Мегапиксели не решают: почему не стоит смотреть на мегапиксели в камерах современных смартфонов
Мегапиксель (Мп) – параметр камеры, который маркетологи взяли на вооружение, начиная еще с нулевых годов. Уже тогда владельцы телефонов начали проводить четкую параллель между качеством камеры и количеством ее Мп. Однако в современных смартфонах эта характеристика уж сильно переоценена, и в данном материале я объясню почему.
Что такое мегапиксель и как он устроен
Если не производить математических расчетов и излагаться простым языком, то 1 мегапиксель = 1 миллион пикселей, расположенных на матрице камеры телефона или любого другого устройства. Отдельный пиксель представляет собой небольшую квадратную ячейку со своим цветным фильтром (красный, зеленый или синий). При этом 1 пиксель может улавливать только свой спектр, и в зависимости от количества фотонов этого спектра уже определяет его яркость.
Почему слишком много мегапикселей – плохо
Основная проблема даже не в том, что количество Мп увеличивается почти в геометрической прогрессии, а в том, что размер самой матрицы при этом остается неизменным. Чем выше плотность пикселей, тем меньше их размер. Это значит, что каждый пиксель получает намного меньше фотонов цвета и не может в полной мере передать цветовую палитру на экран. Этот же недостаток света приводит к тому, что при съемке в комнате или сумерках матрица просто перестает различать объекты, смывая их контуры и добавляя шумы. Именно поэтому важно не количество мегапикселей, а их грамотное соотношение с размером самой матрицы. Тогда камера сможет выдавать детализированную и «сочную» картинку без сильной зависимости от освещения.
Есть ли положительные стороны у такого формата
Золотая середина «честных» мегапикселей (подробнее о них позже) – 12 Мп. Именно столько используются на последних моделях лидеров рынка в этой дисциплине – iPhone. Несмотря на 12-мегапиксельный формат снимки на iPhone получаются даже более качественными (особенно в плане цветопередачи и при слабом освещении), чем у флагманских китайцев на 64 и даже 108 Мп.
Однако это не говорит, что у подобных камер нет никаких преимуществ. Здесь к ним можно отнести само разрешение и перспективу такой архитектуры матрицы. Высокое разрешение позволяет добиться отличной детализации кадров при просмотре на сверхширокоформатных дисплеях, при распечатке огромных баннеров или цифровом зуме, что очень важно при постобработке фото или видео. Для рядового пользователя это преимущество вряд ли можно назвать весомым, так как почти никто профессионально контент не обрабатывает, баннеры не печатает, да и вообще в основном отправляет фото в мессенджерах и соцсетях в ужатом формате – 1 Мп. К слову, формат 4К-разрешения требует всего 8 Мп, поэтому никому значения в 32, 64 и более Мп вообще не нужны.
Вопрос перспективы такой архитектуры намного более актуален. Сейчас все больше качество фото и видео зависит от постобработки, то есть программного улучшения с помощью алгоритмов и нейросетей. Сюда относится коррекция цвета, контрастность, стабилизация и дорисовка кадров во время видео, дорисовка отдельных элементов и так далее. При качественной постобработке, картинки с многомегапиксельной матрицы получаться намного четче и детализированной, не отставая плане цветопередачи и других параметров. Вопрос лишь в том – кому нужна такая детализация, ведь на обыкновенном экране она не раскроется, а сам файл будет занимать слишком много места в памяти.
Что такое «честный» мегапиксель
Как я уже указывал выше, каждый отдельный пиксель улавливает один из 3 цветовых спектров. Причем пикселей, улавливающих зеленый спектр присутствует в 2 раза больше, так как человеческий глаз воспринимает его лучше остальных. И того у нас 4 отдельных пикселя с разными цветами, которые образуются в 1 «честный», то есть универсальный пиксель, способный в полной мере улавливать все спектры. Это значит, что цветовое разрешение мы делим на 4 и получаем фактическое. При 48 Мп этот параметр составляет те же 12 Мп, считающиеся оптимальным значением. Если мы возьмем черно-белую матрицу на 48 Мп и цветовую на 48 Мп, то первая выдаст детализацию в 4 раза лучше, так как там пиксели не делятся по спектрам.
