Что такое оптический зум. Что такое цифровой зум в смартфоне
Статьи и Лайфхаки
Наш материал для тех, кто хочет разобраться, что же такое на самом деле цифровой зум, который имеется в вашем смартфоне, согласно приведенным на сайте продавца характеристикам.
На самом деле в нем нет абсолютно ничего сложного: это всего лишь программное масштабирование полученной с сенсора камеры картинки перед тем, как сохранить в фотоснимок в файл.
А какой еще бывает зум
Почему именно цифровой? Потому, что кроме него, зум бывает еще и оптическим. Более того, если речь идет о камерах фотоаппаратов, то в них он встречается гораздо чаще.Объектив фотокамеры имеет достаточные габариты, чтобы разработчики могли предусмотреть изменение фокусного расстояния. Именно этот параметр определяет, насколько «близко» или «далеко» по отношению к фотографу получится на снимке объект.
Диапазон фокусного расстояния в специализированных фотокамерах составляет от 10 до нескольких сотен миллиметров. Более того – для них разработчики предусматривают сменную оптику, как короткофокусную (широкоугольную), так и длиннофокусную (телескопическую).
Конструкция камеры смартфона не позволяет ничего подобного. Поэтому их создателям приходится выкручиваться, компенсируя слабость за счет использования программного обеспечения.
В чем недостатки цифрового зума
Прежде всего, в том, что он ухудшает качество полученных снимков. Объем информации, полученный с сенсора камеры, фиксирован: смартфон не может изменить ни его разрешение, ни характеристики системы линз.А потому, чтобы получить изображение большего масштаба при том же размере снимка, картинку приходится программно «растягивать». При этом ухудшается четкость деталей, и появляются цифровые шумы.
Как с этим бороться
Есть несколько вариантов борьбы с влиянием цифрового зума на качество снимка в смартфоне, так что можно выбрать наиболее подходящий :
- Приобрести дорогую модель с оптическим зумом.
- Выбрать устройство с качественной двухмодульной камерой.
- Сохранять снимок в формате RAW, с тем, чтобы отредактировать его на ПК.
Смартфоны с хорошими двухмодульными камерами тоже нельзя назвать дешевыми. Однако их устройство позволяет получать более качественные фото за счет разницы в фокусном расстоянии каждого из модулей.
Один из них может быть широкоугольным, а второй – телевиком. Комбинируя полученную с двух сенсоров информацию, приложение камеры способно производить цифровое масштабирование гораздо более корректно.
Последний вариант, как ни странно, тоже встречается только в топовых, в крайнем случае – субфлагманских моделях.
В отличие от сохранения снимков в формате JPEG, который приводит к серьезным потерям качества при дальнейшем их редактировании, формат RAW сохраняет гораздо больше данных и позволяет получить куда более качественное изображение.
К сожалению, места такие файлы занимают в разы больше, чем JPEG.
Вывод из вышеописанного однозначный: дешевые телефоны не предназначены для качественной фотосъемки. Тем, кто не хочет приобретать отдельно фотокамеру, но желает получать впечатляющие фото, нужно выбрать модель из топового сегмента.
В ней даже цифровой зум будет гораздо более качественным, чем в бюджетном гаджете.
17.08.2013 11885 Справочная информация 13
Мы уже рассказывали на нашем ресурсе об объективах с фиксированным фокусным расстоянием - . И совсем незаслуженно обошли своим вниманием наиболее распространенные среди любителей фотографии объективы с переменным фокусным расстоянием, которыми штатно оснащаются подавляющее большинство фотокамер - зум-объективы. Эти оптические приборы для фотографии позволяет удалять и приближать сцену съемки, не сходя с места. При очевидном удобстве этой функции, следует знать об особенностях их применения, чтобы получать максимальный результат.
