Megapíxels, sensor, mida de píxel, distància focal

Les càmeres independents solen presentar-se en una gran varietat de tipus específics per a usos específics: els superzomes són perfectes per fotografiar ocells i avions, proporcionen els detalls necessaris per a revistes i pòsters de format mitjà, les càmeres macro són per fer zoom i les càmeres de difusió estan equipades per transmetre vídeos al vostre televisor.

Les càmeres dels telèfons intel·ligents cauen en un sol dispositiu dissenyat per ser el més versàtil sense ser complicat. Els sensors són petits a causa de la petita petjada d’un dispositiu de mà, les distàncies focals i les obertures de l’objectiu es fixen per reduir el nombre de peces mòbils, l’objectiu és gran angular per ser més útil per a situacions normals de presa i no hi ha cap maquinari addicional que acompanyi el sensor i l’objectiu.

Càmera Duo a la part posterior de l'HTC One (M8), un OmniVision OV4688 de 4 megapíxels emparellat amb un OV2722 de 2 megapíxels per a la detecció de profunditat

No obstant això, hi ha diverses àrees en què les càmeres de telefonia difereixen entre els proveïdors i els models. Cadascun d’ells es resumeix i es detalla a continuació.




Nombre de megapíxels

Aquesta és la zona amb la que la gent coneix més i que sovint recau en els materials de màrqueting i en les fitxes tècniques. El motiu d’això és el més fàcil d’entendre: un recompte de megapíxels més gran equival a més detalls que es poden utilitzar per crear imatges realistes o per retallar i ampliar. En una càmera de telèfons intel·ligents, el zoom pot ser especialment important a causa dels objectius de focus fix on es vol un gran recompte de megapíxels perquè es conservin els detalls.




Tenir un recompte de megapíxels elevat és bo, però ni tan sols comença a descriure el rendiment general d’una càmera. Una compensació típica amb un sensor que empaqueta milions de píxels té una mida de píxel petita, però, al contrari, tenir massa pocs píxels fa que les imatges es vegin malament per la manca de detalls. Tots els fabricants de càmeres entenen aquest equilibri, de manera que normalment trobareu sensors empaquetats en telèfons intel·ligents d'entre cinc i 20 megapíxels.




Comparació de cultius al 100% amb imatge de 41 megapíxels (Nokia Lumia 1020), imatge de 20 megapíxels (Lumia 1520) i imatge de 5 megapíxels




El nombre de megapíxels (MP) també pot ser enganyós. De 13 MP (LG G3) a 20 MP (Sony Xperia Z2) pot semblar un gran salt, però només és 1,5 vegades més píxels i les imatges només són un 25% més amples (4160 vs. 5248 píxels d’amplada). No hi ha grans diferències entre les imatges produïdes per les dues càmeres a màxima resolució.

Per obtenir una gran diferència de qualitat i "zoom", necessiteu almenys quatre vegades els píxels: passar de 5 MP a 20 MP.




Mida del sensor

Assoleix la majoria dels altres valors importants associats amb un sistema de càmera, com ara la mida del sensor, el nombre f, la distància focal requerida i el factor de retall. Afortunadament, els fabricants de telèfons intel·ligents us entenen totes aquestes coses i només us preocupa una cosa: les capacitats de captació de llum del sensor.

ISO 50, 1 / 160s, 20,7 megapíxels a f / 2.0, 1 / 2.3 "amb Sony Xperia Z1




Ha de ser força fàcil d’entendre. Un sensor més gran té més espai perquè caigui la llum, cosa que equival a la seva capacitat de recollir més llum, suposant que el nombre de megapíxels continua sent el mateix.

La mida d'un sensor de telèfon intel·ligent sol donar-se com un nombre fraccionari en polzades (per exemple, 1 / 2,3 ”, 1 / 3,06”), que sembla donar les dimensions diagonals del sensor, però no en realitat. Més aviat, es refereix a un tipus de sensor la mida de la diagonal és aproximadament un terç menor. Per exemple, el sensor d'1 / 2,3 polzades sol tenir una diagonal de 7,66 mm en lloc dels 11,04 mm esperats indicats pel propi número.

Mida de píxels

La mida del sensor és útil per fer-se una idea de la quantitat d’espai que consumeix el sensor al mòdul de la càmera del telèfon intel·ligent, però és menys útil per mesurar la captació total de llum, ja que el recompte de megapíxels varia d’un smartphone a l’altre. Aquí és on entra en joc la mida dels píxels, que permet mesurar directament la mida dels fotodetectors individuals al sensor CMOS.

Així es veu la càmera dins del cos de l’One M8. Foto: iFixit.

La mida de píxels per a telèfons intel·ligents s’adapta a un rang estret d’un a dos micròmetres (o micres abreujats a µm) en la direcció horitzontal o vertical. De nou, com més gran sigui, més llum pot recollir cada píxel. Aixo es perqué HTC One M8’in kamerasıAmb una mida de píxels de 2,0 micres, té un rendiment molt millor que el Samsung Galaxy S5 amb 1,12 micres de píxels en condicions fosques. Això es deu al fet que els píxels són més grans i capturen més llum.

La tecnologia darrere del disseny del sensor CMOS pot afectar les propietats de captació de llum de cada píxel, però la forma més fàcil de comparar és simplement canviar a mida. Una càmera amb 1,4 micres de píxels capta el doble de llum (per píxel) que algú amb 1,0 micres de píxels, calculat comparant la diferència de superfície total. Una altra manera de dir-ho és que el sensor d’1,4 micres és més brillant.

