Снимай, как профи: изучаем режим PRO в камере смартфона
Обычно возможностей автоматического режима камеры смартфона хватает для получения приличных любительских фотографий. А вот в необычных условиях автоматика «пасует». Фото получается размытым, темным или с неестественными цветами. Часто проблему можно решить. Для этого надо вручную выставить параметры камеры в режиме PRO. Как это сделать? Подробности — в нашем материале.
Режим PRO (также часто называемый «ручным») позволяет самому выставить параметры съемки — ISO, фокус, экспозицию и баланс белого. Иногда еще диафрагму и выдержку. Но смартфоны смартфонам рознь. На одних фотографии получаются сочные и четкие, а на других — без слез не взглянешь. Даже при одних и тех же параметрах режима PRO.
От чего зависит качество снимка
Качество современной цифровой камеры складывается из трех составляющих.
- Оптика. Чем качественнее оптика, тем меньше размывается и искажается изображение — и тем больше света попадает на матрицу.
- Матрица. Чем больше размер матрицы, ее разрешение и динамический диапазон, тем ярче и четче будут фотографии. Даже в условиях плохого освещения. Чем больше быстродействие матрицы, тем более динамичные сцены можно снимать без размытия.
С процессором и ПО на большинстве смартфонов все более-менее неплохо. Если, конечно, мы исключим совсем уж бюджетные модели. А вот оптика и матрица могут сильно отличаться на разных моделях — даже у одного производителя.
У одних оптика представляет собой пару неподвижных пластиковых линз. У других — набор стеклянных линз с изменяемым фокусным расстоянием, с диафрагмой и механической стабилизацией. Качество снимков будет отличаться соответственно.
Чтобы определить качество камеры смартфона, можно воспользоваться сторонним рейтингом DXOMARK. Составители рейтинга проводят комплексные испытания смартфонов. В своих тестах они оценивают параметры камер: экспозицию, цветопередачу, скорость и точность автофокуса, шумность. Из полученных баллов формируется рейтинг камеры смартфона. Правда, попадают в этот рейтинг далеко не все модели.
Впрочем, качество снимка зависит не только от камеры. Чем больше света попадает на матрицу, тем более детальным и контрастным будет изображение. Так, низкую светочувствительность матрицы иногда можно компенсировать хорошим освещением сцены.
Добавьте света — и даже бюджетный смартфон покажет неплохие результаты в автоматическом режиме съемки.
Чем хуже освещение, тем сильнее показатели камеры влияют на качество снимка. В автоматическом режиме при низкой освещенности фотографии часто выходят плохими. Ручной режим иногда может помочь. Но надо понимать, какой параметр за что отвечает.
Этот параметр отвечает за качество фотографии при плохом освещении. Термин перешел от пленочных фотоаппаратов. В них использовались пленки разной светочувствительности. От ISO40 для съемки в яркий день на открытом воздухе, до ISO1600 для съемки в темных помещениях. Чем выше светочувствительность пленки, тем крупнее были частицы нанесенной на нее фотоэмульсии. И тем зернистее получались фотографии.
В цифровых камерах фотоэмульсии нет. Значение ISO говорит лишь о степени усилении сигнала с матрицы. Но все-таки некоторое сходство с пленкой есть. Чем выше усиление, тем больше проявляются шумы матрицы. Изображение становится зернистым и нечетким. Насколько сильными будут шумы — зависит от изначальной светочувствительности самой матрицы. Чем она больше, тем выше максимальное ISO камеры. Это влияет на качество фотографий, сделанных при плохом освещении. Профессиональные камеры имеют максимальное ISO на уровне сотен тысяч.
У камеры обычного смартфона максимальное ISO редко превышает 400. У камерафонов может доходить до нескольких тысяч.
Увеличение ISO может помочь при плохом освещении. Но тогда шумы на фотографии становятся хорошо различимы. Если это неприемлемо, лучше попробовать другие способы «осветления» фотографии.
Выдержка (S)
Выдержка — это время, в течение которого происходит съемка кадра. Выдержка измеряется в секундах и в долях секунды. Например, ½, 1/16, 1/1000 и т.д.
На многих полноразмерных камерах выдержка регулируется механическим затвором, открывающимся на короткий промежуток времени. На смартфонах затвор обычно электронный. Это значит, что считывание информации с матрицы идет в течение какого-то отрезка времени.
Чем меньше выдержка, тем меньше успеет за это время измениться окружающий мир. Поэтому маленькая выдержка хороша для съемки динамических сцен.
Еще маленькая выдержка позволяет снимать с рук без штатива. Изображение просто не успевает смазываться. Но у маленькой выдержки есть недостатки:
- Чем меньше выдержка, тем меньше света успевает попасть на матрицу. Если светочувствительно матрицы слабая, изображения получатся темными.
- Электронный затвор при маленькой выдержке искажает фотографии. Считывание с матрицы не происходит мгновенно. Пока оно идет, сцена может немного измениться. Эффект особенно сильно проявляется на медленных недорогих матрицах.
При долгой выдержке все наоборот. Света попадает больше, некоторые камеры позволяют снимать даже ночью. Но любые движения (что объектов, что самой камеры) смазывают изображение.
Долгая выдержка может выручить при недостатке освещения. Но лучше снимать с помощью штатива или стабилизатора, а движение в кадре исключить вовсе.
С другой стороны, иногда размытие при долгой выдержке используется в качестве художественного приема.
А еще очень долгая выдержка позволяет «убрать» из кадра все движущиеся объекты.
Апертура и диафрагма (F)
Апертура объектива определяет световой поток, попадающий на матрицу. Чем она больше, тем больше света попадет на матрицу за один и тот же промежуток времени. Проще говоря, это размер отверстия, через которое свет проникает в камеру. У топовых камерофонов размер этого отверстия можно менять — изменять диафрагму. При слабом освещении ее можно открыть максимально. При сильном, наоборот, прикрыть. Это позволяет добиться стабильного результата в различных условиях. Кроме того, изменение диафрагмы меняет глубину резкости. Чем больше диафрагма, тем сильнее размываются предметы, которые не в фокусе.
