Апертура оптичної системи Значення слова апертура

Багато хто з вас використовують свій смартфон, як основну камеру. Це і не дивно, адже цифрові дзеркальні фотоапарати не дешеві та й не дуже мобільні, на відміну від звичайних телефонів. Якщо ви професійно не займаєтеся зйомкою фото та відео, вам взагалі не потрібний такий фотоапарат. А для повсякденних фото в Instagram – і телефон зійде.

Хороша новина: камери у флагманських смартфонах сьогодні за якістю не надто поступаються «дзеркалкам», а мода на подвійні камери взагалі дозволяє робити фотографії в портретному режимі невідмінними від таких зроблених на цифрову камеру. Більше того, камери еволюціонують і стають кращими з кожним роком навіть у бюджетних смартфонах.

Апертура— це одна з характеристик камери у вашому смартфоні, про який ви могли чути та бачили цей параметр у характеристиках телефону. Зазвичай, вона позначається як f/2.0, f/1.8, f/1.7 та f/1.6. Вважається, що менше друга цифра в позначенні, тим краще фотографує камера, але чи так це насправді? У цій статті на Galagram розповідаємо про апертуру в сучасних смартфонах.

Що впливає на якість фотографії

Ви могли чути популярну фразу: «Чим більше світла отримує камера, тим краще виходить фотографія». І це певною мірою вірно. Наприклад, у цифрових камерах — що краще датчик і об'єктив, то краще ви отримаєте підсумковий знімок (або відео). У смартфонах діє приблизно той самий принцип, але є деякі відмінності.

Оскільки датчик зображення та об'єктив у вашому телефоні займають зовсім мало місця (на відміну від дзеркального фотоапарата), камера отримує менше світла, ніж звичайний фотоапарат. Деякі виробники намагаються виправити цю ситуацію установкою датчика з більшими пікселями з розмірами 1.15-1.25 мкм, які мають захопити більше світла.

Широка апертура не завжди означає максимальну якість знімка

Але світлочутлива матриця становить лише половину рівняння ідеальної фотографії. На другій чаші ваг - оптика та лінзи, через які світло і потрапляє на датчик зображення. Тут і входить у роботу таке поняття, як апертура.

Що таке апертура у смартфоні

І так, що ж таке апертура чи діафрагма у смартфоні? Поняття апертури визначається розміром отвору, за допомогою якого світло може потрапити до камери. Цей параметр позначається як f/2.0 (цифри можуть бути іншими) і вимірюється співвідношенням фокусної відстані, поділеної на розмір отвору.

Таким чином, чим менше f, тим більше розмір отвору і тим більше світла потрапляє через оптику датчика зображення. Як ви і самі знаєте, фотографія зроблена при гарному освітленні навіть на бюджетний смартфон: яскрава, насичена, виразна і не має шумів.

Ще одна корисна штука в широкій діафрагмі: це швидший спуск затвора і чіткіша і стабільніша фотографія, без стрибків і розмитих ділянок. Коли камера отримує багато світла, вона менше думає, перш ніж зробити знімок. Деякі виробники додають в камери сучасних смартфонів технологію оптичної стабілізації зображення (OIS), що дозволяє досягти ще якісніших знімків при середньому та поганому освітленні.

Яка діафрагма краща: f/2.2, f/2.0 чи f/1.6

Датчик зображення в смартфоні дуже близький до системи з оптичних лінз, що набагато ближче, ніж у дзеркальних фотоапаратів. Це призводить до того, що фокусна відстань у телефоні значно коротша, ніж у професійних камер.

Оскільки ми знаємо, що в рівнянні ідеальної фотографії застосовується фокусна відстань, поділена на розмір отвору, це допомагає пояснити, чому камери в смартфонах мають ширшу діафрагму, ніж традиційні «дзеркалки». Незважаючи на ширшу фіксовану діафрагму, камера вашого телефону не завжди найкраще підходять для захоплення максимальної кількості світла.

Апертура у смартфоні відрізняється від діафрагми у цифровій камері

Таким чином, чим більше апертура в телефоні – тим краще. В ідеальному випадку камера повинна мати і широку діафрагму і сенсор з великими пікселями 1.25-1.55 мкм. Але ось у чому ще одна проблема - у телефоні діафрагма має фіксований розмір і не змінюється, на відміну від DLSR камер, коли ви крутите об'єктив.

