13 Мар 2018

Апертура камеры телефона. Что это?

В характеристиках современных смартфонах часто указывается такой параметр как «апертура» камеры. И если ранее покупатели обращали внимание в основном на число мегапикселей матрицы, то сегодня на процесс выбора влияет совокупность параметров, включая диапазон скорости затвора и чувствительность (ISO).

Что такое апертура

Апертура – это физический размер отверстия, через которое свет попадает на линзы объектива. То есть от апертуры зависит, сколько света попадет на матрицу в момент съемки, что напрямую влияет на четкость изображения. Чем шире апертура – тем больше света, поэтому этот параметр очень важен при съемке в плохо освещенных местах.

Измеряется апертура в f-стопах, значение указывается в характеристиках камеры как дробное число, например, f/1.4 или f/2.8. Чем меньше число, тем больше степень расширения диафрагмы (увеличение апертуры), что положительно сказывается на качестве фотографий. Например, в смартфоне IPhone 6S апертура f/2.2, а в Samsung Galaxy S7 – f/1.7 (широкоугольный объектив). Поэтому при равных условиях съемки, камера от Самсунг пропустит на матрицу больше света.

Как апертура влияет на качество фотографий

В процессе съемки необходимо учитывать все основные параметры цифровой камеры смартфона. Если камера отличается широкой апертурой, можно изменить настройки в сторону увеличения скорости затвора и уменьшения значения ISO для съемки в условиях избыточной освещенности.

Если же в смартфоне значение апертуры f/2.2 (стандарт для моделей среднего ценового сегмента), то при съемке в плохо освещенных местах, параметр ISO необходимо увеличить.

Камеры с увеличенной апертурой – это лучший выбор для тех, кто часто снимает в помещениях, флагманские модели производителей обычно оснащаются камерами с апертурой f/1.8 или f/2.0, что позволяет получить качественные снимки. А в последние время набирают популярность смартфоны с двумя камерами. Так, в IPhone 7s одна камера с апертурой f/1.8, а вторая - f/2,8. Подобная комбинация позволяет в автоматическом режиме получать отличные фотографии вне зависимости от уровня освещенности и других факторов.

При выборе смартфона с хорошей камерой нужно обращать внимание на многочисленные ее параметры. С разрешением все просто: чем больше мегапикселей – тем лучше теоретическая максимальная детализация снимка. С размерами матрицы и отдельных пикселей тоже все просто: чем они больше – тем больше света улавливает, и тем выше будет четкость при недостатке освещения. А вот диафрагма или апертура – это характеристика, которая труднее поддается пониманию. Например, тот факт, что меньшая цифра – это зачастую лучше, озадачивает многих.

Диафрагма (апертура) – это отверстие в объективе камеры, через которое поступает свет на матрицу. В описании смартфонов эти слова используются, как синонимы, но они имеют несколько разное происхождение. Термин «диафрагма» изначально относился к физической детали объектива, диафрагменной шторке, регулирующей размеры светопропускного отверстия. А «апертура» - это характеристика, указывающая на характеристики этой шторки.

Объектив зеркалки с изменяемой диафрагмой

Так как в мобильных камерах эта деталь отсутствует, оба термина применяются именно во втором значении. Также в качестве синонима терминов «апертура» и «диафрагма» часто применяется слово «светосила». В описании камер смартфонов все эти понятия характеризуют способность оптики пропускать свет.

В чем измеряется диафрагма (апертура) камеры смартфона

Значение диафрагмы (апертуры) камеры смартфона является относительной величиной, выражающейся через фокусное расстояние.

Фокусное расстояние – это расстояние между матрицей и оптическим центром объектива, то есть точкой, в которой сходятся лучи света, попадающие сквозь линзы внутрь модуля камеры. Значение светосилы позволяет определить, насколько эффективно улавливает свет камера, в сравнение с другими.

Расположение диафрагмы камеры смартфона

Числовое значение апертуры – это производная величина, указывающая соотношение ФФР (физического фокусного расстояния) и диаметра отверстия в объективе. Записывается оно в формате дроби f/X, где f – ФФР, а X – делитель. Популярное значение диафрагмы f/2 означает, что диаметр отверстия камеры в два раза меньше, чем фокусное расстояние. Если ФФР равно 4 мм (это тоже одно из популярных значений, так как больше получить от модуля, высотой около 6 мм, не выйдет), то при апертуре f/2 диаметр глазка объектива составит 2 мм. Если фокусное расстояние составляет 5,6 мм, а диафрагма – f/2,8 (такие параметры 12 лет назад имел камерафон Nokia N73), то 5,6/2,8=2, то есть, «зрачок» опять имеет диаметр 2 миллиметра.