Экспозиция (EV)
Экспозиция — это количество света, попадающего на матрицу. Она зависит и от выдержки, и от диафрагмы.
Немалая часть мастерства фотографа заключается в том, чтобы правильно подобрать выдержку, диафрагму и экспозицию.
Изменение одного параметра ведет к изменению других. Иначе кадр станет слишком темным или слишком светлым. То есть, недоэкспонированным или переэкспонированным. В автоматическом режиме экспозиция выставляется по центру экрана или по заданной области, если ткнуть в нее пальцем.
В ручном режиме экспозиция фиксированная, но ее можно корректировать. Нужно нажать «+» или «-».
Камера сама подберет нужные значения параметров. Можно заблокировать один из параметров для проявления какого-то эффекта. Например, короткую выдержку для съемки динамической сцены. Тогда экспокоррекция будет менять только ISO и диафрагму, оставив выдержку нетронутой.
Но у многих смартфонов диафрагмы нет, поэтому при заблокированной выдержке меняться будет только ISO.
Фокус (AF/MF)
Применительно к камерам фокус обозначает фокусировку. То есть — выделение объекта съемки, который должен получиться максимально четким. В автоматическом режиме камера сама выбирает этот предмет — обычно из находящихся в центре экрана. Если в фокусе должен быть другой предмет, можно помочь камере, указав его на экране пальцем. Так работает режим автофокуса (AF).
В ручном режиме фокусное расстояние можно менять вручную (MF). Это может потребоваться для получения художественного эффекта — если нужно размытое изображение.
Еще ручной фокус пригодится при съемке предметов с однотонной неконтрастной поверхностью. Автофокус не может «зацепиться» за такой предмет и фокусируется на чем-нибудь другом с большей контрастностью.
Баланс белого (WB)
При искусственном освещении цвета на фотографии часто становятся неестественными. Кадр желтеет при освещении лампами накаливания и синеет при освещении светодиодами холодного цвета.
Изменение баланса белого позволяет убрать этот эффект. В автоматическом режиме камера сама выставляет этот параметр, но иногда ей это не удается. Тогда можно скорректировать баланс белого вручную, убрав нежелательный оттенок.
Использование ручного режима в разных условиях
Спорт
Спортивные съемки — это, прежде всего, высокодинамичные сцены. Чтобы движения в кадре не смазывались, выдержка должна быть минимальной. Экспозицию лучше «ловить» другими доступными параметрами. К счастью, со светом на спортивных мероприятиях обычно проблем нет.
Съемка ночью
Ночные съемки производятся на долгой выдерже. Насколько долгой — зависит от чувствительности матрицы и максимальной выдержки смартфона.
ISO лучше выставить по минимуму (для снижения шумов). Выдержку увеличивать до тех пор, пока кадр не станет достаточно светлым. Снимать только со штатива — выдержка может занимать до нескольких минут. В это время любое движение камеры смажет кадр.
Съемка при слабом освещении
Здесь на помощь может прийти ручной режим. Если съемка происходит с рук (или в кадре много движения) попробуйте уменьшить выдержку, а экспозицию поправить с помощью ISO.
Если же снимаете со штатива и желаете уменьшить шум — снимайте с меньшим ISO, увеличивая выдержку.
Съемка при достаточном освещении
Если кадры статичны — поставьте минимальное ISO. Это даст наилучшее качество кадра. Если кадры получаются смазанными, увеличьте ISO. Выдержку можете оставить на автомате.
Портрет и макро при достаточном освещении
Автоматический режим хорошо «заточен» под съемку отдельных объектов (особенно — портретов). Попытки ручного выставления настроек скорее испортят кадр. Если камера фокусируется «не туда», помогите ей, указав пальцем объект съемки.
Выводы
При достаточном освещении автоматический режим обычно справляется со съемкой неплохо. Но при необычных условиях или для создания специальных эффектов ручной режим может помочь.
О насущном. Почему камера телефона искажает лицо и как это исправить
Объектом съемки камер наших смартфонов нередко становятся люди. И, если вы когда-нибудь пытались фотографировать лица друзей или знакомых вблизи, то наверняка замечали, как на снимке искажаются пропорции. Нос становится огромным, да и сам человек будто набрал несколько килограммов лишнего веса. Ваш телефон тоже искажает лицо? Тогда не спешите винить устройство, а лучше узнайте, как правильно фотографировать людей, в чем вам поможет сегодняшний материал.
#android #ликбез #новичкам #камера
Камера искажает лицо, если мы фотографируем человека вблизи, но это можно исправить
Содержание
1. Почему камера искажает лицо
2. Как правильно фотографировать людей
2.1 Зачем нужна портретная камера в смартфоне
3. Что делать, если камера зеркалит
Почему камера искажает лицо
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно познакомиться с таким понятием фокусного расстояния камеры. Данный параметр представляет из себя отрезок от матрицы до собирающей линзы и измеряется в миллиметрах. Характеристика является относительной. То есть фокусное расстояние 26 мм в описании камеры — не равно физическим 26 мм.
Относительное (эквивалентное) фокусное расстояние влияет на угол обзора и силу приближения объекта съемки. Чем меньше это значение, тем шире угол и дальше объект, который мы фотографируем. Для понимания: если основная камера смартфона имеет фокусное расстояние 26 мм, то для двукратного приближения нам нужно 52 мм.
Вместе с изменением ФР меняются пропорции объектов в кадре. Чтобы стало понятнее, предлагаю взглянуть на два снимка с разным фокусным расстоянием.
Обратите внимание на пропорции лица и количество деревьев сзади
С длинным фокусным расстоянием в кадр попадает меньше деревьев и кажется, будто они ближе к объекту, чем на самом деле
На первой фотографии за объектом съемки мы можем видеть намного больше деревьев, чем на той, которая сделана на 135 мм. При этом в обоих случаях человек стоит в одном и том же месте, не сдвигаясь ни на шаг. Двигался только фотограф, ведь, как вы помните, чем больше фокусное расстояние, тем сильнее приближение.