És molt fàcil calcular aquestes diferències. Càmera Apple iPhone 5s Té una mida de píxel d’1,5 µm i pot capturar aproximadament un 88% més de llum per píxel que aproximadament 1,12 µm que el sensor. Sony Xperia Z2, Per exemple. Tot i que el Z2 sol tenir un sensor més gran (d’1 / 2,3 ”a 1 / 3,0”), el Z2 té un nombre de megapíxels molt més gran (8,0 MP contra 8,0 MP).

4 megapíxels, 1/3 "HTC One (M8) ISO 200, 1 / 25s, disparat a f / 2.0

Com he esmentat breument anteriorment, aquest equilibri entre el recompte de megapíxels, la mida del sensor i la mida del píxel és extremadament important. Alguns fabricants OEM com Sony i Samsung fan servir el recompte de megapíxels, d'altres com Apple i Nokia volen un equilibri, mentre que HTC surt en píxels.

No hi ha una resposta correcta quant a quin és millor, ja que es tracta del que esteu després de la càmera del vostre telèfon intel·ligent. Normalment obteniu millors imatges de poca llum amb mides de píxels més grans, però un nombre de megapíxels més alt pot ser més atractiu si feu més fotografies durant el dia. Com sempre, us recomanem que consulteu les especificacions de la càmera i les imatges de mostra de qualsevol telèfon intel·ligent que esteu pensant en comprar per veure quin tipus de càmera us trobareu.

BSI, ISOCELL, CMOS apilats, filtre RGBC, etc.

Tots aquests termes fan referència a l’estructura del sensor, a la sensibilitat de cada píxel i a la sensibilitat al soroll.

BSI significa retroil·luminació i és un mètode de fabricació d’un sensor de càmera on els fotodetectors es col·loquen sobre transistors i altres components. És un mètode més sofisticat de fabricació de CMOS, però redueix la reflectivitat, la qual cosa millora la capacitat del sensor per captar llum. Els sensors BSI es troben en gairebé tots els telèfons intel·ligents de gamma alta.

Es tracta del sensor ISOCELL de Samsung, una variant que s’utilitza amb el Galaxy S5.

ISOCELL és una tecnologia pròpia de Samsung per a sensors BSI i col·loca barreres entre cada fotodetector per reduir la llum creuada, millorant la nitidesa i la precisió del color, especialment en condicions de poca llum. El diafonisme és on els fotoelectrons sagnen entre píxels i provoquen efectes de floració i halo en determinades condicions, de manera que reduir aquestes imatges és important per produir imatges netes.

La tecnologia CMOS apilada es troba als sensors de Sony i millora de nou la capacitat de captura de llum empenyent parts del circuit per sota de la matriu de píxels. Es troba als sensors Exmor RS, així com a la tecnologia BSI.

Comparació dels quatre millors telèfons intel·ligents Android en condicions de poca llum.

El filtre RGBC va fer soroll durant el Moto X i es va trobar en alguns dels sensors d’alta gamma d’OmniVision. En lloc del filtre Bayer RGBG, OmniVision afegeix un píxel clar al filtre, que millora el rendiment de poca llum canviant de la informació de lluminositat completa al maquinari de processament. La càmera la converteix en fotos de Bayer per al processador de senyal d'imatge del SoC.

També hi ha altres tipus de tecnologia als sensors de càmera, però aquests són els principals tipus que trobareu als productes del 2014.

Longitud focal

La distància focal és la distància entre l’objectiu i el sensor que determina el camp de visió i l’augment. Les distàncies focals reals de la majoria de càmeres de telèfons intel·ligents no són molt útils per a persones familiaritzades amb els termes de la foto a causa dels petits sensors. És per això que TECH NEWS tendeix a esmentar distàncies focals equivalents a 35 mm en molts comentaris, inclosa la nostra.

Les distàncies focals equivalents a 35 mm indiquen quina distància focal hauria de tenir l'objectiu de la càmera per produir imatges equivalents en una DSLR amb un sensor de format de 35 mm. A continuació, és fàcil col·locar l'objectiu de la càmera en diferents tipus segons els objectius ja coneguts per a les càmeres convencionals de 35 mm: 18-35 mm determina un objectiu gran angular, els 35-60 mm són objectius "normals" i el focus és superior a 60 mm (també conegut com teleobjectiu o zoom) .

20 megapíxels, ISO 100, 1/1100, 1 / 2,5 "a f / 2,4 amb Nokia Lumia 1520

Tots els telèfons intel·ligents cauen en un suport de lent gran angular, generalment d’uns 24-30 mm; Com més gran sigui el nombre, menor serà l’angle de la lent.

El càlcul de la distància focal equivalent de 35 mm requereix una relació coneguda com a factor de retallada, que indica el petit que el sensor es compara amb un sensor de 35 mm. Per exemple, l'HTC One M8 té un sensor d'1 / 3 "amb un factor de retallada de 7,21, és a dir, la mida de la diagonal d'un sensor de 35 mm és 7,21 vegades més gran que el sensor d'1 / 3" i, quan toqueu l'One M8, la càmera és veritable Segons el factor de retall de distància focal (3,82 mm), arribareu a la distància focal efectiva de 27,54 mm.

No hi ha grans diferències en la distància focal de les càmeres dels telèfons intel·ligents, però els telèfons Samsung utilitzen objectius una mica menys amples que els seus competidors. Tot i això, no fa una gran diferència en l’ús pràctic.