Як виходить ефект глибини різкості Боке

Ширша діафрагма в цифровій камері дозволяє більш якісно виділити ефект глибини різкості (боке або розмиття фону). Але ваш смартфон має фіксовану діафрагму та маленький датчик, який розташований близько до оптики. Тому додати ефект Боке на телефоні значно складніше, особливо, коли фон знаходиться близько до головного об'єкта зйомки у фокусі.

Для порівняння, камера смартфона з апертурою f/2.2 дозволяє досягти глибини поля, як на фотоапараті з діафрагмою f/13 або f/14. Насправді виходить зовсім невелике розмиття. Сучасні телефони, які вміють робити знімки з розмитим фоном, використовують для цього спеціальні програмні алгоритми, а не реальну роботу оптики.

Оптика та якість лінз

Ще одна важлива характеристика камери смартфона – це об'єктив. Так, ми звикли називати об'єктивами велику змінну оптику для фотоапаратів, але у вашому телефоні він теж є. Нехай об'єктив у смартфоні і набагато менше традиційних, але він також складається з оптичних лінз. Якщо брудний об'єктив або лінзи мають погану прозорість, матриця отримає менше світла в результаті.

Якість об'єктива стає особливо важливою у смартфонів у широкими апертурами, на зразок f/1.6. Адже на ширшому отворі стає складніше сфокусувати все світло на датчику зображення. Тут і з'являються так звані абразивні спотворення.

Телефони з широкою діафрагмою за визначенням менш сфокусовані на певній частині сцени, ніж пристрої з більш закритою діафрагмою і, отже, більш схильні до проблем і фокусування та спотворення.

Абразивне спотворення проявляється у багатьох ефектів. Вони включають такі моменти: сферичну аберацію (зменшена прозорість і різкість), розмитість фотографії, кривизна поля (втрата фокусу по краях), спотворення (випуклість зображення або увігнутість) і хроматична аберація (несфокусовані кольори та спотворення білого кольору).

Об'єктиви в смартфонах побудовані з кількох коригуючих груп лінз, які призначені для точного фокусування світла та зменшення цих аберацій. Дешевші об'єктиви мають менше лінз і, отже, більш схильні до проблем. Матеріали оптики також відіграють важливу роль.

Про якість лінз складно судити з їх специфікацій, а багато виробників телефонів взагалі не згадують про це. На щастя, деякі відомі оптичні компанії зараз активно інтегруються в камери смартфонів, зокрема ми з вами знаємо про такі випадки: Leica та Huawei, Carl Zeiss та Nokia HMD Global. Компанія LG також впровадила новий об'єктив Crystal Clear Lens з 6 лінзами у флагман V30 для обробки ширшої діафрагми камери.

Висновки: на що звернути увагу

Сподіваємось, що після прочитання цієї статті ви зрозуміли, що таке апертура. Якщо підсумувати вище сказане, широка діафрагма не завжди означає кращу якість знімків. На підсумкову картинку впливає ще й розмір матриці, кількість світла, яке потрапляє на датчик зображення, софт і оптика камери у вашому смартфоні. Запорука хорошої камери проста, це такі параметри:

• широка апертура
• великі пікселі та розмір матриці
• злагоджена робота софту та заліза
• якісна оптична система

Тому, коли ви вибираєте собі смартфон, краще протестувати його камеру вручну перед покупкою, щоб переконатись у його реальній якості знімків. Не варто зациклюватися тільки на цифрах f/1.8 і f/1.6, адже у якісної камери не тільки широка апертура, а й усі інші системи працюють якісно в комплекті.

Напевно, одним із найважчих для розуміння аспектів фотографії є ​​апертура об'єктива фотокамери. Будь це дорогі об'єктиви професійної фотокамери або збільшення компактної фотокамери (більшість компактних фотокамер контролюють апертуру за вас) апертура об'єктива буде впливати на процес фотографування однаковим чином. Сподіваюся, що ця стаття допоможе вам отримати базові знання з цього питання і з успіхом застосовуватимете їх у своєму подальшому фотографічному житті.

Основи

Ймовірно, ви зустрічали людей, які розмовляють про «швидкий об'єктив» або «діафрагмування об'єктиву», при цьому вони згадують якісь f/числа та інші незрозумілі терміни. (Не повторюватимемо всі можливі варіанти.) Але що все це означає? А у всіх цих випадках йдеться про апертуру або відносний отвор об'єктива або діафрагму.