Как правильно фотографировать людей
Основная камера современных смартфонов имеет фокусное расстояние 24-28 мм. Если фотографировать на нее человека вблизи, то неминуемо будут искажены пропорции лица. А по мере увеличения ФР объект постепенно начнет выглядеть более естественно.
Посмотрите, как меняются пропорции лица в зависимости от фокусного расстояния
Чтобы не искажались пропорции лица во время съемки вблизи, профессиональные фотографы рекомендуют использовать фокусное расстояние 70-135 мм. Чем больше места в кадре занимает лицо, тем более выраженным должно быть ФР.
И вот тут возникает резонный вопрос: как изменить фокусное расстояние? На самом деле, все очень просто. Фотографируя людей вблизи, старайтесь использовать приближение камеры. Если фокусное расстояние основной камеры составляет 24 мм, то для получения 70 мм и естественных пропорций лица, необходимо отойти от объекта съемки на пару метров и зумировать изображение в 3 раза, передвигая соответствующий ползунок. Тот же совет могу дать тем, кто хочет знать, как сделать селфи красиво на телефон. Вытяните руку и включите зум.
Чтобы не искажались пропорции лица, старайтесь делать портретные снимки на расстоянии, используя зум камеры
Если вы будете сильно зумировать изображение, пытаясь достичь рекомендованных 135 мм, то с высокой долей вероятности ухудшится детализация снимка, так как на подавляющем большинстве смартфонов используется цифровое приближение, когда картинка просто обрезается.
Зачем нужна портретная камера в смартфоне
Чтобы фотографии людей вблизи обладали хорошей детализацией, необходимо купить смартфон с портретной камерой. Она устанавливается в дополнение к основной и характеризуется увеличенным фокусным расстоянием. Таким образом, мы получаем необходимое для хорошего портрета 2-3 кратное приближение относительно стандартной камеры, не теряя при этом в детализации. И вот несколько смартфонов, готовых похвастать хорошим портретником:
Наличие телеобъектива с оптическим приближением — прерогатива дорогих смартфонов. Но получить хороший портрет можно и на недорогую модель, если ее камера обладает высоким разрешением. Отойдите на 2-3 метра от объекта съемки, сделайте снимок на смартфон Redmi Note 10 Pro в режиме 108 Мп, а потом — обрежьте фотографию.
Что делать, если камера зеркалит
В мире нет людей с абсолютно симметричным лицом. Поэтому, когда камера на телефоне зеркалит, мы тоже получаем далеко не самый естественный снимок. Если вы хотите выглядеть на фото так же, как и в реальной жизни, отключите режим зеркала:
1. Запустите приложение «Камера».
2. Переключитесь на фронталку.
3. Откройте настройки камеры.
4. Выключите опцию «Зеркальный режим».
Чтобы ваше лицо на селфи было естественным, выключите зеркальный режим
Отзеркаливание продолжит использоваться в видоискателе фронтальной камеры, чтобы вам было легче, к примеру, поправить прическу. Но на готовой фотографии вы останетесь максимально естественны.
�� Настройка и использование приложения «Камера»
Прошивка MIUI — это настоящий кладезь полезных функций и приложений. Одно из них — предустановленное стандартное приложение «Камера». В данной инструкции мы полностью пройдемся по настройкам и режимам работы программы.
- Открываем приложение «Камера». Перед нами главное окно программы, на котором расположены элементы управления.
Разберем кнопки внизу:
· «Спуск» — производит непосредственное фотографирование;
· «Переключение на переднюю камеру» — переводит режим съемки на селфи-камеру;
· «Галерея» — открывает галерею для просмотра отснятых кадров;
· Иконка переключения встроенных фильтров из 13 предложенных («Яркий», «Пленка», «Любовь», «Латте», «Солнце», «Печенье», «Покой», «Лимонад», «Лакомство», «Сияние», «Ягоды», «Ч/Б», «Блеклый»);
· «Три полоски» — открывает список дополнительных опций и настройки камеры;
Также на некоторых смартфонах с двойным модулем камеры имеются кнопки двукратного оптического зума и портретного режима, которые по факту переключаются с первого модуля на второй.
Разберем кнопки вверху:
· Иконка вспышки для переключения режимов работы («Выкл», «Авто», «Вкл», «Фонарик»);
Познакомимся с каждым режимом подробнее:
- «Панорама» — переключается в режим съемки панорамного фото. Необходимо нажать на кнопку съемки и, соблюдая указания на экране смартфона, выполнять съемку панорамы.
- «Таймер» — функция добавляет установку и возможность использования таймера при съемке (на выбор представлены три интервала: 3/5/10 секунд).
- «Ручной» — этот режим дает вам практически полный доступ к возможностям камеры. При его использовании вы вручную сможете изменить такие параметры, как ISO, выдержка, баланс белого, фокусное расстояние (ручные настройки могут различаться в разных моделях).
- «Выравнивание» — режим позволяет сделать фотографию, не нарушая горизонта. При помощи встроенного акселерометра телефон определяет и выделяет область будущего фото, чтобы у вашего шедевра не вышел «заваленный» горизонт.
- «Улучшение» — режим автоматической ретуши фотографии. Он зачастую используется при съемке портретов. В этом режиме можно автоматически сделать кожу более гладкой и подчеркнуть черты лица. Но важное помнить, что при использовании данного режима детали снимка будут теряться.
- «Ночь» — режим съемки, настроенный специально для совершения фото ночью.
- Tilt-shift — с помощью этой функции можно размыть бока фотографии или же включить режим размытия по кругу, где центральная область останется неизменной.
- «Настройки» — можно изменить настройки звуков, издаваемых при фотосъемке, добавить информацию на снимок (дата, возраст), активировать функцию сканирования QR-кода, установить формат кадра и качество фото. Также вы можете воспользоваться функцией распознавания лиц, функцией фиксации кадра с помощью нажатия на кнопку громкости, устранения мерцания, установки экспозиции, контрастности, насыщенности, резкости. А если вы передумаете, предусмотрена кнопка сброса установленных настроек камеры до заводских.
