یک دوربین عالی برای گوشی هوشمند از چه بخش‌هایی بهره می‌برد؟

گوشی‌های هوشمند مدرن در زمینه‌ی عکاسی امکانات شگفت‌انگیزی دارند. دوربین گوشی ها آن‌قدر بهبود یافته‌اند که در برخی موارد دوربین‌های حرفه‌ای را هم به چالش می‌کشند. احتمالا برای شما هم این سؤال پیش آمده که این دوربین‌های بسیار کوچک چگونه به چنین کیفیت قابل توجهی دست یافته‌اند؟

کمپانی‌ها میلیاردها دلار در بخش تحقیق و توسعه خرج می‌کنند تا کاربران بتوانند برای اینستاگرام خود عکس‌های جذابی از غذاها بگیرند. دوربین گوشی های هوشمند از چندین بخش مختلف بهره می‌برند و بسیاری از کاربران آشنایی خاصی با این موارد ندارند. به همین خاطر در این مطلب می‌خواهیم به‌صورت مختصر و مفید بخش‌های مختلف دوربین گوشی های امروزی را توضیح بدهیم.

سنسور

دوربین گوشی ها راه پر پیچ‌وخمی را پشت سر گذاشته‌اند اما این صنعت هنوز در حال دست و پنجه نرم کردن با چالش‌های مربوط به سنسورها است. هرچقدر سنسور بزرگ‌تر باشد، نسبت به موارد کوچک‌تر عملکرد بهتری دارد و همین موضوع محدودیت زیادی برای شرکت‌ها ایجاد می‌کند. به همین خاطر شرکت‌های سازنده گوشی‌های هوشمند معمولا از سنسورهایی به اندازه ۱/۲.۳ تا ۱/۱.۷ اینچ استفاده می‌کنند.

برای اینکه موضوع را بهتر متوجه بشوید، باید بگوییم که هواوی P30 پرو از سنسور ۱/۱.۷ اینچ بهره می‌برد و گوگل پیکسل ۳ ایکس‌ال که به داشتن دوربین فوق‌العاده شهرت دارد، مبتنی بر سنسور ۱/۲.۵۵ اینچ است. در مقایسه با سنسورهای فول‌فریم ۱.۳۸ اینچی موجود در دوربین‌های DSLR، این موارد بسیار ریزاندام محسوب می‌شوند.

زمانی که شرکت‌ها با محدودیت فضا روبرو هستند، باید کیفیت سنسورها را افزایش بدهند و تغییراتی را اعمال کنند. اگرچه کوچک بودن سنسور یک ضعف است، اما شرکت‌ها می‌توانند برای بهبود کیفیت عکس کارهایی را انجام دهند.

یکی از روش‌های محبوب، ساخت سنسورهای مجهز به پیکسل‌های بزرگ‌تر است تا نور بیشتری جذب کنند. برای اندازه‌گیری پیکسل‌ها از واحد میکرومتر استفاده می‌شود و سنسور دوربین گوشی ها معمولا از پیکسل‌های بین ۱.۲ تا ۲ میکرومتر بهره می‌برند. یک راه دیگر که هواوی برای P30 پرو به بهره‌گیری از آن روی آورده، استفاده از سنسور RYB (قرمز-زرد-آبی) به جای سنسور مرسوم RGB (قرمز-سبز-آبی) آبی است. زیرا با بهره‌گیری از فیلتر زرد رنگ، سنسور مذکور می‌تواند نور بیشتری دریافت کند.

به‌عنوان یک کاربر، باید بگوییم که هرچقدر سنسور بهتر باشد، عکس‌های ثبت شده نویز کمتری خواهند داشت، در محیط‌های کم‌نور عکس بهتری ثبت می‌شود، شفافیت عکس‌ها افزایش می‌یابد و گستره دینامیکی هم وسیع‌تر می‌شود.

بیشتر بخوانید: رقابت داغ گوشی‌های هوشمند بر سر دوربین سلفی

لنزها

معمولا کاربران زمانی که می‌خواهند دوربین گوشی جدیدی را بررسی کنند، توجه زیادی به لنزهای استفاده شده نشان نمی‌دهند. چنین چیزی عجیب است زیرا لنزها یکی از مهم‌ترین بخش‌های عکاسی محسوب می‌شوند و یک لنز با کیفیت تأثیر بسزایی در افزایش کیفیت عکس‌های ثبت شده دارد.