Разные значения апертуры. Диаметр отверстий выдержан в одном масштабе.

На что влияет значение апертуры

Так как диафрагменное число указывает на диаметр отверстия объектива, то от его значения зависит количество света, попадающее на матрицу. Чем больше отверстие – тем больше будет света. Именно из-за того, что число после дроби – это делитель, чем оно меньше – тем больше будет физический диаметр «зрачка». Ведь если поделить 4 на 1,8 (f/1,8), то получим 2,22 мм, а деление 4 на 2,2 (f/2,2) даст уже 1,82 мм.

Если вспомнить формулу площади круга πr 2 (а r – это половина диаметра) и провести расчет, можно определить разницу в светопропускной способности. Для отверстия диаметром 2,22 мм площадь составит 3,48 мм2, а для 1,82 мм – 2,85 мм2. Поделив первое на второе, получаем разницу в 1,22 раза, то есть, оптика с апертурой f/1,8 пропускает на 22% больше света, чем с f/2,2.

Из-за того, что разные камеры имеют разное ФФР (у смартфона это несколько миллиметров, а у зеркалки – в 10-100 раз больше), сравнивать по апертуре очень разные фотокамеры нельзя. Например, смартфон с матрицей 1/3" при значении апертуры f/2 улавливает такое же количество света, как полноформатная зеркалка с диафрагмой f/13-f/15. Однако если сенсоры камер сравниваемых смартфонов близки по параметрам или идентичны (как в тех же и , на примере которых и проведены расчеты выше), то разница в светосиле позволяет оценить разницу в светопропускной способности.

Одной из главных полезных возможностей современного смартфона является функция фотографирования. Для получения хорошего фото, необходимо чтобы камера обладала определенными качествами и характеристиками. Сегодня, в рамках данной статьи, мы поговорим о том, что такое апертура камеры, за что она отвечает, и как она влияет на качество снимков.

Практически каждый из нас делает как минимум 2-3 снимка в день с помощью камеры мобильного телефона. Кто-то после их выкладывает в Instagram или Facebook, делится в мессенджерах, размещает на досках объявлений. Всех нас объединяет одно желание — чтобы камера смартфона снимала лучше, фотографии были четче, насыщенней, детализированней, чтобы было меньше шумов и т.д. Как этого добиться? На это влияет очень много различных факторов, характеристик и настроек:

• Количество мегапикселей и их размер
• Баланс белого
• Качество сжатия и формат снимка
• Аппретура камеры

О последней характеристике мы сегодня как раз и поговорим — апертура камеры что это? Как она влияет на качество фотографии?

Термин «мегапиксель» можно расшифровать как один миллион пикселей. То есть 12-мегапиксельная камера делает снимки, которые состоят из 12 миллионов крохотных точек. Чем больше этих точек (пикселей) в изображении, тем чётче оно выглядит, тем выше его разрешение.

Из этого можно сделать вывод, что камера с большим количеством мегапикселей снимает лучше той, у которой их меньше. Но это не совсем так.

Проблема в том, что в наше время имеют больше мегапикселей, чем нужно. Давайте вспомним про экраны: FullHD-телевизор имеет разрешение 2,1 мегапикселя, а новейший 4K-телевизор - 8,3 мегапикселя. Учитывая, что в камере почти каждого современного смартфона можно насчитать более 10 мегапикселей, дисплеи просто не могут отображать столь высокое разрешение в полной мере.

Вряд ли вы заметите разницу между фотографиями современных камер с разным количеством мегапикселей, поскольку даже новейшие экраны не поддерживают таких разрешений.

На самом деле преодоление отметки в 8,3 мегапикселя может быть полезным, если вы намерены кадрировать снимки. Другими словами, сделав фото с помощью 12-мегапиксельной камеры, вы можете отрезать от него значительный фрагмент. При этом разрешение снимка всё равно может остаться выше, чем у 4K-телевизора.

Совет . Не гонитесь за камерами, которые насчитывают больше 12 мегапикселей. Этого количества хватит с запасом, если только вы не собираетесь разрезать снимки на фрагменты или редактировать их в профессиональных целях.