Биннинг, или как хитрят производители
Есть у производителей и еще один хитрый прием, который позволяет рисовать такие баснословные значения, как 64, 100 и даже 200 Мп – биннинг. Это технология, которая объединяет сразу несколько пикселей под один цветовой фильтр, образуя большой светочувствительный пиксель в одном спектре. Объединяться могут 4, 9 16 и более пикселей одновременно. Как правило, чем больше Мп, тем больше пикселей объединяется, уравнивая значение к тем же 12 Мп, а то и меньше. При этом они не разъединяются при достаточном количестве света, делая картинку более детализированной, как некоторые утверждают. Просто отдельные пиксели могут воспринимать интенсивность света по зонам, что повышает диапазон яркости. А детализация в подобных камерах доводится уже программной постобработкой, то есть встроенными алгоритмами.
Подведем итоги
Большое количество мегапикселей в камере без их сопровождения качественным исполнением матрицы, хорошей оптикой и программной доработкой идет лишь во вред. При соответствии же всех перечисленных факторов разрешение матрицы может дать незначительный прирост к качеству фото и видео. Однако этот прирост никак не пропорционален количеству Мп. Если у вас нет желания разбираться в технических тонкостях каждой отдельной камеры смартфона, то стоит изучить практические тесты и сравнения их друг с другом, а не смотреть на этот поверхностный параметр.
Вся правда о мегапикселях. Сколько их должно быть в камере смартфона
С тех пор, как камера в смартфонах стала важнее функции звонков, производители предлагают пользователям все больше мегапикселей. Давайте разбираться, так ли уж важны мегапиксели для качества фото. Нужно ли камере смартфона 48, 64 или даже 108 мегапикселей? И если да, то почему в камерах iPhone всего 12 МП, а фото получше конкурентов?
“Мегапиксельные войны”, одно время казалось, что угасли. Но вот Xiaomi выпускает смартфон с камерой 64 Мп. А другие производители обещают “дикие” 108 Мп в камерах смартфонов 2020 года.
Что такое мегапиксели?
Термин “мегапиксели” относится к разрешению или деталям изображения, снятого камерой. Это количество отдельных пикселей, из которых состоит фото. Мега – это префикс, который означает “миллион”. Таким образом, матрица камеры с разрешением 24 Мп, состоит из 24 миллионов пикселей. Поразительное число!
Пиксель – это очень маленькая точка, содержащая визуальные данные. Многие из этих пикселей, размещенных в непосредственной близости друг от друга, составляют конечное изображение. Чем больше пикселей у вас есть, тем более детальным будет ваше изображение. Поэтому, в теории, фотографии камеры с разрешением в 20 мегапикселей могут выглядеть лучше, чем с камеры в 12 мегапикселей.
Значит, чем больше мегапикселей, тем лучше качество изображения?
Нет. По крайней мере, не полностью. Есть и другие характеристики камеры смартфона, которые непосредственно влияют на качество изображения. Например тип сенсора, размер пикселя и апертура.
Гонка за мегапикселями, кстати, началась не в смартфонах. Моду на них задали цифровые фотоаппараты. Потребители зацикливались на идее, что большее количество мегапикселей означает лучшее качество снимков. И с фотоаппаратами это работало. Ведь они не всегда гнались за миниатюризацией. А значит, большее количество мегапикселей не означало уменьшение размера отдельного пикселя.
Большой сенсор камеры цифрового фотоаппарата, как правило, означает большее разрешение (количество тех самых мегапикселей). Все потому, что вы можете поместить больше пикселей. Большие сенсоры фотоаппаратов также лучше работают в условиях низкой освещенности с меньшим количеством цифрового шума.