- «Портрет» — для съемки с размытие фона при создании портрета.
- «Квадрат» — создание фото с соотношением сторон 1 к 1.
Режимы видеосъемки
- Стандартный режим позволяет записывать видео в разрешении HD, FULL HD и 4K.
- Режим замедленной съемки позволяет снимать видео с замедлением. Отличное решение для того чтобы снять «Матрицу» и на некоторое время стать Ланой или Лилли Вачовски.
- Режим «Тайм лэпс» — используя данный режим, вы сможете запечатлеть медленный процесс и затем просмотреть его с быстрой скоростью. Например, посмотреть закат солнца за 10 секунд.
- «Улучшение» — режим с автоматической ретушью и цветокоррекцией.
Сейчас мы познакомимся с некоторыми из режимов более подробно на примере фотографий, сделанных на Хiaomi Мi 5Х.
Xiaomi Mi 5Х стал первым двухкамерным смартфоном, который не отличается высокой ценой. Но что же можно сделать, используя двойной модуль? Продемонстрируем прямо сейчас.
Двукратный оптический зум и десятикратный цифровой зум
Смартфоны, которые используют лишь один модуль камеры, не способны к оптическому зуму (т. е. приближению без потери качества). Связано это с техническими особенностями в камерах гаджетов. Потому производители пошли на хитрость и стали устанавливать двойной модуль камеры, который имеет разное фокусное расстояние, за счет чего мы и можем производить оптическое увеличение картинки.
ISO-100, выдержка- 1/1813c Оригинал
ISO — 100 Выдержка — 1/1249c 2х кратный оптический зум
ISO — 100 Выдержка — 1/1249c 10х кратный цифровой зум
Глядя на примеры, использование двойного модуля позволяет расширить фотовозможности устройства и создать кадр, который в обычной ситуации вряд ли бы получился.
Две камеры — это не только зум, это еще и новомодный портретный режим (режим «Боке»). Что это значит? При режиме «Боке» акцент делается на объекте на переднем плане, а задний план размывается (находится не в фокусе).
Наиболее частое использование «Боке» — это портрет или макросъемка.
ISO — 100 Выдержка — 1/783 Портрет
ISO — 125c Выдержка — 1/528c Макросъемка
HDR-режим — это режим расширенного динамического диапазона, который следует использовать в условиях со сложным освещением. Важно помнить, что снимать в HDR можно только статичные объекты, иначе картинка получится смазанной.
Камера смартфона для «чайников» №2. Фокусное расстояние. Ох уж эти миллиметры…
В первой части статьи мы с вами разобрались с тем, что такое диафрагма камеры смартфона. Другими словами, мы научились понимать такие цифры, как f/1.8 или f/2.2, указываемые в характеристиках любого телефона. Также мы подробно проследили за тем, как картинка «попадает» в объектив камеры и каким образом свет вообще «переносит» изображение из одной точки в другую.
Но в конце первой части мы столкнулись с одной серьезной проблемой. Оказалось, само по себе значение диафрагмы (диафрагменное число) ничего не говорит о том, сколько света в реальности пропускает объектив смартфона и как сильно он может размыть фон при помощи оптики, а не алгоритмов.
Более того, все эти f/1.5, f/1.8, … только сбивают с толку людей, которые хоть немного разбираются в фотографии. Ведь они-то знают, что «настоящий» объектив с диафрагмой f/1.8 будет делать очень чистые (без шума) снимки с красивым размытием фона. А смартфон с такой же диафрагмой, почему-то, совершенно не размывает фон. В чем же дело?
Как мы уже выяснили, всё дело в том, что значение диафрагмы (f/1.8) является лишь относительным числом и не показывает реальный физический диаметр отверстия, через которое свет попадает в камеру. А именно диаметр отверстия влияет на глубину резкости и светосилу объектива.
У двух разных объективов с одинаковой диафрагмой f/1.8 могут быть совершенно разные по размеру отверстия, что хорошо видно на этой иллюстрации:
Но как же нам узнать реальный диаметр входного зрачка? Для этого нужно разобраться со вторым ключевым параметром — фокусным расстоянием объектива.
Напомню, вначале первой части статьи я приводил типичные характеристики любой камеры современного смартфона. Выглядят они примерно так:
- Основная камера: 108 Мп, 1/1.33″, f/1.8, 26 мм, 0.8 мкм, PDAF
- Телеобъектив: 12 Мп, 1/3.4″, f/2.0, 52 мм, 1.0 мкм, PDAF, OIS
Мы уже знаем, что значат f/1.8 или f/2.0, а сегодня научимся понимать значения 26 мм и 52 мм, выделенные жирным шрифтом выше. Это и есть фокусное расстояние.
Что такое фокусное расстояние?
Фокусное расстояние позволяет нам, не видя ни единого снимка, примерно понимать, как будут выглядеть фотографии в плане композиции, то есть, какой угол обзора будет в кадре.
Более того, зная только этот набор значений (например, 26 и 52 мм), можно с точностью сказать, во сколько раз смартфон с двумя камерами приближает картинку, то есть, какой у него оптический зум. В этом особенно полезно разбираться сегодня, когда производители подменяют понятия и вместо оптики указывают значения гибридного или цифрового зума.
Так что же такое фокусное расстояние и где в крошечной камере смартфона прячутся эти 26 или 52 миллиметра?
Итак, представьте, что какой-то объект находится бесконечно далеко от вас и все лучи света, отраженные от него, идут параллельно и попадают на линзу:
Линза сделана таким образом, чтобы все параллельные лучи света, проходя через нее и преломляясь, сходились в одной точке. Так вот, расстояние от центра линзы до точки, в которой все лучи пересекаются (сходятся) и называется фокусным расстоянием линзы:
Конечно, в случае со смартфоном всё сложнее, так как внутри его камеры находится не одна линза, а несколько (6 и более). И фокусное расстояние объектива высчитывается немножко по-другому, а именно, от его оптического центра до матрицы, на которой все лучи и фокусируются. Но я не буду подробно на этом останавливаться и объяснять, что такое оптический центр объектива, так как всё это не имеет принципиального значения. Для простоты понимания ограничимся только одной линзой, сути это не меняет.