Размер пикселя важнее

Показатель, который точнее характеризует камеру смартфона, - это размер пикселя. В общем списке характеристик его числовое значение указывают в микрометрах перед сокращением µm. Камера смартфона с размером пикселя 1,4µm почти всегда снимает лучше другой с размером 1,0µm.

Если достаточно приблизить фотографию, на ней можно разглядеть отдельные пиксели. Цвета этих мелких точек определяются микроскопическими сенсорами света внутри камеры смартфона.

Эти сенсоры тоже называют пикселями, поскольку каждый из них захватывает свет для соответственного пикселя на изображении. Таким образом, если в вашей камере 12 мегапикселей, она имеет 12 миллионов светочувствительных пикселей.

Каждый сенсор запечатлевает частицы света, известные как фотоны, и определяет с их помощью цвет и яркость пикселя на снимке. Но фотоны очень активны, и захватить их не так просто. К примеру, вместо синей частицы сенсор может поймать красную. В итоге вместо пикселя одного цвета на изображении окажется точка другого.

Чтобы избегать таких неточностей, светочувствительный пиксель ловит по несколько фотонов сразу, а специальное ПО высчитывает на их основе правильные оттенок и яркость точки на итоговом фото. Чем больше площадь пикселя, тем больше фотонов он может захватить, тем точнее будут цвета на финальном изображении.

Совет . Остановитесь на камерах, которые имеют не более 12 мегапикселей. Большее число вынуждает производителя жертвовать размером пикселей, чтобы вместить всё в ограниченном пространстве. Сравнивая камеры с равным количеством мегапикселей, выбирайте ту, размер пикселей в которой больше.

Апертура

Другая важная характеристика камеры, которой не стоит пренебрегать, - это апертура. Её указывают с помощью символа f, поделённого на числовое значение. К примеру: f/2,0. Поскольку f делят на число, то чем оно меньше, тем лучше апертура.

Чтобы понять смысл апертуры, вспомните о размере пикселя. Чем он крупнее, тем больше частиц света захватывает камера, тем точнее цветопередача. Теперь представьте, что пиксель - это ведро, а фотоны - капли дождя. Выходит, чем шире ведро (пиксель), тем больше капель (фотонов) в него попадает.

Апертура напоминает воронку для этого ведра. Её нижняя часть совпадает по диаметру с ведром, но верхняя - гораздо шире, что помогает собрать ещё больше капель. Как следует из аналогии, широкая апертура позволяет сенсору захватить больше частиц света.

Конечно, в реальности никакой воронки нет. Этого эффекта достигают за счёт линзы, с помощью которой камера захватывает больше света, чем способны уловить её пиксели.

Основное преимущество широкой апертуры заключается в том, что благодаря ей камера лучше снимает в условиях низкой освещённости.

Когда света слишком мало, светочувствительные пиксели могут не захватить достаточного количества фотонов. Но широкая апертура решает эту проблему, открывая доступ к большему количеству частиц.

Совет . Не забывайте, меньшее число означает более широкую апертуру. Так что делайте выбор в пользу камер со значением f/2,2 и ниже, особенно если часто фотографируете ночью или внутри помещений.

Стабилизация изображения: EIS и OIS

Среди прочих характеристик камеры вы можете найти стабилизацию изображения двух видов: оптическую - OIS (Optical Image Stabilization) и электронную - EIS (Electronic Image Stabilization).

Когда сенсор камеры движется из-за дрожания руки, OIS стабилизирует изображение физически. Если вы, к примеру, ходите во время съёмки видео, каждый шаг обычно меняет положение камеры. Но OIS сохраняет относительную стабильность сенсора, даже если вы трясёте смартфоном. В результате технология минимизирует дрожь на видеозаписях и размытие на снимках.

Наличие оптической стабилизации сильно повышает стоимость устройства и требует немало пространства для дополнительных деталей. Поэтому вместо неё в смартфоны часто внедряют электронную стабилизацию, которая создаёт похожий эффект.

EIS обрезает, растягивает изображения и меняет перспективу отдельных кадров, из которых состоит видео. Это происходит программно и уже с отснятым материалом, поэтому электронную стабилизацию можно применять даже к роликам, записанным на камеры с OIS, чтобы делать их ещё более плавными.

По большому счёту, иметь камеру с оптической стабилизацией лучше. Ведь электронная обработка кадров может снизить качество и создать эффект желе на видео. К тому же EIS почти не уменьшает степень размытия на снимках. Но стоит отметить, электронная стабилизация не перестаёт развиваться, что подтверждает качество роликов, снятых на аппараты .