По принципу работы зум может быть оптическим и цифровым. Цифровой зум не имеет никакого отношения к объективу, и в данной статье мы не будем его рассматривать. Диапазон изменения фокусного расстояния зум-объективов (ФР) указывается на корпусе следующим образом:
Что означает: фокусное расстояние может изменяться от 14 до 42 мм на первом изображении и от 18 до 55 мм на втором. Поделив второе значение ФР (как говорят на сленге фотографы - на длинном конце) на первое - получает значение зума или увеличение объектива. (Например, для объектива на первой картинке - 42/14=3,5). Однако нас больше интересует угол зрения, который и определяет, что из видимого уместится в кадре. Угол зрения жестко связан с фокусным расстоянием и физическим размером матрицы (не путайте с количеством пикселей!). Чем больше фокусное расстояние, тем более узкий угол зрения и больше приближение :
Сейчас на рынке представлено большое количество фотокамер с различными физическими размерами матриц: полнокадровые (FF - "фул фрейм", точно соответствующие размерам кадра 35 мм пленки), APS-C ("кропнутые" матрицы любительских зеркалок и просьюмерских компактов) и т.д.
Физические размеры матриц цифровых фотокамер
Для того, чтобы сравнивать углы зрения объективов разных фотокамер, пришлось ввести понятие «фокусное расстояние эквивалентное 35-мм фотопленки» или "эквивалентное фокусное расстояние" (ЭФР). При этом, в характеристиках объектива указываются два фокусных расстояния - реальное (которое написано на объективе) и ЭФР - для сравнения с другими объективами.
Для камер с матрицами, меньшими размера 35-мм пленки, при выборе объектива необходимо учитывать коэффициент, увеличивающий фокусное расстояние, написанный на объективе - Кроп-фактор. Для APS-C матриц, например, это обычно 1.5 (1.6 для камер Canon), что означает, что объектив с указанным на корпусе фокусным расстоянием 50 мм, при установке на камеру с уменьшенной матрицей APS-C будет работать как с ФР 50х1,5 =75 мм.
В таблице, показанной ниже, приведены ориентировочные фокусные расстояния по сюжетам съемки. Значения эти условны, границы указанных диапазонов не следует воспринимать как догму.
Таблица - Значения фокусных расстояний указаны в эквиваленте для 35-мм фотопленки
|
Сюжет съемки |
|
|
Пейзажи, панорамы |
16-28 мм |
|
Портрет, натюрморт, репортаж |
50-85 мм |
|
Дикая природа |
100-500 мм |
Таким образом, для большинства сцен вполне достаточно одного зум объектива с ЭФР 24-70 мм. Если вы обратите внимание, то именно такой, или с близким диапазоном ФР, предлагается в комплектах к камерам со сменной оптикой (китовые объективы с ФР 18-55 мм для любительских зеркалок имеют ЭФР 27-82 мм).
Как происходит в объективе изменение фокусного расстояния? За счет изменения положения линз. Из-за этого, даже в небольших фотоаппаратах, объективы с большим диапазоном ФР приходится сильно выдвигать из корпуса. Это не всегда удобно, так как занимает дополнительное время и снижает надежность.
Подобрать линзы в объективе, идеально работающие при изменении положения между собой, невозможно. Т.е. зум-объектив может показать приемлемые характеристики лишь в узком диапазоне ФР, несмотря на значительно бóльшие возможности. В остальном же диапазоне неизбежны искажения. Для обеспечения достаточного качества для любого положения линз оптические формулы зум-объективов сложны, с большим количеством линз по сравнению с фикс-объективами. К тому же механизм выдвижения может сломаться, особенно при попадании в него песка, не говоря уже о влаге и ее спутнике - плесени. Уплотнительные элементы зум-объектива имеют свойство изнашиваться и терять со временем эластичные свойства. Так же вам, наверное, приходилось слышать о люфте выдвигаемых частей объектива, что не способствует качеству изображения за счет искажения геометрической оси группы линз в объективе.
Оптические схемы фикс и зум объективов. Обратите внимание на количество линз
Если же диапазон ФР большой - так называемые супер-зум объективы (18-120, 18-200 и т.д.) - неизбежна расплата за универсальность: снижение светопропускания, увеличение внутреннего рассеивания, снижение детализации картинки и значительные геометрические искажения объектов съемки при широких углах. Возможно, вы замечали, что при съемке группы людей в тесном помещении на широком угле зум-объектива, лица у тех, кто стоит с краю вытягиваются и закругляются, а сами люди приобретают наклон. Кому такое понравится? То же касается съемки архитектурных сооружений. Чем дешевле объектив и больше диапазон ФР, тем больше искажений и прочих, выше перечисленных дефектов при съемке. Особенно это справедливо для универсальных суперзумов.