Кто-то может спросить, а зачем вообще использовать так много линз в камере смартфона? Неужели одной будет недостаточно?
Дело в том, что одна линза дает слишком большие искажения. Это и потеря резкости (сферические аберрации), возникающая из-за того, что не все лучи идеально сходятся в одной точке. То есть, вместо картинки, которую я показал чуть выше, в реальности мы имеем что-то вроде этого:
Кроме того, показатель преломления света (как сильно луч меняет свое направление, проходя через линзу) зависит от длины волны. Чем короче волна, тем больше ее коэффициент преломления. Получается, синий свет (короткие волны) преломляется под бóльшим углом, чем красный (длинные волны). И вместо идеальной картинки мы снова получаем проблемы — хроматические аберрации (несуществующие цветные контуры различных объектов на фотографиях):
Для того, чтобы всё это исправить и сделать фотографию максимально качественной, используют множество линз специальной формы и с различным покрытием. Поэтому, зачастую, чем больше линз в камере смартфона, тем выше качество картинки.
Но вернемся к фокусному расстоянию. Так каким же образом расстояние от центра линзы до точки, в которой сходятся все лучи, влияет на угол обзора камеры и на ее оптическое приближение? На самом деле, все очень просто и интуитивно понятно.
Давайте сделаем снимок на смартфон, камера которого имеет фокусное расстояние 26 мм (это типичное фокусное расстояние для основной камеры любого смартфона):
Сейчас не пытайтесь понять, как производитель умудрился в корпусе толщиной 8 мм разместить камеру, у которой расстояние от линзы до матрицы составляет 26 миллиметров (а в Galaxy Note 20 Ultra и вовсе 130 мм). С этим мы разберемся чуточку позже.
На схеме выше показана ситуация, когда все лучи света параллельны друг другу. Это может быть только в том случае, если объект находится бесконечно далеко. Но в реальной жизни лучи отражаются от объектов под разными углами.
Нам важно знать лишь одну простую вещь — луч, прошедший через центр линзы, никак не преломляется. По сути, эти лучи и будут определять угол обзора (сколько объектов сможет захватить камера):
Когда мы сделаем снимок на такой смартфон, то получим следующий результат:
Что же произойдет, если мы увеличим фокусное расстояние объектива (расстояние от «линзы» до матрицы)? Лучи света, проходящие через центр линзы, будут пересекаться уже под другим углом и, соответственно, такая камера захватит гораздо меньше объектов в кадре:
Но так как размер снимка (матрицы камеры) остался прежним, то все эти объекты будут выглядеть крупнее:
На этом моменте я бы хотел немножко отойти в сторону и затронуть некоторые явления и заблуждения, связанные с фокусным расстоянием объектива.
Сжатие перспективы. Или почему широкоугольная камера так искажает лица!?
Используя пример с лучами, давайте рассмотрим такое явление, как сжатие перспективы. Для тех, кто не знаком с этим понятием, вкратце объясню. Когда вы снимаете что-то на объектив с длинным фокусным расстоянием, все объекты на фоне получаются более крупными, чем если бы вы снимали ту же сцену на объектив с коротким фокусным расстоянием.
К примеру, на следующих снимках расстояние между эльфом и домом одинаковое, но при съемке на объектив с длинным фокусным расстоянием, дом кажется гораздо ближе и крупнее:
Почему так происходит? «Очевидно же», что на фото слева дом гораздо дальше от эльфа! На самом деле, всё очень просто. Достаточно посмотреть, какой процент от общей высоты кадра будут занимать эльф и дом, если снимать их длиннофокусным объективом:
Выходит, высота эльфа составляет около 63% от высоты кадра, а высота дома — 72%. То есть разница между ними небольшая и на снимке кажется, будто эльф находится прямо возле дома.
Если сделать тот же снимок на объектив с коротким фокусным расстоянием, в кадр попадет гораздо больше объектов, так как угол обзора будет гораздо шире. Объектив с длинным фокусным расстоянием очень приближал картинку и мы видели в кадре только эльфа и дом.
Чтобы это исправить, то есть, чтобы получить ровно такую же композицию, нам нужно подойди к эльфу намного ближе. Но теперь и размеры объектов будут другими:
Эльф занимает те же 63% высоты кадра, что и раньше, но так как угол обзора объектива с коротким фокусным расстоянием намного шире, дом позади эльфа уже занимает всего 41% от общей высоты кадра. Теперь эльф на фото будет крупнее дома. Вот и весь секрет сжатия перспективы!
Получается, в реальности не фокусное расстояние влияет на перспективу, а расстояние от камеры до объекта съемки. Если бы мы стояли на одном месте и переключали камеры, то соотношение размеров эльфа и дома никак не менялось бы.
И здесь еще уместно вспомнить о проблемах при съемке портретов. Даже многие профессиональные фотографы ошибочно полагают, будто фокусное расстояние объектива как-то влияет на пропорции портрета. Хотя в действительности влияет только расстояние от камеры до объекта съемки.
Если мы снимаем портрет на объектив с длинным фокусным расстоянием (80 мм), то нам нужно отойти подальше и тогда все части лица (глаза, нос, уши) имеют правильные пропорции. Если же мы берем ультраширокоугольный объектив с фокусным расстоянием 13 мм, нам нужно подойти вплотную к человеку, чтобы сохранить композицию, то есть, чтобы лицо занимало ту же часть кадра, что и раньше.
Но в этом случае повторится ситуация с эльфом. Так как нос окажется ближе к объективу, он получится крупнее, и все пропорции «поплывут». Но, повторюсь, произойдет это только от того, что мы приблизили камеру к объекту, а не из-за каких-то мифических искажений, создаваемых объективом.
Оптическое приближение камеры смартфона
Как мы уже разобрали, чем длиннее фокусное расстояние объектива, тем меньше угол обзора камеры и тем сильнее она «приближает» все объекты. Соответственно, чем короче фокусное расстояние, тем шире угол обзора камеры и в кадр попадает больше объектов, но все они будут меньшего размера.
