагмы, тем шире раскрывается отверстие. Данная величина является относительной и не привязана к устройству. Вычисляется она отношением фокусного расстояния к диаметру отверстия входного зрачка камеры. Для камер смартфонов обычно используются диафрагмы в диапазоне от f / 1.7 до f / 2.4.
Диафрагма в камере смартфона
В отличие от фотоаппаратов, в которых предусмотрено изменение величины диафрагмы с помощью замены апертуры, в камере смартфона она статична. Технически она представляет собой пластину с отверстием, расположенную перед объективом камеры. Так как смартфоны обладают небольшим объемом пространства, где можно разместить камеру, то создаются небольшие зрачки камеры и соответственно они расположены близко к объективу. Благодаря короткому фокусному расстоянию увеличивается ширина угла обзора камеры.
От размера диафрагмы меняется величина светосилы.
Чем больше света попадет на сенсор камеры смартфона, тем меньше устройство затрачивает сил на обработку сигнала и улучшение качества картинки.
Это также влияет на количество так называемого «шума» на изображениях. Однако в этом случае важны условия освещения. При ярком освещении через широкую диафрагму проходит большое количество света, что приводит к «засветке». И наоборот при плохом освещении, особенно если съемка ведётся в ночное время суток, камеры, у которых слабая светосила снимают только однотонную черноту.
Конечно, современное программное обеспечение смартфонов позволяет сглаживать недостатки или избыток светосилы, однако всё же следует понимать основные тенденции устройства.
Соотношение диафрагмы и расширения камеры
Широкая диафрагма в камере смартфона не всегда является показателем высокого качества. Данное значение всегда следует рассматривать с показателем разрешение в пикселях. Для камер с высоким показателем разрешения не всегда требуется слишком широкое отверстие объектива, чтобы захватить необходимое количество света. Также следует понимать, что при низком количестве пикселей разрешения и небольшой диафрагме будут возникать проблемы во время съёмки с плохим освещением.
Современные решения для диафрагмы
С развитием технологий каждая компания, выпускающая смартфоны, стремится к уменьшению числа диафрагмы на камере. Если пару лет назад стандартом считались камеры с диафрагмой f/2.4, то современные гаджеты уже выпускаются с числом f/1.8-f/1.7.
Появляются смартфоны с двойной диафрагмой. На таких устройствах пользователь может сам задавать какую диафрагму использовать.
Совет! Если остальные характеристики камеры смартфонов равны, то стоит отдавать предпочтение тем, у которых показатель диафрагмы меньше.
Что такое диафрагма и почему на неё стоит обращать внимание
Камера — одна из ключевых возможностей каждого современного гаджета. Даже те, у кого есть зеркальный или беззеркальный фотоаппарат, точно не смогут поспорить с удобством использования для снимков и роликов именно смартфона, который всегда с собой. Да что там говорить, сегодня качества камеры любого флагманского девайса уже более чем достаточно для съемки подавляющего большинства повседневных моментов. Производители высокотехнологичных мобильных устройств не стоят на месте и продолжают из года в год совершенствовать их фото- и видеовозможности. Одним из главных направлений для развития оказалось увеличение числа камер в одном устройстве — ему на пятки наступает расширение диафрагмы для каждого отдельного модуля. С числом камер все ясно, но что такое диафрагма?
Сегодня продвинутого пользователя сложно удивить размером диафрагмы f/1,8 — не так давно это значение было поразительным даже для полноразмерных фотоаппаратов профессионального уровня, но сегодня оно используется даже в топовых смартфонах. Таким и даже большим значением диафрагмы могут похвастаться iPhone 11, Pixel 4, Huawei Mate 30 Pro, а также многие другие смартфоны. Да, размер диафрагмы становится отличным маркетинговым инструментом для продвижения недешевых гаджетов. Тем не менее, действительно ли он настолько важен для получения по-настоящему качественных снимков? Именно это и обсудим.
