Por qué la carrera por los megapíxeles en los teléfonos inteligentes es absurda

Cómo funciona la cámara del teléfono inteligente

Una cámara es algo complejo: integra un sensor, un sistema óptico, un controlador y otros componentes auxiliares, así como un software para el procesamiento de fotos y videos. Consideremos cada elemento con más detalle.

Matriz

La matriz es un microcircuito rectangular que consta de elementos sensibles a la luz: píxeles. Cada píxel contiene tres subpíxeles. Un subpíxel transmite solo ciertas longitudes de onda: para rojo, verde o azul (rojo, verde, azul). Este modelo de color se llama RGB.

Además, la matriz puede ser monocromática, sin filtros de color. Tres veces más fotones caen sobre cada uno de sus píxeles. El resultado son fotografías en blanco y negro más nítidas. Estas matrices se pueden utilizar para mejorar la imagen en color de otro módulo de cámara.

Una de las principales características de una matriz es la resolución. Refleja cuántos píxeles caben en él.

Lente

La pequeña lente del teléfono inteligente es casi una joya. Un sistema raro incluye de 4 a 5 elementos; por lo general, hay de 7 a 8 y más.

En teléfonos inteligentes con varias cámaras, cada matriz tendrá su propia lente. Cada uno de ellos resuelve su propio problema:

• Teleobjetivo (telefoto) es necesario para disparar a larga distancia.
• Gran angular (shirik) ayudará a colocar más objetos en el marco; esto es útil para fotos de grupo y fotografía de arquitectura.
• Universal la lente le permitirá fotografiar moderadamente bien cualquier sujeto: desde un retrato hasta un paisaje.
• Lente varifocal (zoom) puede acercar al sujeto.

Las lentes para lentes de teléfonos inteligentes están hechas de vidrio o polímeros especiales. Si su transparencia está lejos de ser ideal y los elementos no están bien ajustados, no espere buenas fotos. Incluso si la lente se mueve unos pocos micrones, el sistema óptico se desenfocará.

Diafragma

El diafragma es el orificio a través del cual la luz ingresa a la cámara. Determina cuánta luz puede recibir el sensor. El valor de apertura se emite en formato f / 1.7.

Sistema de estabilización

La estabilización compensa el desenfoque causado por el movimiento de la cámara, como cuando se dispara con la computadora de mano en lugar de usar un trípode. Puede ser de dos tipos:

• Óptico. Un sistema electromecánico honesto que sostiene físicamente la cámara en una posición (al menos lo intenta). Le brinda fotos más nítidas con un ruido mínimo y le permite hacerlo casi sin procesamiento de software.
• Electrónico. Estos son algoritmos de software. La cámara sigue temblando, pero al analizar varios fotogramas se crea un resultado más o menos decente.

Sistema de autoenfoque

El enfoque automático determina la distancia al objeto y ajusta los parámetros de la óptica de la cámara en consecuencia. Los teléfonos inteligentes modernos utilizan tres tipos de sistemas:

• Fase. Los sensores especiales recogen rayos de luz en diferentes puntos del marco. Luego, la luz se divide en dos corrientes y se envía a un sensor de luz para determinar la distancia al objeto. Ventajas: alta precisión y rapidez de trabajo. Desventajas: alto precio, complejidad del diseño y su configuración.
• Contrastando. Se analiza el contraste de la escena. Al mover las lentes, la cámara intenta maximizar el contraste del sujeto con el fondo. Ventajas: tamaño compacto y bajo costo. Desventajas: el sistema es más lento y no es adecuado para escenas de acción.
• Híbrido. Combina el enfoque de fase y contraste para obtener los mejores resultados.

Software

El software también puede considerarse parte de la cámara, porque está directamente involucrado en la obtención del resultado del rodaje. Hoy en día, ni un solo teléfono inteligente le brinda marcos tal cual, sin procesamiento de software. Los algoritmos sofisticados, que a menudo utilizan una gran base de datos o tecnología de inteligencia artificial, editan cada toma para "hacerte hermosa".