Сказанное выше в равно степени относится и к фотоаппаратом с не сменным объективом, имеющим большой диапазон ФР - так называемые всевдозеркалки (или ультразумы).
Итак, следует иметь ввиду: Чем больше диапазон изменения фокусного расстояния (как говорят - больше зум или степень увеличения), тем больше вероятность искажений на широких углах, внутреннее светорассеивание и ухудшение детализации изображения
Стоит отметить, что если вы снимаете для выкладывания в сеть или размер снимков для печати не превышает 10х15 см, то про детализацию можно особо не беспокоиться - качество снимков будет приемлемым. Но светорассеивание и искажения невозможно устранить никакими компьютерными доработками.
Использование больших фокусных расстояний (сильных приближений), не зависимо от принципа работы зума, таит в себе еще две опасности.
1. Чем больше приближение, тем менее стабильно положение камеры . Особенно это чувствуется при маленьких размерах камеры, которую трудно удержать ровно. Объект съемки начинает прыгать, плясать, пропадать из кадра, что при съемке приведет к смазыванию изображения и браку.
Чтобы избежать подобного явления, для получения стабильного изображения, следует использовать короткие выдержки. Но тут кроется еще один подводный камень.
2. При увеличении фокусного расстояния падает светопропускание объектива . То есть фотограф попадает в двойную яму: выдержка должна быть короче, а светопропускание мало. В результате, фотоаппарату не хватит света чтобы сделать корректную экспозицию. И если в солнечный день проблем не будет, то в облачную погоду, в сумерках, съемка с большими фокусными расстояниями представляет большую проблему.
Производители позаботились о пользователях, предлагая объективы со встроенными стабилизаторами изображения, что обычно указывается в описании и . Эти устройства позволяют примерно на 3 ступени расширить диапазон освещённости, при которой получаются качественные снимки.
В вопросе при выборе зума - стоит ли покупать универсальные суперзум-объективы, предпочитая мобильность, или светосильную оптику с умеренным диапазоном ФР, ставя во главу угла качество - однозначного ответа нет. Каждый решает сам, исходя из условий съемки, требуемого качества и других критериев.
Изучите возможности своей аппаратуры, сделав тестовые снимки с различными ФР и для всех перечисленных ситуаций. Так вы будете точно знать, когда и как можно применять разные установки, чтобы получить качественные фотоснимки.
Всего вам фотографического!
Оптический зум получается путем перемещения линз объектива фотокамеры или видеокамеры, чтобы получить снимок объекта с близкого расстояния, не приближаясь к нему. Цифровой зум позволяет обрезать изображение до фокусной части, а затем увеличить обрезанный кусочек. В чем разница и какой вид увеличения лучше?
Что такое оптический зум?
Фотоаппарат с оптическим увеличением приближает изображение перед его захватом. Это делается путем физического перемещения линз внутри объектива камеры относительно друг друга.
У некоторых фотоаппаратов объектив при использовании функции в буквальном смысле «выдвигается». Так вы условно «приближаетесь» к объекту, который хотите заснять. Линзы увеличивают изображение объекта и позволяют заснять его без потери качества.
Камера с оптическим зумом - объектив выдвигается.
Чтобы уяснить себе разницу между двумя типами приближения, надо запомнить две вещи об оптическом:
- оптический зум - это «хардверный» вариант увеличения;
- приближение происходит до съемки .
Что такое цифровой зум?
Камера с цифровым типом приближения снимает изображение с того отдаления, на котором вы находитесь физически. А потом увеличивает определенную его часть, которую вы хотели бы снять поближе, при помощи программного обеспечения.
Кусочек картинки в буквальном смысле вырезается и растягивается до максимального количества мегапикселей, которое имеет сенсор вашей камеры. Фотоаппараты с высоким разрешением могут увеличивать изображение практически без потерь качества.