Что собой представляет диафрагма и как она связана со светом
Чтобы создать качественную фотографию, нужно получить достаточное количество света. Поэтому для того, чтобы оценить любую камеру, первоначально нужно выяснить, насколько она хорошо подходит для того, чтобы захватывать свет. Первоклассная матрица в паре с безупречным стеклом — эта комбинация гарантирует получение достойной фотографии при использовании полноразмерной зеркальной или беззеркальной камеры. Аналогичное правило, пусть и с некоторыми оговорками, также работает в отношении смартфонов.
С одной стороны, относительно небольшой размер современных гаджетов дает возможность регулярно брать их с собой. С другой стороны, он ограничивает габариты компонентов, которые можно в них установить. Чем меньше линзы и сенсоры, тем меньше света они могут получить — это влияет на качество итоговой фотографии в первую очередь. На рынке уже появлялись смартфоны с аномально большим размером пикселей на матрице: от 1,2 до 1,55 мкм — подобные эксперименты дали возможность получить очень неплохой результат. Вторая часть уравнения по максимальному захвату света — насколько много его может пройти через объектив, чтобы попасть на матрицу. Это количество зависит от размера диафрагмы.
Как разобраться с определением размера диафрагмы в камере
«Привет, Siri, расскажи, что же такое диафрагма!». Диафрагма определяется размером отверстия, через которое свет может попасть на матрицу камеры. Для измерения диафрагмы используется отношение фокусного расстояния к размеру все того же отверстия. Чем меньше значение диафрагмы, тем шире отверстие и, как следствие, большие света может попасть на сенсор камеры. При увеличении количества света растет качество изображения и падает число шумов.
Чем меньше значение диафрагмы, тем шире отверстие, через которое на матрицу камеры попадает свет. При слабом освещении уменьшение значения диафрагмы даст возможность увеличить скорость спуска затвора.
Да, чем меньше размер диафрагмы, тем меньшая выдержка нужна для получения необходимого количества света. Это даст возможность минимизировать размытие деталей в кадре, когда объекты двигаются, снизить последствия дрожания рук — вкупе с оптической стабилизацией изображения все преимущества большого отверстия становятся особенно заметными. В общем, получить действительно качественный кадр с минимальным значением диафрагмы действительно проще.
Сенсор камеры смартфона находится совсем рядом со стеклом — куда ближе, чем в полноразмерных зеркальных и беззеркальных фотоаппаратах. Из-за этого у мобильных устройств заметно более маленькое фокусное расстояние. Исходя из формулы определения значения размера диафрагмы в виде отношения фокусного расстояния к размеру отверстия, это помогает объяснить, почему у современных смартфонов она значительно шире, чем у большинства больших камер. Тем не менее, это необязательно говорит про их преимущество в захвате света.
Когда речь заходит про объективы, фотографы-любители зачастую ассоциируют более широкую диафрагму и минимальную глубину резкости с более приятным и мягким эффектом размытия заднего плана. Тем не менее, это не про смартфоны — в этом плане они отстают вместе с фиксированным размером диафрагмы, небольшим сенсором, расположенным близко к стеклу, а также достаточно широким углом обзора. Про боке на «железном» уровне с ними речь даже не идет.
Камеру смартфона с диафрагмой f/2,2 с точки зрения глубины резкости можно сравнить с полнокадровым фотоаппаратом с диафрагмой небольшого размера — f/13 или f/14. Именно поэтому производители современных смартфонов в вопросе получения эффекта размытия заднего плана больше ориентируются на программное обеспечение, а не аппаратное.
Сенсор камеры у смартфона расположен куда ближе к стеклу, чем у полноразмерного фотоаппарата, поэтому у портативного гаджета может быть куда большее значение диафрагмы, несмотря на небольшой фактический размер отверстия, через которое проходит свет.
В общем, несмотря на то, что большое значение диафрагмы еще не гарантирует качество снимков, оно обеспечивает большее количество света для сенсора, что уменьшает время срабатывания затвора, а это, в свою очередь, уменьшает размытие объектов и снижает число шумов. Значение диафрагмы желательно рассматривать вместе с размером пикселей на матрице, потому что для более крупных точек слишком широкое отверстие для захвата достаточного количества света не так уж важно. Тем не менее, небольшие пиксели на матрице и крохотный размер диафрагмы — залог посредственных снимков, особенно при плохом освещении.