در ضمن لنزها میزان دیافراگم را هم مشخص می‌کنند که این مورد هم اهمیت زیادی دارد. کاربران به دنبال بازترین دیافراگم ممکن هستند ولی این موضوع هم تبعاتی به همراه دارد. لنزهای دوربین گوشی ها از «بخش‌های اصلاح کننده» بهره می‌برند که هدف از تعبیه آن‌ها، اصلاح ورود نور به سنسور و کاهش نابهنجاری در کیفیت عکس است. لنزهای ارزان‌تر از تعداد کمتری از این بخش‌ها بهره می‌برند و به همین خاطر در معرض مشکلات بیشتری قرار می‌گیرند. از دیگر موارد حائز اهمیت می‌توانیم به جنس لنز هم اشاره کنیم.

از آنجایی که سازندگان اطلاعات زیادی را در مورد جزئیات لنزها ارائه نمی‌دهند، با قاطعیت نمی‌توانیم ویژگی‌های لنز خوب یا بد را توضیح بدهیم. در این میان برندهای شناخته شده‌ای وجود دارند که توانسته‌اند توجه کاربران زیادی را جلب کنند. به‌عنوان مثال، نوکیا و سونی برای لنزهای دوربین‌های خود با شرکت زایس همکاری می‌کنند و هواوی هم در این زمینه به همکاری با لایکا روی آورده است.

دوربین‌های چندگانه

روزی روزگاری دوربین گوشی های هوشمند فقط از یک لنز بهره می‌بردند ولی روزبه‌روز به تعداد این لنزها افزوده شد. بسیاری از گوشی‌های جدید از دوربین‌های دوگانه و سه‌گانه بهره می‌برند و در این میان مثلا گوشی نوکیا ۹ هم وجود دارد که مجهز به ۵ دوربین اصلی است.

دلایل زیادی برای استفاده از دوربین‌های چندگانه وجود دارد که به صورت خلاصه، هدف اصلی از این رویکرد افزایش انعطاف‌پذیری برای عکاسی است. به‌عنوان مثال می‌توانیم به هواوی P30 پرو اشاره کنیم؛ این گوشی از دوربین اصلی برای عکس‌های مرسوم بهره می‌برد، مجهز به دوربین واید است و در ضمن نباید وجود دوربین پریسکوپی را از قلم بیندازیم که زوم اپتیکال ۵ برابری را به ارمغان می‌آورد. این یعنی کاربران این گوشی برای موقعیت‌های مختلف می‌توانند از یکی از این دوربین‌ها استفاده کنند.

همچنین دوربین‌های چندگانه در عکاسی محاسباتی نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کنند. مثلا، نوکیا ۹ دارای ۳ سنسور سیاه‌وسفید، دو سنسور رنگی و یک سنسور ToF است. تمام این موارد با همکاری یکدیگر تلاش می‌کنند که عکس‌های دارای بیشتری مقدار جزئیات، نور، رنگ و عمق را ثبت کنند. در حقیقت، تمام عکس‌های ثبت شده با این دوربین‌ها، در اصل HDR هستند.

به همین خاطر از آنجایی که سازندگان نمی‌توانند یک سنسور بزرگ یا لنزهای پیشرفته‌ای را در گجت تعبیه کنند، به همین خاطر برای حل این معضل معمولا از چند دوربین استفاده می‌کنند. با این کار، تا حدی می‌توان بر محدودیت‌های موجود غلبه کرد.

بیشتر بخوانید: آیا دوربین‌های چندگانه عکاسی با موبایل را متحول می‌کنند؟

لرزشگیر دوربین

دوربین گوشی های هوشمند از دو نوع لرزشگیر استفاده می‌کنند؛ لرزشگیر اپتیکال و لرزشگیر دیجیتال. برخی از گوشی‌ها از هر دو این موارد بهره می‌برند و برخی دیگر دارای هیچ‌کدام نیستند. هدف اصلی ارائه‌ی این تکنولوژی، کاهش لرزش دست حین عکاسی یا فیلمبرداری و ثبت نتیجه‌ی بهتری است. در شرایط ایدئال، بهتر است که گوشی از هر دو مورد بهره ببرد.