Las imágenes sin procesar no serán lo suficientemente brillantes o claras. El software elimina la sobreexposición, dibuja las áreas oscuras, mejora los colores, aumenta la nitidez. Y hace todo esto de forma automática y muy rápida.

Pero también hay una desventaja de la moneda. La reducción de ruido agresiva puede hacer que una foto tomada al anochecer parezca granulada, como si constara de muchos puntos pequeños. Esto degrada los detalles y hace que los colores sean poco naturales.

¿A qué afecta la cantidad de píxeles?

Las características detalladas de un teléfono inteligente generalmente indican el tamaño físico de la matriz de la cámara, algo así como 1 / 2.6 ″. En el sitio web del fabricante, puede encontrar datos sobre el tamaño de píxel en la matriz. Este parámetro afecta la cantidad de puntos en el marco. Cuanto mayor sea la resolución, mejor se reproducirán los detalles.

Pero si los píxeles son pequeños, cada uno de ellos recibe poca luz y no puede determinar con precisión el color de un punto en la imagen real. Como resultado, aparece ruido en la foto.

El ruido son puntos dispersos de color y brillo aleatorios. Cuanto peor sea la iluminación y menor sea la calidad de la matriz de la cámara, más ruido habrá en la foto.

Su número en el cuadro es proporcional al tamaño de píxel o al cuadrado de la diagonal de la matriz. Si comparamos dos matrices con puntos de 1,55 µm y 1,1 µm, entonces la trama con la primera tendrá la mitad de ruido.

El rango dinámico de la matriz también es importante: su capacidad para capturar todo el espectro de colores y brillo del mundo circundante. Los baratos tienen un alcance pequeño y las fotos están descoloridas, nubladas.

Por qué los fabricantes de teléfonos inteligentes persiguen píxeles

Porque los compradores siempre quieren más. Incluso si en un automóvil para 300 caballos tienes que pararte en un atasco o jugar al solitario en una computadora de juego genial.

¿Qué teléfono inteligente comprarías por el mismo precio: con una cámara de 12 MP o una de 48 MP? Al elegir el segundo, obtienes cuatro veces más megapíxeles por el mismo dinero. Pero tus fotos no se cuadriplicarán.

Un sensor con muchos píxeles pequeños es más barato que un sensor con píxeles grandes y se venderá mejor.

Las matrices grandes ocupan más espacio dentro del teléfono inteligente. El sistema óptico para ellos también debería ser más grande. En consecuencia, habrá menos espacio para las partes restantes del cuerpo. El teléfono inteligente se volverá más grueso o la cámara sobresaldrá. Deberá protegerse con cristal templado o zafiro. Y esto también es dinero.

Vender un teléfono inteligente caro y gordo es difícil. Es más fácil pedir matrices con una gran cantidad de píxeles pequeños y realizar una campaña de marketing ruidosa: en la foto con las cámaras añaden un sello automático "disparo en un supermegaflagman con 48 megapíxeles" para que todos sepan que alguien ha comprado uno nuevo teléfono inteligente. Y permita que los fanáticos y los profesionales usen DSLR.

Aunque Nokia, por ejemplo, se arriesgó y consiguió los míticos smartphones Lumia 1020 con cámaras de 41 megapíxeles. ¡Y esto es en 2013!

¿Qué determina la calidad de la foto en la realidad?

Tamaño de matriz y píxel

Si toma dos matrices de la misma resolución, entonces las fotos de mejor calidad se obtendrán potencialmente con la más grande de ellas. Allí, los píxeles son más grandes, lo que significa que caen más fotones sobre cada uno al disparar. Como resultado, los subpíxeles pueden determinar con mayor precisión el color de un punto específico.

Parecería que si en una matriz los píxeles tienen un tamaño de 1,4 micrones, y en la otra, 1,2 micrones, son prácticamente iguales. Pero el 17% es una diferencia notable que definitivamente se mostrará en la calidad de las fotos y videos, especialmente si dispara con poca luz.