Подобно тому, как большое ведро может улавливать больше воды под дождем, большие пиксели способны улавливать больше света. Чем больше света может улавливать датчик с большими пикселями, тем лучше камера работает в условиях низкой освещенности.
Почему в камерах смартфонов большее количество мегапикселей не значит лучшее качество?
Если вы заметили, в смартфонах растет количество мегапикселей, а вот сами камеры остаются примерно тех же размеров. Вот и получается, что производители, чтобы вместить больше мегапикселей на той же площади, уменьшают размер пикселя! Таким образом, вместо 12 миллионов больших пикселей (12 Мп) на матрице размером 1/2,55 дюйма, вы получите 20 миллионов (20 Мп) маленьких пикселей на матрице того же размера.
И 12-мегапиксельная камера, в итоге, может делать снимки лучше, чем 20-мегапиксельная камера. Ведь ее большие пиксели ловят больше света!
Роб Лейтон (Rob Layton), преподающий мобильную журналистику и профессиональную фотосъемку на мобильные в Университете Бонда на Золотом Побережье (Bond University on the Gold Coast, Австралия) в этой теме разбирается! “На самом деле, когда речь заходит о соотношении между количеством мегапикселей смартфона и качеством изображения, это вопрос качества, а не количества”, – сказал профессор.
“Старый маркетинг подпитывает миф о том, что чем больше мегапикселей в камере смартфона, тем лучше качество изображения. Но это не всегда так… Размеры сенсора, обработка изображения, вычисления в нейронных сетях и машинное обучение, – все это гораздо более критично для современных фото,” – говорит мистер Лейтон. – “Сенсоры, которые больше, будут давать изображения лучшего качества, чем камеры с большим количеством пикселей, меньшего размера и не способных поглощать столько света”.
Так сколько же мегапикселей достаточно для смартфона?
Это похоже на вопрос, сколько кирпичей достаточно, чтобы построить дом. Это зависит от размера дома, размера кирпича и дизайна дома, который вы строите.
То же самое касается и мегапикселей в камерах смартфонов. Все зависит от размера сенсора (дома), размера пикселей (кирпичей) и того, что производитель хочет для камеры (дизайн).
Например, если компания, производящая смартфоны, решит, что хотела бы, чтобы камера больше фокусировалась на светочувствительности, чем на изображениях сверхвысокого разрешения, то на их сенсоре будет меньше пикселей. При этом сами пиксели будут большего размера.
Другими словами, если сравнивать два смартфона с камерами одинаковой площади, то телефон с 12-мегапиксельной камерой мог бы иметь лучшую светочувствительность. И, следовательно, более яркие фотографии с меньшим шумом, чем у камеры с 20-мегапиксельной камерой. В то же время, 20-мегапиксельная камера будет иметь более детальную картинку, хотя, возможно, несколько более шумную.
Количество мегапикселей, которое можно считать достаточным, в действительности зависит от вас и от того, что вы хотите сделать со своими фотографиями. Хотите очень высокую детальность при увеличении, чтобы распечатать плакат, гонитесь за мегапикселями. Но не забывайте, что вы будете зависеть от условий съемки, освещенности и т.п.. А если вам нужна камера, которая отлично снимает и в сумерках, и днем, и ночью – смотрите на камеры около 12Мп, как на айфонах.
Если честно, смартфонам не нужно иметь 40 и более мегапикселей. Даже 20 Мп – это много.
Зачем смартфонам дополнительные камеры и сколько у них должно быть мегапикселей?
Возьмем, к примеру, Huawei P30 Pro. Существует огромная разница в мегапикселях между тремя задними камерами. Основная камера может похвастаться разрешением 40 мегапикселей, в то время как ультраширокороткоугольная камера имеет только 20 мегапикселей. У третьей камеры всего 8 мегапикселей. Все дело в том, что дополнительные камеры решают другие проблемы. Их важная характеристика – не разрешение, а апертура, объектив и т.п.