لرزشگیر اپتیکال

سیستم لرزشگیر اپتیکال روی هم رفته از لنز متحرک، ژیروسکوپ و موتورهای کوچکی تشکیل شده است. این عناصر از طریق کنترلرهای بسیار کوچکی تنظیم می‌شوند تا بتوانند لرزش‌های اندک دست را خنثی کنند. این سیستم تماماً مکانیکی است و تاثیر بسزایی در افزایش کیفیت عکس‌ها و ویدیو‌ها دارد.

لرزشگیر دیجیتال

همانطور که از نام این مشخصه پیداست، برای این امر از قابلیت‌های نرم‌افزاری استفاده می‌شود. در کل، نرم‌افزار مذکور ویدیوی ثبت شده را به بخش‌های مختلفی تقسیم می‌کند و سپس هرکدام از فریم‌ها با فریم قبلی مقایسه می‌شوند تا اگر لرزش زیادی رخ داده باشد، آن را تا حدی اصلاح کند. برای این موضوع، بهتر است که سوژه اصلی نسبت به حاشیه فاصله‌ی مناسبی داشته باشد تا این قابلیت نرم‌افزاری بتواند کار خود را بهتر انجام دهد. البته در چند سال اخیر این قابلیت بسیار بهتر شده و گوشی‌های جدید برای این موضوع از اطلاعات ژیروسکوپ و شتاب‌سنج هم استفاده می‌کنند تا با دقت بیشتری این فرایند انجام شود.

بیشتر بخوانید: چرا سرعت پیشرفت قابلیت‌های فیلمبرداری با گوشی این‌قدر کم است؟

ترکیب کردن پیکسل‌ها

اگر پیگیر اخبار مربوط به گوشی‌های جدید بوده باشید، احتمالا بارها و بارها عبارت «ترکیب پیکسل‌ها» (Pixel Binning) به گوشتان خورده است. هدف اصلی این تکنولوژی، بهبود کیفیت عکس‌برداری در محیط‌های کم‌نور است. به‌صورت خلاصه، این فناوری می‌تواند چهار پیکسل را به یک پیکسل تبدیل کند. به همین خاطر سنسورهای مبتنی بر پیکسل‌های ۰.۹ میکرونی، می‌توانند مانند سنسور مجهز به پیکسل‌های ۱.۸ میکرونی انجام وظیفه کنند. البته لازم به ذکر است که با این کار، خروجی یک سنسور ۴۸ مگاپیکسلی عکس‌های ۱۲ مگاپیکسلی خواهد بود.

این تکنولوژی به لطف استفاده از فیلتر بایر چهارگانه امکان‌پذیر شده است. فیلتر بایر یک فیلتر رنگی است که بر روی سنسور دوربین‌های دیجیتال قرار می‌گیرد و عکس‌ها را با رنگ‌های قرمز، سبز و آبی ثبت می‌کند.

یک فیلتر بایر استاندارد، از ۵۰ درصد فیلترهای سبز رنگ، ۲۵ درصد فیلترهای قرمز و ۲۵ درصد فیلترهای آبی بهره می‌برد. این ترکیب قرار است که عملکرد چشم انسان را شبیه‌سازی کند و بعد از ثبت تصویر، پردازش انجام می‌گیرد تا در نهایت عکس تمام‌رنگی برای کاربر به نمایش دربیاید. در نهایت باید بگوییم که روزبه‌روز به شمار گوشی‌های مبتنی بر این تکنولوژی افزوده می‌شود.

فوکوس خودکار

دوربین گوشی های هوشمند به طور کلی برای فوکوس خودکار از سه نوع سیستم استفاده می‌کنند؛ دوال پیکسل، تشخیص فاز و تشخیص کنتراست. در ادامه به بدترین و بهترین این سیستم‌ها می‌پردازیم.

تشخیص کنتراست

این تکنولوژی قدیمی‌ترین تکنولوژی از بین این سه مورد است که بر اساس تشخیص کنتراست کار خود را انجام می‌دهد. ایده‌ی اصلی این فناوری این است که وقتی سوژه در ناحیه فوکوس قرار داشته باشد، کنتراست آن هم بالاتر است. به همین خاطر وقتی یک بخش از تصویر به سطح مشخصی از کنتراست برسد، دوربین آن بخش را به‌عنوان فوکوس در نظر می‌گیرد. این فناوری در کل قدیمی است و سرعت پایینی دارد.