Чтобы определить, во сколько раз смартфон может приблизить картинку, достаточно разделить более длинное фокусное расстояние на более короткое. К примеру, если на смартфоне есть две камеры с объективами 26 и 52 мм, тогда он имеет 2-кратное оптическое приближение (52/26=2). Всё остальное — это алгоритмы или маркетинговая ерунда.
Для примера рассмотрим набор камер Galaxy Note 20 Ultra (обзор этого смартфона доступен на нашем сайте), обратим внимание только на фокусное расстояние объективов:
- Основная камера: 26 мм
- Ультраширокоугольная камера: 13 мм
- Телеобъектив: 130 мм
Основная камера имеет типичный для смартфона угол обзора, а вот фокусное расстояние ультраширокоугольной камеры (13 мм) в два раза короче. То есть, она имеет гораздо больший угол обзора. Телеобъектив же, напротив, имеет очень небольшой угол обзора, но приближает картинку относительно основной камеры в 5 раз (130/26=5). Но если оценивать оптический зум телеобъектива относительно ультраширокоугольной камеры, тогда получаем 10-кратное оптическое приближение (130/13=10).
Надеюсь, с этим вопросом всё понятно.
Выходит, теперь мы можем легко определить физический диаметр отверстия в объективе, просто разделив фокусное расстояние на диафрагму? А узнав это значение, мы сможем понять, в каком смартфоне установлена камера с более светосильным объективом.
К сожалению, в мире мобильных камер, помимо фокусного расстояния, существуют еще фокусы маркетологов, о чем и поговорим подробнее дальше.
Разоблачаем фокусы производителей смартфонов
Если мы разделим фокусное расстояние (130 мм) на диафрагму (f/3.0), то получится, что в телеобъективе Galaxy Note 20 Ultra не просто «отверстие», а огромная дыра диаметром >4 см. Вот как выглядел бы подобный смартфон, будь это правдой:
Да и каким чудом в аппарате, толщиной 8 мм и шириной 70 мм, могла уместиться камера, у которой расстояние от линзы до матрицы (фокусное расстояние) составляет 130 мм!? Здесь явно что-то не так!
На самом деле, никаких 130, 26 и даже 13 мм в объективах смартфонов нет. Но! Если вы возьмете профессиональный полнокадровый зеркальный фотоаппарат с объективом, фокусное расстояние которого действительно равняется 26 мм, и сделаете снимок, то обнаружите, что композиция кадра в точности соответствует тому, что выдаст смартфон со своим «фейковым» 26-мм фокусным расстоянием.
То есть, производитель смартфона не просто берет цифры из потолка, а указывает относительное фокусное расстояние объектива (относительно полнокадрового фотоаппарата). Благодаря этому можно объективно оценивать и сравнивать угол обзора (а также оптическое приближение) объектива любого смартфона и даже профессиональной камеры.
Если вы привыкли снимать портреты на большом фотоаппарате с объективом 80 мм, то, купив смартфон с камерой, у которой фокусное расстояние указано «80 мм», вы получите ровно ту же композицию (такое же приближение и угол обзора).
Относительное фокусное расстояние
Как же так получается? Каким образом камера смартфона так хорошо «имитирует» фокусное расстояние большой камеры, имея внутри корпуса всего несколько миллиметров свободного пространства?
Всё дело в размерах самой матрицы! Чтобы это наглядно показать, давайте посмотрим на угол обзора большого профессионального фотоаппарата с огромной матрицей и объективом, у которого фокусное расстояние на самом деле равняется 26 мм:
Как видите, в кадр попадают все объекты: дом, дерево и эльф. А теперь оставим всё как есть, только заменим большую матрицу зеркалки на крошечную матрицу смартфона и посмотрим, что произойдет:
Теперь лучи света будут пересекаться в центре под другим углом и у нас получится совершенно другая композиция — портрет эльфа.
Оставив реальное 26-миллиметровое фокусное расстояние, но заменив только матрицу, мы получили мощный телеобъектив, приближающий изображение в десятки раз. Теперь такой объектив ну никак нельзя сравнить с обычным 26-миллиметровым.
Чтобы это исправить, нужно значительно уменьшить реальное фокусное расстояние (расстояние от линзы до матрицы), сократив 26 мм до 3-4 мм. Тогда «восстановится» и первоначальный угол обзора:
Вот теперь крошечная матрица смартфона и 4-мм фокусное расстояние выдают в точности такое же изображение (по композиции), как и большая полнокадровая зеркалка с 26-миллиметровым объективом. Именно по этой причине производитель заявляет, что объектив смартфона имеет эквивалентное фокусное расстояние 26 миллиметров, хотя в действительности внутри корпуса нет и 6 мм.
Если же мы говорим об эквивалентном фокусном расстоянии в 130 мм (тот же телеобъектив Huawei P40 Pro, Vivo X50 Pro или Galaxy Note 20 Ultra), реальное фокусное расстояние будет составлять примерно 11-14 мм. В этом случае используется призма, преломляющая свет под углом 90 градусов, а сам объектив размещается не перпендикулярно корпусу, а вдоль него:
Но проблема с диафрагмой остается. Ведь, если производитель указывает эквивалентное фокусное расстояние, нужно указывать и такую же «эквивалентную» диафрагму, чтобы не вводить пользователей в заблуждение.
Согласитесь, одно дело увидеть объектив 80 мм f/1.8 (очень светосильный и дорогой объектив) и совсем другое — 80 мм f/22. Второй уже не кажется таким хорошим выбором, не так ли? В мире больших камер столь медленные объективы вообще не встречаются (медленные — потому, что они пропускают очень мало света и им нужно много времени, чтобы сделать хороший кадр при недостаточном освещении).
Если же производитель указывает диафрагму f/1.8, нужно указывать и реальное фокусное расстояние, например, 5 мм вместо эквивалентных 50 мм. Тогда любой пользователь легко определит диаметр отверстия объектива, разделив 5 на 1.8.