На что влияет качество используемого в камере объектива
Не менее важным компонентом камеры, про который многие часто забывают, является объектив. Конечно, почти каждый производитель использует свой, и все стекла очень сильно различаются по качеству. Да что там говорить, когда у вашего смартфона банально грязное стекло на камере, получить с помощью нее приличный снимок если и получится, то с большим трудом. Собственно, именно этот факт намекает на то, что четкость и прозрачность стекла также самым прямым образом влияет на количество света, которое оно может пропускать на матрицу. А от этого зависит и качество получаемого изображения.
Смартфоны, которые используют камеры с большой диафрагмой, особенно требовательны к конструкции объектива. Некачественное стекло может вызвать искажения, аберрации, эффекты бликов — все это очень часто встречается даже на флагманских моделях. А все из-за того, что свет куда сложнее сфокусировать в заданной точке, когда он проходит через более широкое отверстие, поэтому при изготовлении линз нужно проявлять еще большее внимание к качеству стекла. Аберрационное искажение как раз связано с целым рядом проблем, которые возникают, когда объектив не может достаточно точно сфокусировать точку света. Смартфоны, в камерах которых используется широкая диафрагма, по определению хуже фокусируются на определенной сцене, чем гаджеты с более закрытой диафрагмой.
У аберрационного искажения может быть огромное число эффектов. К ним, к примеру, относится сферическая аберрация, которая характеризуется пониженной четкостью и резкостью. Встречается также размытие и искажение, потеря фокуса на краях, выпуклость или вогнутость изображения, разделение белого цвета. Словом, вариантов масса.
Объективы камер — да, это, в том числе, касается смартфонов — состоят из нескольких корректирующих слоев, которые предназначены для правильной фокусировки света и уменьшения аберрации. У более дешевых объективов таких слоев меньше, поэтому и проблем больше. Более того, на качество получаемого изображения также ощутимо влияют материалы, из которых изготавливается объектив. Если у объектива большое число корректирующих слоев и стекло максимально прозрачное, то и вопросов к получаемому изображению будет заметно меньше. Кстати, такие объективы фотографы обычно называют быстрыми.
Чем больше размер диафрагмы, тем сложнее точно сфокусировать свет, поэтому производители должны более трепетно относиться к качеству используемого объектива.
Жаль, о качестве объектива практически невозможно судить по номеру или другому обозначению в спецификации — да что там, большинство производителей вообще не указывает все это. Этот вопрос делает разговоры о ширине диафрагмы и размере пикселей заметно более сложным, ведь любые удешевления в производстве объективов делают все остальные потуги практически бесполезными. К счастью, на рыке смартфонов сейчас достаточно компаний, которые делают действительно качественную оптику, — в их числе Zeiss, Leica и другие.
В общем, качество линзы не менее важно, чем другие особенности камеры, которые обсуждались выше. Хороший объектив может быть даже более важен, чем все остальные качественные характеристики камеры. К сожалению, их очень сложно оценить без реального тестирования камеры.
Как диафрагма и все сопутствующее влияет на качество фото
Подводя итоги, нужно отметить, что диафрагма — не лучший показатель, который подходит для оценки камеры смартфона. Как и в других областях, связанных с фотографией, при принятии решения о покупке показатель размера диафрагмы не очень полезен сам по себе — в отрыве от остальных нюансов. Тем не менее, широкое отверстие, через которое на матрицу попадает свет, увеличивает качество фото при низком освещении и дает возможность уменьшить выдержку без потери качества.
Если вы занимаетесь постановочной креативной съемкой, то широкая диафрагма не даст вам слишком много действительно важных возможностей — вы просто сможете получать более качественные фотографии. Заменить объектив не получится, размер сенсоров также оставляет желать лучшего — да, ни о каком размытии заднего плана без нейронных сетей не может быть даже речи. Чтобы как-то разнообразить процесс съемки, можно разве что использовать телевик или ультраширокоугольную камеру — вариантов не так много.
Тем не менее, в конце концов, небольшие сенсоры смартфонов особенно чувствительны к слабому освещению, а более широкая диафрагма в сочетании с объективом высокого качества должны ощутимо снизить количество шумов и улучшить качество картинки.