تشخیص فاز

در روش فوکوس تشخیص فاز، از اختلاف فاز میان دو تصویر تشکیل‌شده در راست‌ترین و چپ‌ترین بخش منحنی عدسی برای محاسبه‌ی محل دقیق منطبق شدن آن‌ها بر هم استفاده می‌شود؛ محل منطبق شدن دو تصویر یعنی جایی که هیچ اختلاف فازی میان آن‌ها وجود نداشته باشد درواقع همان نقطه‌ی فوکوس است. تکنولوژی تشخیص فاز بسیار سریع‌تر از تشخیص کنتراست عمل می‌کند ولی سرعت آن نسبت به «دوال پیکسل» (dual-pixel) پایین‌تر است که در ادامه به این فناوری جدید می‌پردازیم.

دوال پیکسل

این فناوری با فاصله‌ی بسیار زیاد، بهترین تکنولوژی فوکوس خودکار به حساب می‌آید. اگرچه این فناوری تا حدی به تشخیص فاز شباهت دارد، ولی به جای اینکه فقط بخش اندکی از پیکسل‌ها برای این کار اختصاص پیدا کنند، هرکدام از پیکسل‌های سنسور دارای دو فتودیود هستند تا بتوانند اختلاف فاز را با دقت و سرعت بسیار بیشتری تشخیص بدهند.

مگاپیکسل‌ها

آیا هرچقدر مگاپیکسل دوربین گوشی های هوشمند بیشتر باشد، بهتر است؟ برای جواب این سوال، باید بگوییم که این موضوع به نیاز شما و دیگر عوامل بستگی دارد.

زمانی که مگاپیکسل بیشتر بهتر است

مگاپیکسل‌های بیشتر اگرچه لزوماً کیفیت عکس را بیشتر نمی‌کند، ولی به هر حال جزییات آن را افزایش می‌دهد. به همین خاطر زمانی که مگاپیکسل‌های عکس بیشتر باشد، بعد از کراپ کردن آن هم به جزییات زیادی دسترسی خواهید داشت. همچنین اگر اهل چاپ عکس‌های بسیار بزرگ، این موضوع مثمر ثمر واقع می‌شود.

زمانی که مگاپیکسل کمتر بهتر است

تقریبا تمام کاربران گوشی‌های هوشمند علاقه‌ای به چاپ کردن عکس‌های گرفته شده با گوشی خود ندارند. لازم به ذکر است که هرچقدر مگاپیکسل بیشتر باشد، عکس‌های ثبت شده هم حجیم‌تر خواهند بود و فضای بیشتری از حافظه داخلی را اشغال می‌کنند. علاوه بر این ویرایش آن‌ها نیازمند قدرت پردازشی بیشتری است.

این را هم مدنظر قرار دهید که تعبیه پیکسل‌های بیشتر در مکان محدود، منجر به کوچک‌تر شدن آن‌ها می‌شود و هرچقدر پیکسل‌ها کوچک‌تر شوند سنسور هم نور کمتری دریافت می‌کند. البته در این میان، به لطف فناوری ترکیب پیکسل‌ها، شاهد افزایش محبوبیت سنسورهای ۴۸ مگاپیکسلی هستیم که با ترکیب پیکسل‌ها، عکس‌های ۱۲ مگاپیکسلی ثبت می‌شود و عملکرد آن در محیط‌های کم‌نور تا حد زیادی بهبود می‌یابد.

بیشتر بخوانید: بهره‌گیری گوشی‌ها از دوربین ۱۰۰ مگاپیکسلی اصلا ایده‌ی خوبی نیست

نرم‌افزار

دوربین گوشی های هوشمند محدودیت‌های زیادی دارند و از لحاظ فیزیکی نمی‌توان بسیاری از آن‌ها را برطرف کرد. به همین خاطر، حالا شرکت‌های سازنده به بهره‌گیری از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی روی آورده‌اند و در این زمینه، نرم‌افزار می‌تواند به کمک سخت‌افزار بیاید. با عکاسی محاسباتی، گوشی‌ها می‌دانند که از چه چیزی، در چه مکانی و در چه زمانی مشغول عکاسی هستید. این فناوری با بهره‌گیری از این اطلاعات مثلا می‌تواند آسمان را آبی‌تر کند، رنگ‌ها را تنظیم کند و دیگر کارهای از این قبیل.