Совет . Если можете, выбирайте устройства с оптической стабилизацией, если нет - останавливайтесь на электронной. Игнорируйте аппараты, которые не поддерживают ни OIS, ни EIS.

Мы писали ранее.) Ее важнейшей функцией является глубина резкости: так, например, благодаря апертуре можно сделать фон размытым, выделив при этом объект, или же наоборот, оставить все в фокусе.

1. Что такое апертура?

Выражаясь простым языком, апертура это отверстие в объективе, через которое проходит свет, попадающий на сенсор. По принципу работы она в каком-то роде похожа на человеческий глаз. И если проводить подобную аналогию с самой камерой, то получается, что линза выполняет функцию роговицы – она собирает весь видимый свет, отправляя его через радужную оболочку, которая в свою очередь расширяется или уменьшается в зависимости от количества поступающего света, контролируя таким образом диаметр зрачка. Сам же зрачок это нечто вроде дыры, через которую и проходит свет дальше, вглубь глаза, где и попадает на сетчатку. Так, получается, что апертура и зрачок выполняют одинаковую функцию: свет проходит через апертуру и попадает на сенсор камеры, аналогично зрачку и сетчатке. Чем больше диаметр апертуры – тем больше света попадает на сенсор. И точно так же, чем больше диаметр зрачка, тем больше света попадает на сетчатку.

2. Диаметр апертуры

Аналогом радужной оболочки, контролирующей размер апертуры, в оптике называется диафрагмой. Функция диафрагмы заключается в том, чтобы благодаря увеличению и уменьшению диаметра апертуры, ограничивать количество света, попадающего на фотосенсор.
В фотографии апертура измеряется в f-числах или в f-стопах, и чем меньше значение f-стопа, тем больше размер апертуры. Многие люди находят это сбивающим с толку, ведь обычно большее число подразумевает большее значение, но не в этом случае. Так, f/1.4 больше, чем f/2.0 и еще больше, чем f/8.0.
Для четкого понимания лучше взглянуть на иллюстрацию ниже:

Взаимоотношение размера апертуры к значению f-стопа.

3. Глубина резкости

Еще одна вещь, которую нужно знать об апертуре, это глубина резкости - область фотографии, которая находится в фокусе:
Если f-число равно f/32, то в фокусе будут находиться как передний, так и задний планы. Если же выбрать значение f/1.4, то задний план окажется размытым, оставляя в фокусе лишь объекты переднего плана. Это явно видно на изображениях ниже:

Левая фотография сделана с f-числом равным f/2.8, а правая с f/8.0

Как видно из этого примера, даже небольшое изменение f-числа с f/2.8 до f/8.0 довольно сильно влияет на глубину резкости. И если бы я использовал f-стоп, равный f/32, то фон оказался бы таким же четким, как и WALL-E на втором снимке.
Еще один пример:

Почтовые ящики – апертура равна f/2.8

На фотографии выше, благодаря малой глубине резкости, лишь слово «Cougar» оказалось в фокусе, оставив пространство впереди и позади надписи размытым. Если же в данном случае использовалось f-число, равное f/1.4 и камеру бы сфокусировали на буквах, то только одна буква и была бы в фокусе.

4. Диафрагма объектива: Максимум и минимум

У каждого объектива есть свой лимит максимального и минимально возможного диаметра апертуры. Увидеть эти значения можно в спецификациях вашего устройства, они обычно обозначаются как Lowest f-number (Наименьшее f-число) и Highest f-number (Наивысшее f-число).

Внимание стоит обратить на максимальное значение, так как оно показывает насколько быстр ваш объектив. Так, объектив с наивысшим f-числом, равным где-то f/1.2 или f/1.4 считается быстрым, так как может пропустить больше света, чем, например, объектив с диафрагмой f/4.0. Поэтому объективы с большой апертурой более пригодны для фотографии в условиях недостаточной освещенности. Кроме того, широкая апертура позволяет лучше изолировать предметы переднего плана от заднего фона. Так что при покупке объектива следует внимательно отнестись к этим параметрам.

Наименьшее же значение диафрагмы не настолько важно, так как почти все современные фотоаппараты имеют апертуру равную как минимум f/16 – чего вполне достаточно для обыкновенной каждодневной съемки.