Что лучше – камера смартфона или цифровой фотокамеры?
Обычная цифровая камера с разрешением 24 Мп будет снимать фотографии лучшего качества, чем любой смартфон с таким же разрешением. Почему? В основном из-за заметно большего сенсора камеры. Просто положите рядом фотоаппарат и смартфон и сравните диаметр объективов!
Типичный полнокадровый сенсор DSLR имеет размер 36 мм х 24 мм. В то время как у среднего сенсора смартфона размеры около 5,5 мм х 4 мм в зависимости от производителя. Это означает, что полнокадровый сенсор цифровой камеры имеет площадь, которая примерно в 40 раз больше, чем у датчика смартфона.
Как уже упоминалось ранее, более крупные пиксели улавливают больше света. И поэтому могут давать лучшие результаты, чем маленькие пиксели.
Так неужели мегапиксели не имеют значение?
Количество мегапикселей в вашем смартфоне имеет значение. Однако мегапиксели – это не единственная характеристика камеры. Помните, что такие вещи, как размер сенсора и размер пикселей не менее важны. А еще компании придумали технологию, когда 48-мегапиксельная камера ведет себя как 12-мегапиксельная. Прочитайте ниже, для примера, как Sony создала один из самых популярных сенсоров для смартфонов IMX586 с разрешением 48 Мп.
48 Мп камера в смартфоне – победа количества над качеством
Наиболее часто используемым в смартфонах 48-мегапиксельным сенсором на сегодняшний день является Sony IMX586, представленный в июле 2018 года. Компания Sony признает наличие проблем.
“Как правило, миниатюризация пикселей приводит к низкой эффективности сбора света на пиксель, что сопровождается падением чувствительности и объема сигнала насыщения”, – говорят в японской компании.
Далее компания объясняет, как она справляется с этими присущими мобильным камерам проблемами. 8-миллиметровый сенсор содержит пиксели размером всего 0,8 микрона, но в условиях низкой освещенности четыре окружающих пикселя добавляются для создания пикселя размером 1,6 микрона, который получает, в итоге, больше света. В результате получается яркий 12-мегапиксельный снимок без шума. Специальная технология обработки сигнала внутри датчика увеличивает динамический диапазон для 48-мегапиксельных снимков в течение дня.
Правда, что мегапиксели влияют на качество фото?
На дешевых кнопочных телефонах по-прежнему используются камеры с разрешением 0,3 Мп, у топовых моделей смартфонов установлены сенсоры на 108 Мп. Казалось бы, всё очевидно: чем больше мегапикселей, тем лучше снимает камера. Да? Но нет!
Что такое пиксели
Давайте представим матрицу в камере смартфона. Это площадка небольшого размера, усеянная фотодиодами (пикселями). Они преобразуют свет в электрический заряд, который затем превратится в цифровое фото.
Как устроена матрица
Если в камере смартфона 12 млн фотодиодов, значит сенсор имеет разрешение 12 мегапикселей (то есть 12 миллионов пикселей).
Какое разрешение камеры смартфона лучше
При просмотре на экране смартфона двух снимков, например с разрешением 48 Мп и 12 Мп, разница будет минимальна. Но есть случаи, когда количество мегапикселей играет важную роль.
Если вы распечатываете снимки со смартфона. Чтобы распечатать снимок формата 8 x 10 дюймов (20,32 x 25,4 см) с высокой плотностью пикселей 300 точек на дюйм, достаточно сенсора на 7,2 Мп. Но вот для фото формата 11 x 14 дюймов (27,94 x 35,56 см) нужно уже 13,9 Мп.
Плотность пикселей в 300 точек на дюйм гарантирует, что вы не разглядите отдельных пикселей на распечатанном фото с расстояния около 30 см.