علاوه بر این، به لطف پیشرفت‌های گسترده در یادگیری ماشینی، حالا شاهد بهبود قابلیت‌هایی مانند حالت پرتره، HDR و حالت شب هستیم. نرم‌افزار می‌تواند عکس‌های گرفته با دوربین‌های مختلف را با هم ترکیب کند تا در نهایت شاهد عکس‌های باکیفیت و جذاب‌تری باشیم. در آینده‌ی نه‌چندان دور، شاید گوشی‌های هوشمند به لطف نرم‌افزار بتوانند دوربین‌های پیشرفته را هم شکست بدهند.

بیشتر بخوانید: حالت شب می‌تواند کیفیت دوربین گوشی‌های میان‌رده را شگفت‌انگیز کند

یک دوربین گوشی باکیفیت چه ویژگی‌هایی دارد؟

در این مطلب اطلاعات بسیار زیادی را مطرح کردیم و به همین خاطر، در ادامه می‌توانید به‌صورت خلاصه مهم‌ترین سرفصل‌های این مطلب را بخوانید تا هنگام خرید، بدانید که از دوربین گوشی جدید خود باید چه انتظاراتی داشته باشید.

• سنسور هرچه بزرگ‌تر، بهتر – گوشی‌های امروزی معمولا حداکثر از سنسور ۱/۱.۷ اینچی بهره می‌برند و اگرچه نمونه‌های بزرگ‌تر هم وجود دارد، ولی آن‌ها کمیاب هستند.
• اگر چاپ عکس‌ها یا اندازه آن‌ها اهمیت زیادی برای شما دارد، به دنبال مگاپیکسل بیشتر باشید و در غیر این صورت به بزرگ بودن پیکسل‌ها یا به تکنیک‌هایی مانند ترکیب کردن پیکسل‌ها اهمیت بدهید – برای اندازه‌گیری پیکسل‌ها از واحد میکرومتر استفاده می‌شود و پیکسل‌های بزرگ‌تر از ۱.۲ میکرومتر بسیار مناسب هستند. یک دوربین گوشی هوشمند مناسب باید حداقل از سنسور ۱۲ مگاپیکسلی بهره ببرد تا برای استفاده آنلاین و چاپ در ابعاد کوچک به مشکل خاصی برنخورید.
• لنزها اهمیت زیادی دارند – اگرچه در مورد جزییات لنزهای دوربین گوشی ها اطلاعات زیادی ارائه نمی‌شود، ولی سعی کنید که از کیفیت آن اطمینان حاصل کنید و در این میان برخی از سازندگان با برندهای مشهوری مانند لایکا و زایس همکاری می‌کنند.
• اهمیت نرم‌افزار را دست کم نگیرید – هرکدام از سازندگان برای این مشخصه رویکرد متفاوتی اتخاذ می‌کنند و به همین خاطر نتایج نهایی آن‌ها تفاوت‌هایی با یکدیگر دارد. گوشی‌های سامسونگ به ثبت عکس‌های دارای کنتراست و رنگ‌های اشباع شده شناخته می‌شوند. همچنین گوشی‌های پیکسل گوگل هم در زمینه‌ی ثبت عکس‌های دارای گستره دینامیکی گسترده، رنگ‌های طبیعی و تصاویر شفاف حرف زیادی برای گفتن دارند و تقریبا بی‌رقیب هستند.
• فوکوس خودکار دوال پیکسل بهترین سیستم موجود است – سیستم تشخیص فازی هم خوب است ولی در کل کمی ضعیف‌تر است و سرعت پایین‌تری دارد.

همانطور که می‌بینید، فقط برای دوربین گوشی های هوشمند، این همه قطعه و تکنولوژی باید کار خود را به خوبی انجام بدهند. به همین خاطر است که دوربین گوشی ها از جمله شگفتی‌های تکنولوژی محسوب می‌شوند. حالا با بهره‌گیری از این اطلاعات، راحت‌تر از گذشته و با قاطعیت بیشتری می‌توانید در مورد دوربین گوشی های هوشمند نظر بدهید و با چشم بازتری می‌توانید گوشی جدید موردنظر خود را بخرید.

بیشتر بخوانید: دوربین پاپ‌آپ بهترین راه‌حل برای کاهش حاشیه‌های نمایشگر است

منبع: Android Authority