В общем, делается всё это умышленно, чтобы вызывать ложное ощущение очень светосильного объектива. Практически ни одна компания не указывает в характеристиках камеры смартфона реальное фокусное расстояние объектива, ограничиваясь лишь эквивалентными значениями.
Узнать реальное фокусное расстояние можно, разве что, посмотрев в Галерее смартфона сведения о сделанной фотографии (или поискав хорошенько в интернете):
Здесь мы видим диафрагму f/2.0 и фокусное расстояние 5.9 мм, то есть, реальный диаметр отверстия объектива этого смартфона составляет 2.95 мм (5.9/2).
Зная это значение, теперь можно корректно сравнивать светосилу этой камеры с любой другой.
Подводя итоги
И последнее, о чем хотелось бы напомнить. Ни фокусное расстояние, ни размер матрицы не имеют отношения к так называемому эффекту боке (размытие фона). Глубина резкости зависит исключительно от двух вещей: диаметра входного зрачка объектива и расстояния от камеры до объекта съемки.
Поэтому знайте, когда кто-то заявляет, что более крупная матрица в смартфоне «размывает» фон сильнее — это заблуждение. Размер матрицы косвенно влияет на размытие, но совершенно не так, как полагают многие люди. Об этом подробнее мы поговорим в следующих частях.
Итак, позвольте еще раз привести характеристики камеры случайного смартфона:
- Телеобъектив: 12 Мп, f/2.0, 52 мм, 1/3.4″, 1.0 мкм, PDAF, OIS
К этому моменту вы уже должны хорошо понимать, что означают цифры f/2.0 и 52 мм. Также вы можете легко определить реальное оптическое приближение этого объектива (во сколько раз он увеличивает картинку), если , скажем, фокусное расстояние основной камеры этого же смартфона равняется 26 мм.
О том, что такое PDAF я рассказывал в отдельной статье, посвященной фазовому автофокусу (PDAF). Выходит, нам лишь остается разобраться с тем, что такое 1/3.4″, 12 Мп и 1.0 мкм.
Эти три значения связаны между собой, так как все они описывают саму матрицу — аналог пленки в «доисторические» времена. Но об этом мы поговорим в третьей части!
Алексей, глав. редактор Deep-Review
P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на наш научно-популярный сайт о мобильных технологиях, чтобы не пропустить самое интересное!
Как бы вы оценили эту статью?
Нажмите на звездочку для оценки
Внизу страницы есть комментарии.
Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!
Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?
Художественное боке на смартфоне. Самый древний и популярный миф
Вариабельность пульса для «чайников». Как фитнес-трекеры определяют состояние организма?
Биоимпедансный анализ для «чайников». Как смарт-часы и весы научились определять состав тела?
Сон и фитнес-браслеты. Руководство для чайников
Уровень стресса на часах от Samsung, Apple, Huawei и Garmin — самая важная функция в 21 веке?
Какой вред наносит излучение от телефона? Или почему не следует обращать внимание на SAR
Камеры смартфонов с матрицами Sony и Samsung. Что такое Tetracell и Quad Bayer?
Почему болят глаза от смартфона с AMOLED-экраном или что такое ШИМ и DC Dimming?
Вот теперь крошечная матрица смартфона и 4-мм фокусное расстояние выдают в точности такое же изображение (по композиции), как и большая полнокадровая зеркалка с 26-миллиметровым объективом.
————-
Вопрос тогда.
если уменьшая фокусное расстояние можно уменьшить и размер матрицы и получить похожее качество тогда можно здорово сэкономить как на размере самого фотика. и так и размере матрицы . а это деньги .
почему тогда выпускаются до сих пор фотики с большей (относит смартфонов) матрицей и соответ более большие физически изза повышенного фокусного расстояния.
вопрос без подвоха. просто интересно мнение!!
Главная причина — количество света. Невозможно к маленькой матрице прикрепить огромный объектив в нескольких миллиметрах от этой самой матрицы.
Качество снимка — это, прежде всего, количество света. Чем больше света, тем лучше снимок. Но даже если бы мы умудрились приделать к крохотной матрице огромный объектив, сделав какой-то невообразимо широкий угол обзора, то мы бы столкнулись с проблемой маленьких пикселей — они бы просто не смогли «вместить» весь свет, полученный от большого объектива.
Поэтому Ваша фраза «получать похожее качество» в корне неверна. Мы получим идентичное по композиции изображение, но не по качеству. То есть, у нас будет идентичное поле зрение (или угол обзора). Но количество света, которое при этом захватит большая зеркалка, будет в разы превосходить то, что захватит камера смартфона.
И всё же искажения объективов существует. Если возьмёте объекти на фотоаппарат с фокусным расстоянием в 8-10 мм, то при съёмке зданий можете обнаружить, что они не вертикальные прямые, а изогнутые в ту или иную сторону. Это называется дисторсия.
Конечно же, объектив может вносить искажения. Фраза: «произойдет это только от того, что мы приблизили камеру к объекту, а не из-за каких-то мифических искажений, создаваемых объективом» относилась именно к искажению перспективы, то есть речь шла о характерном искажении лиц, которое привыкли видеть пользователи, снимая с близкого расстояния портреты на широкоугольные камеры смартфонов.
В статье я хотел показать природу этих искажений, что они вызваны не плохим качеством оптики или каким-то мифическим искажением, которое почему-то создают все широкоугольные объективы, включая самые дорогие с минимальной дисторсией. Это просто природа вещей.
Дисторсия, о которой говорите Вы, имеет совсем другую природу. Эти искажения не зависят от расстояния до объекта съемки.
Очень понятно, доступно и информативно.
Особенно понравилась предусмотрительность автора:
Сейчас не пытайтесь понять, как производитель умудрился в корпусе толщиной 8 мм разместить камеру, у которой расстояние от линзы до матрицы составляет 26 миллиметров (а в Galaxy Note 20 Ultra и вовсе 130 мм). С этим мы разберемся чуточку позже.
Сразу предугадывает вопросы и потом отвечает на них. Автор профессионал.