Камера с цифровым зумом - объектив неподвижный. Отличие программного зума от «оптики», таким образом, следующее:
- цифровой зум - это «софтверный» вариант увеличения;
- приближение происходит после съемки .
Какой зум лучше: цифровой или оптический?
Разберемся, какой вид приближения дает лучшее качество снимка. Если вам хоть раз приходилось программно увеличивать картинки, нам кажется, вы уже догадались. Но все-таки объясним.
При цифровом приближении обрезается часть изображения, а затем увеличивается до разрешения, с которым снимает ваша фототехника (например, 4000 x 3000, если у ваc аппарат c датчиком на 13 МП). Понятное дело, что из-за этого качество снимка снижается по сравнению с исходным - пиксели растягиваются, картинка размывается.
А вот между оптическим зумом и разрешением фотографии нет никакой связи. «Оптика» увеличивает объект съемки до определенного размера, как если бы вы навели на него лупу. А фотоаппарат снимает «изображение под лупой». Таким образом, у вас получается снимок увеличенного объекта с максимальным разрешением (тем же 4000 x 3000).
Так что «хардверный» вариант, разумеется, дает намного более качественные снимки по сравнению с программным.
Чем улучшить цифровой зум?
Цифровое приближение применяется в большинстве компактных бытовых фотокамер - за это их и прозвали «мыльницами», потому что они как бы «замыливают» фото. А также в ручных видеокамерах, «глазках» видеонаблюдения и абсолютно во всех смартфонах.
Что же делать, если хочется делать красивые снимки на телефон, а покупать профессиональную фототехнику - нет? Посоветуем пару штуковин, которые добавляют «оптику» к камере обычного мобильника.
Внешний объектив
Он надевается прямо на камеру телефона, крепясь к корпусу клипсой. Таким образом, вы можете использовать и преимущества «оптики», и цифровое увеличение телефона, чтобы в комбинации получить суперчеткий снимок. На рынке представлен большой ассортимент таких аксессуаров с разной степенью приближения. Их цена варьируется в районе 500-1500 рублей.
Статьи и Лайфхаки
Среди пользователей гаджетов не так-то много тех, кто способен сходу ответить, что же такое оптический зум в современном смартфоне и почему он так редко встречается.
Однако когда этот термин звучит в характеристиках камеры устройства, так и слышится дружное «вау!» восхищенных гиков. Постараемся расставить все точки над «i».
Суть проблемы масштабирования объектов при фотосъемке
В зависимости от конкретной ситуации, фотографу зачастую требуется максимально увеличить объект на снимке, или, напротив, отдалить его.В случае использования профессиональной фототехники никаких проблем с этим не возникает. За увеличение или уменьшение отвечает характеристика объектива, известная как фокусное расстояние.
Физическая суть ее для нас совершенно не важна, гораздо важнее знать, что объективы бывают :
- короткофокусными (широкоугольными);
- длиннофокусными (телескопическими).
Если же речь идет о камере смартфона, то ничего подобного она не предусматривает из-за габаритных ограничений.
Фокусное расстояние фиксированное, поэтому говорить об аппаратном масштабировании, которое, собственно, и понимают под понятием «оптический зум» (optical zoom), не приходится.
Вместо него используется цифровой зум – обработка полученной с сенсора камеры информации программными методами. Нетрудно понять, что результат в этом случае будет далек от идеала, да и диапазон зуммирования будет очень скромным.
В объективах фотокамер он вполне может быть десятикратным, а в смартфонах даже четырехкратная величина – уже повод для гордости. Чем больше диапазон изменения масштаба, тем больше цифровых шумов вносится при цифровой обработке в снимок.
В каких гаджетах есть оптический зум
До последнего времени использование в смартфонах оптического зума было такое, что отбивало всякую охоту с ним связываться. Устройства, способные на такой подвиг, представляли собой полное убожество как телефоны.
Особенно показателен в этом отношении Samsung Galaxy S4 Zoom, разработчики которого, что называется, присобачили объектив фотокамеры к корпусу обыкновенного смартфона.
И даже возможность десятикратного оптического масштабирования закономерно не смогла обеспечить этому чудищу популярности.