Пример работы 4-кратного цифрового зума. Темная область по краям — это исходное изображение без кадрирования
Если вы часто пользуетесь цифровым, гибридным зумом или кадрированием. Цифровой зум работает так же, как и кадрирование: вырезает часть фото. И чем больше разрешение снимка, тем больше деталей сохранится. Если вы часто зумите или кадрируете снимки, ставьте режим с максимальным разрешением фото.
Еще разрешение камеры влияет на гибридный зум. 10-кратное увеличение смартфоны делают без потери качества с помощью отдельной телефотокамеры. Например, такая есть в Galaxy S21 Ultra 5G и Huawei P40 Pro Plus. Но когда речь заходит о стократном увеличении, применяется гибридный зум: 10-кратное увеличение — без потерь, а остальное приближение достигается вырезанием фрагмента фото. Как и в случае с цифровым зумом, чем больше разрешение камеры, тем лучше.
Что такое мегапиксели в фотоаппарате
Производители часто указывают мегапиксели, как одну из основных характеристик фотоаппаратов. Новые модели соревнуются в их количестве. Если раньше на кропнутых зеркальных фотокамерах максимальное число мегапикселей равнялось 18, сейчас это число доходит до 24. Что такое мегапиксели в фотоаппарате, на что влияет их количество, какой показатель является рабочим, и может ли ухудшить качество фотографии их чрезмерное количество.
Что такое мегапиксели и их размер
Один мегапиксель (Мп) состоит из миллиона пикселей, маленьких квадратиков, которые выглядят как крошечные точки. Фотография представляет собой сплошную сетку, сотканную из пикселей. Достаточное количество этих квадратиков улучшает качество изображения, увеличивает его разрешение. Ведь пиксель — это основной элемент, из которого состоит цифровое изображение. Не существует величины меньше пикселя. Например, миллипикселя или 0,5 пикселя. Однако они могут отличаться по размеру.
Большинство современных фотоаппаратов имеет достаточное количество мегапикселей. Как правило, не меньше 15. Когда в фотоаппаратах было 3-4 Мп, их увеличение, хотя бы на один, было очень заметно. Сейчас имеющегося числа вполне достаточно для печати фотографий очень большого размера, и новое увеличение этого показателя больше похоже на маркетинговый ход, чем на необходимость.
На что влияют мегапиксели
От количества Мп в матрице фотоаппарата по сути зависит качество распечатанных фотографий. Снимки большой выглядят детализированней при достаточном количестве мегапикселей. Однако это не единственный показатель, нужный для печати необычно крупных фотографий. Также важны характеристики сенсора фотокамеры и настройки диафрагмы (апертуры).
Важно знать, что пиксели могут отличаться размером. Например, в одной камере может быть 12 Мп большого размера, а в другой – 24, но более маленьких. Слишком мелкие пиксели способны вобрать в себя только небольшое количество света. Оставшийся свет перемещается к соседним пикселям, создавая на фотографии неприятный цветовой шум. Поэтому важно не только количество мегапикселей, но и размер самой матрицы. Если последняя слишком маленькая и на нее пытаются вместить как можно больше пикселей, качество фото только ухудшится. Чем больше размер матрицы, тем больше света она воспринимает. В итоге снимки имеют больше деталей и больший угол обзора.
Какое оптимальное количество
Достаточное число пикселей зависит от потребностей пользователя фотоаппарата. Также стоит помнить, что на качество влияют многие технические показатели фотоаппарата, в том числе размер матрицы, выбранный объектив и, конечно, настройки камеры.
Чем больше разрешение матрицы, тем качественнее получатся напечатанные в большом размере снимки и тем больше возможностей для последующей обработки фотографии в фоторедакторе.