Здравствуйте, может быть я что то пропустил, или недопонял, но в фотографии диафрагма — это относительное отверстие объектива (реальное фокусное расстояние/диаметр отверстия). И если в смартфоне эта цифра выражает то же самое, то и светосила объектива смартфона к примеру 1,8 больше чем 2,3. И даже если указано эквивалентное фокусное расстояние, то диафрагма должна указываться как отношение реального фокусного к диаметру реальному.
Если я правильно понял Ваше возражение, то суть в следующем. Ни один производитель нигде не указывает реальное фокусное расстояние. На сайте производителя, в официальных спецификациях и рекламе всегда указывается относительное фокусное расстояние (например, 26 мм или 80 мм), но рядом всегда пишется диафрагма, рассчитанная как реальное фокусное расстояние деленное на реальный диаметр. Вот и получается ерунда, вроде 26 мм f/1.8 или 80 мм f/2.3. Это может вводить в заблуждение тех, кто пользовался раньше камерами и знали, что 80 мм f/2.3 — это очень хорошо.
светосила объектива смартфона к примеру 1,8 больше чем 2,3
Всё верно. Или в статье говорится об обратном?
Возможно, Вас смутила эта фраза: «Зная это значение, теперь можно корректно сравнивать светосилу этой камеры с любой другой». Здесь речь идет именно о том, чтобы сравнивать светосилу камеры смартфона с любой другой, включая зеркальные фотоаппараты и пр. То есть, чтобы человек видел в спецификациях смартфона «80 мм f/2.3» и автоматически понимал, что речь идет о «80 мм f/22».
«80 мм f/2.3»
На 2021год такие показатели и для смартфона вполне достойные. Особенно если размер матрицы не куцый. Чаще диафрагма более закрытая.
Здравствуйте! Здесь у Samsung Galaxy Note 20 Ultra дается:
Основная камера: 26 мм
Ультраширокоугольная камера: 13 мм
Телеобъектив: 130 мм
У этой модели есть 50-кратный зум. Вы пишете, что это маркетинговая ерунда. Но при этом пишете, что эти все данные с фокусными расстояниями взяты относительно полнокадровой зеркалки. Даже если это так, то такая зеркалка с 130 мм объективом вообще не сможет дать такую близкую картину. Тут что-то явно не так. Подозреваю, что у камеры Note 20 Ultra есть кроп-фактор, причем немаленький.
Не уверен, что точно понял Ваше возражение, но в этой статье я более подробно и наглядно раскрываю тему кроп-фактора, фокусного расстояния и самой картинки: https://deep-review.com/articles/smartphones-specs-tricks/
В кратце, как 130 мм телеобъектив у Note 20 Ultra дает такое мощное приближение? Примеры в ютубе можете посмотреть. Просто полнокадровая зеркалка с 130 мм объективом не может так приблизить.
спасибо! открываете глаза на мир. давно была интересна вся эта область, но за неимением необходимости было лень разбираться. вы же преподнесли материал в увлекательной форме!
Лучшие технические обзоры в рунете. Но с одним вашим высказывание в корне не согласен. Снимаю 15 лет, 80% портреты и уверен, точнее знаю на 100% что на грипп влияют 3 параметра, светосила, фокусное и расстояние до объекта съёмки, вы же исключили фокусное, как так? Это же элементарно проверить, стоя на одном месте снять на 24 мм и на 70мм портрет и грипп будет абсолютно разный. По этой же причине человек снятый на 5х в смартфоне ( реальное фокусное 15мм) будет с таким же боке снятым на фулл фрейм камеру на настоящие 15 мм все с одной точки. Лично делал такой эксперимент.
Спасибо, Юрий, за Ваш комментарий! Уверен, этот вопрос будет интересен многим читателям, так что давайте разбираться, почему Ваш опыт подсказывает, что фокусное расстояние также влияет на глубину резко изображаемого пространства.
Как я и говорил в статье, на ГРИП напрямую влияют только 2 параметра: расстояние до объекта съемки и диаметр входного зрачка объектива. Большего ничего. Всё остальное, включая фокусное расстояние объектива, может повлиять на ГРИП только в том случае, если оно влияет на первых 2 параметра (или один из них).
Другими словами, если смена фокусного расстояния заставила Вас отойти дальше от объекта съемки или подойти ближе, тогда да, фокусное расстояние косвенно повлияло на ГРИП тем, что изменило 1-й основной параметр — расстояние до объекта съемки. Но это не Ваш случай, так как Вы тестируете разные фокусные расстояния, стоя на одном месте.
Значит, у Вас второй случай — изменение диаметра входного зрачка объектива (так как третьего быть не может). Когда Вы меняете объективы, то стараетесь для «чистоты эксперимента» установить одно и то же значение диафрагмы. И вот Вы делаете снимок на 24 мм f/4, а затем на 70 мм с таким же f/4. Кажется, что все параметры идентичны и меняется только фокусное расстояние.
Теперь давайте посмотрим, какой реальный размер «дырки» в каждом объективе (диаметр входного зрачка). В первом случае это 24мм/4 = 6 мм, а во втором — 70мм/4 = 17.5 мм. Получается, Вы не просто сменили фокусное расстояние, Вы в 3 раза увеличили диаметр входного зрачка объектива. Естественно, об идентичной ГРИП и речи быть не может.
Если же Вы хотите сравнить только фокусные расстояния, тогда придется не просто стоять на одном месте, но и сделать идентичную «дырку» на двух объективах. Только в таком случае Вы можете говорить о том, что сравнивали исключительно фокусные расстояния без влияния двух основных параметров, которые я обозначил в самом начале.
Чтобы сравнять оба диаметра входных зрачков, нужно либо открыть «дырку» сильнее на объективе 24 мм, либо прикрыть ее в 3 раза на объективе 70 мм. Давайте так и сделаем. Устанавливаем первый объектив (24 мм) на f/4, а второй (70 мм) на
f/11. Вот теперь у нас оба объектива имеют входные зрачки диаметром
6 мм (24мм/4=6 и 70мм/11=6.3). Можете сравнивать размытие фона. Оно будет идентичным, несмотря на разные фокусные расстояния.