Однако в последнее время появился ряд вполне изящных моделей , в которых реализован как минимум двукратный оптический зум:
- Apple iPhone 7 Plus;
- Xiaomi Mi 6.
Благодаря этому можно было перемещать систему линз на значительное расстояние, невозможное при традиционном положении. А свет попадал на сенсор сквозь специальную призму, преломлявшую его под прямым углом.
Однако до сих пор модели, оснащенной данной технологии, на рынке не появилось.
Слово зум перекочевало в Русский язык от английского zoom, что означает "Увеличение". С помощью него можно визуально приближать или отдалять видимые объекты. Увеличения картинки можно добиться двумя способами: аппаратным (с помощью оптики объектива) или программным (с помощью приложений).
Цифровой зум (Zoom).
Он же программный. Увеличение достигается за счет "растягивания" изображения. Применительно к камерам видеонаблюдения, такой зум в основном применяется на поворотных ptz камерах, оператор увидел что-то интересное, навел на объект объектив, если есть оптический зум, сперва использовал его, в случае когда изображение не достаточно крупное применяется цифровое увеличение. Нужно понимать, если разрешение не достаточно большое, а объект находится далеко, то мы получим через чур растянутое, плохо различимое изображение состоящее из крупных пикселей (точек). Другое дело, если у вас современные цифровые камеры видеонаблюдения с огромным , в этом случае изображение с применением цифрового зума будет состоять из большего количества точек, следовательно качество полученного изображение будет на порядок выше. Цифровой зум может быть использован на видеорегистраторе, на цифровой Ip камере, при просмотре видеозаписи на компьютере с помощью проигрывателя или программы для монтажа. Является хорошим дополнением к оптическому зуму или при полном его отсутствии.
Оптический зум (Zoom).
Увеличение происходит за счет изменения фокусного расстояния объектива. Камеры видеонаблюдения с таким объективом называют вариофокальные. Большое распространение получили вариофокальные камеры с объективом 2.8-12мм. Как вы уже поняли это диапазон фокусных расстояний, который можно изменять, и тем самым увеличивать или отдалять изображение.
Вариообъектив может оснащаться электропроводом, то есть изменять фокусные расстояния можно удаленно, с помощью настроек на видеорегистраторе, компьютере или с мобильного приложения. Объектив с такой конструкцией называется "моторизованный". Стоимость камер с таким объективом будет значительно выше. Также стоит отметить недостаток такой конструкции: в сильные морозы может нарушиться работа механических элементов автопривода, что может привести к неработоспособности трансфокатора в зимнее время или до наступления потеплений.
Вариообъектив без электропривода лишен такого недостатка, фокусное расстояние и резкость на камерах с таким объективом как правило настраивается один раз - при монтаже. В итоге мы получаем нужный нам зум и нужные углы обзора, в зависимости от условий эксплуатации.
Рассмотрим особенности трансфокаторного (варио) объектива 2.8-12мм.
2.8мм - в нашем случае это минимальное крайнее положение, картинка будет максимально отдалена, изображение будет мелким, но при этом увеличиваются углы обзора.
12мм - максимальное крайнее положение, картинка будет "зазумлена", то есть максимально увеличина, при этом естественно углы обзора будут минимальными.
Можно найти компромисс, задать среднее положение, например 7.4 мм. Все зависит от ваших потребностей.
Если сравнивать полученные изображения при использовании цифрового и оптического зум"а, то оптический несомненно выигрывает, потому как при хорошей матрице и оптики не дает видимых оптических искажений.
Zoom камеры видеонаблюдения (Зоом).
Это камеры выдеонаблюдения с "моторизованным" объективом, который ранее нами упоминался. Чаще всего это поворотные уличные камеры, с возможностью настройки зума, фокуса и диафрагмы. Большинство моделей оснащены возможностью использовать помимо оптического увеличения еще и цифровое.
Обратите внимание, чтобы такая камера имела автофокус, иначе после каждого наведения на новый объект придется фокус настраивать вручную, что не очень удобно.
Вопросы, замечания и предложения пишите на: samohvalov@сайт