- Тем, кто в принципе не печатает и не обрабатывает фотографии, а смотрит их только на цифровых устройствах и выкладывает в сеть, вполне хватит даже 5 Мп;
- Если снимки подвергаются пост обработке, их разрешение несколько уменьшается. Особенно при кадрировании. Значит, чтобы обработать фото и сохранить приемлемое качество для их просмотра на компьютере и печати фотографий небольшого размера, нужен фотоаппарат с 7 Мп. При таком показателе разрешение снимков будет около 3072 на 2304 пикселей. Значит, можно будет смело их обрабатывать, убирать ненужные объекты по краям, не ухудшая итоговые кадры. После этого можно распечатать снимки размером 10 на 15 и даже 20 на 30;
- Тем, кто предпочитает более детализированные снимки, лучше приобретать фотокамеры с разрешением матрицы не менее 12 Мп. Такой фотоаппарат позволит получать кадры, в которых видна каждая деталь, а затем увеличивать и кадрировать их при необходимости. Однако такие фотокамеры стоят дороже, поэтому стоит взвесить все за и против. А также решить, так ли необходима сильная детализация для любительской съемки.
Профессионалам, безусловно, нужны камеры с разрешением не менее 12 Мп. А вот показатель разрешения больше 20 мегапикселей не особенно востребован даже в профессиональных кругах. Это больше рекламные трюки производителей.
Более того, фотографы, проводившие сравнение, указывают на избыточность 24 мегапикселей для фотоаппаратов с кропнутой матрицей. Объективы не справляются с таким количеством пикселей, появляется больше цифрового шума, кадры медленнее обрабатываются из-за большого веса. К тому же, на снимках при 12 и 24 Мп практически идентичная детализация.
Стоит ли гнаться за большим количеством мегапикселей
Профессионалы не советуют гнаться за максимальным количеством пикселей в фотоаппарате. Важнее определиться со своими целями. Для чего приобретается фотокамера: для бытовой съемки, работы в газете или журнале, участии в выставках, съемке портретов, репортажей или торжеств. Для каждой цели понадобится свое количество мегапикселей матрицы фотоаппарата.
Собираясь создавать фото для семейного альбома и соцсетей, не стоит платить лишнее за технику с огромным разрешением снимков. К тому же, на качество больше повлияет физический размер матрицы. Именно на этот показатель лучше обратить свое внимание. При этом техника с большой матрицей будет дороже, тяжелее, объемнее, чем простой любительский компактный фотоаппарат. Такую технику неудобно будет постоянно носить с собой, чтобы запечатлеть неожиданно возникшие интересные кадры.
Вредит ли большое число мегапикселей качеству снимков
Увеличение разрешения матрицы может ухудшить резкость кадров даже при использовании качественного объектива.
Это звучит странно, но имеет логическое объяснение. Если физический размер матрицы не увеличивается, а количество мегапикселей становится больше, их размер становится меньше. Это делает их менее чувствительными к свету и повышает их нагрев друг от друга, увеличивая количество цифрового шума. Хотя, технологии не стоят на месте и производители научились снижать уровень шума даже при уменьшении размеров пикселей.
Однако есть и другая опасность – появление дифракции. При прохождении потока света через малое отверстие диафрагмы он как будто распыляется, как спрей. Чем сильнее закрыта апертура (диафрагма), тем под большим углом происходит это распыление. Так четкая точка становится размытой. И чем меньше открыта диафрагма, тем размытие становится сильнее. Хотя обычно закрытая диафрагма дает максимально четкую детализацию.
Мегапиксели в фотоаппарате отвечают за разрешение фотографий. Выбирая технику, следует заранее решить, для каких целей она будет использоваться. Если в планах фотографа нет печати фотографий очень крупного размера, в профессиональных целях, или серьезной постобработки в фоторедакторе, то количество пикселей не играет особой роли. В таком случае, возможно, не стоит переплачивать за более дорогие модели. При этом важно обратить внимание на другие технические характеристики фотоаппарата. В первую очередь на размер матрицы. А также научиться его правильно настраивать. Так, даже при среднем количестве мегапикселей будут получаться интересные и качественные фотографии.
Понравилось? Поделитесь с друзьями и оцените запись:
(10 оценок, среднее: 3,50 из 5)