Otro punto importante es la distancia entre píxeles adyacentes. En matrices pequeñas, los fabricantes ahorran francamente. En los más grandes, pueden permitirle separar cualitativamente los píxeles vecinos para que no se afecten entre sí.

Producción tecnológica

Los nuevos métodos permiten determinar con mayor precisión la intensidad del flujo de luz de un número menor de fotones, y significa proporcionar un bajo nivel de ruido y una buena reproducción del color, incluso si dispara al atardecer sin destello.

Pero necesitas leer y analizar. Por ejemplo, el teléfono inteligente HTC One (M7) ofrecía tecnología UltraPixel. El fabricante prometió un aumento importante en la calidad de las fotos y videos.

De hecho, los UltraPixels resultaron ser píxeles de 2 micrones más grandes. ¿Puede esto considerarse una nueva tecnología? Improbable. A modo de comparación: el Google Pixel, que también fue ensamblado por HTC y que en un momento fue considerado uno de los mejores teléfonos con cámara del mercado, tenía una matriz con píxeles de 1,55 micrones. El tamaño de la cámara no se aumentó para no aumentar el grosor del teléfono inteligente. La resolución de la matriz de 5 megapíxeles fue pequeña incluso para 2014. Como resultado, no hubo colas para HTC One (M7).

Otro ejemplo son tecnologías como Super Pixel o Quad Pixel. Se combinan cuatro píxeles adyacentes de una matriz grande para obtener una foto de menor resolución, pero de mejor calidad. La solución es puramente software. Si la matriz es regular, la eficiencia será baja.

Estabilización

La estabilización óptica siempre es mejor que la digital. Los algoritmos de posprocesamiento se seguirán aplicando al fotograma, y ​​es mejor si es nítido inicialmente.

Enfocar

Para acercarse al sujeto en el encuadre, el zoom óptico desplaza las lentes y la calidad de la foto prácticamente no se ve afectada. El zoom digital estira parte de la imagen para llenar todo el cuadro. Esta función está disponible en cualquier editor de fotosa menudo incluso en una aplicación de cámara estándar. Por lo tanto, no tiene sentido pagar por el zoom digital.

Sistema de autoenfoque

El AF de contraste es un sistema económico para cámaras mediocres. El autofoco de detección de fase es adecuado si está fotografiando niños, gatos o atletas que corren rápido. Pero la opción ideal es un sistema híbrido que combine las ventajas de la detección de fase y el enfoque automático por detección de contraste.

Diafragma

Dado que un teléfono inteligente se usa para disparar en una amplia variedad de situaciones, una cámara con una apertura más grande se beneficiará: f / 1.7 es mejor que f / 2.0. Cuanto mayor sea el valor (o menor el número después de la barra), mayor será la apertura de la lente y más eficiente funcionará al anochecer o en interiores.

Nombre de la marca

Sí, no es solo una herramienta publicitaria. Sucede que la misma matriz está instalada en el teléfono inteligente chino y el buque insignia de la marca A. Pero las tomas de salida son muy diferentes.

Si el fabricante no invierte esfuerzo y dinero en el desarrollo de componentes, tecnologías y software, no debe esperar marcos hermosos y claros. Si ahorra en todo, por ejemplo, se pone lentes baratos con poca transparencia, esto afectará el resultado.

Que recordar

• Decenas de megapíxeles son principalmente marketing. La calidad de las fotos y los videos no depende directamente de ellos.
• Incluso 5 u 8 megapíxeles son suficientes para imprimir una imagen de buena calidad en una hoja horizontal. La resolución de pantalla 4K de un televisor avanzado es de aproximadamente 8 a 9 megapíxeles. Full HD: solo 2 megapíxeles.
• Los píxeles más grandes recogen más luz. El resultado es un marco nítido y bien detallado con colores naturales y sin ruido.
• Si no quiere preocuparse por la teoría, vaya a la práctica. Las revisiones comparativas de los teléfonos inteligentes y las fotos de las cámaras (de tamaño completo y recortadas - fragmentos cortados y ampliados) permitirán comprender el estado real de las cosas.