Необхідно розуміти, що фотографія у своїй грубій формі – це процес захоплення світла та його змін. Природно чи ні різні сцени чи області матимуть різний рівень освітленості. І для того, щоб працювати з усім цим як фотограф, нам необхідно контролювати світло, що надходить у фотокамеру. І одним із способів зробити це є керування діафрагмою (або апертурою) об'єктива, яка відповідає за кількість світла, що надходить на світлочутливі елементи фотокамери (крім усього іншого). Інший спосіб відноситься до управління швидкістю спрацьовування затвора (але це не є темою цієї статті).

Все зрозуміло? Ні? Ну, що ж, уявіть, що для того щоб фотографія вийшла, необхідно, щоб деяка кількість світла потрапила на сенсори (або фотоплівку, якщо ви використовуєте її) вашої фотокамери. Проведемо аналогію з водою у графині (дивна, але дуже наочна аналогія). Припустимо, що для того, щоб налити з крана в наш графин 100 мл води, потрібно 1 секунда. Якщо ж нам потрібно більше води, наприклад, 200 мл, то ми можемо або збільшити час, протягом якого буде відкритий кран (це аналогія зміни швидкості затвора або витримки), або збільшити розмір самого крана, щоб він міг пропустити більший об'єм води за той ж проміжок часу, (це аналогія зміни апертури чи діафрагми).

Сподіваюся, тепер туман розсіюється. Апертура або діафрагма – це отвір в об'єктиві фотокамери, через який світло проходить на фотосенсор/фотоплівку.

f/число представляє розмір цього отвору. Може здатися дивним, але чим менше це число, тим більший отвір мається на увазі (таким чином, f/8 вказує на значно більший отвір, ніж f/22). Таким чином, встановивши найменше f/число, ви робите об'єктив широко відкритим. Кожне збільшення цього числа зменшує кількість світла, що надходить у фотокамеру, на половину. Чим менше число, тим більше світла проходить у фотокамеру, і тим швидше об'єктив.

Швидкий об'єктив

Об'єктив вважається швидким, якщо він встановлена ​​велика апертура, тобто. максимально низьке f/число. Все тому що чим менше це число, тим більше отвір і тим більше світла може пройти через об'єктивні лінзи. Це означає, що швидкість затвора може бути значно збільшена.

Швидкий об'єктив відмінно підходить для зйомок при низькому освітленні (музичні концерти, заходи в погано освітлених приміщеннях і т.п.), або об'єктів, що швидко рухаються (спортивні змагання, дикі тварини і т.п.). Якщо вам необхідно здійснити фотографування чогось або когось у подібних умовах, то велика апертура стане чудовим виходом.

Глибина різкості

Ще один аспект, який залежить від апертури, — кількість предметів у фокусі чи «глибина різкості». Чим більше буде відносний отвір фотооб'єктива, тим менше буде область, що знаходиться у фокусі, і навпаки. Пейзажні фотографи часто будуть працювати з більшими f/числами, з меншою апертурою (f/22+), тому що це допомагає підвчити більшу глибину різкості (коли більше об'єктів знаходяться у фокусі). В інших обставинах може знадобитися, щоб якийсь один об'єкт був би чітко у фокусі, а все, що на задньому фоні було б розмито. У цьому випадку використовується більша апертура, менша f/число, щоб зменшити глибину різкості (f/1.4 і т.д.).

Використання глибини різкості – чудовий спосіб «пограти» з вашими фотографіями (ті, хто не знайомий з повністю автоматичними налаштуваннями можуть спробувати пріоритетні налаштування апертури; ви встановлюєте апертуру, ваш фотоапарат встановлює швидкість затвора; як це встановлюється, дивіться посібник до вашої фотокамери). При ручному налаштуванні глибини різкості можуть вийти дуже цікаві образи (тільки не варто думати, що мала глибина краще; іноді результат може вас дуже здивувати).

Діафрагментування об'єктива

«Діафрагментування» – термін, який досить широко використовується у фотографічних колах, тому варто коротко пояснити, що він означає. "Діафрагментування" означає зменшення розміру діафрагми шляхом збільшення f/числа.

На закінчення можна сказати, що широко відкритий об'єктив матиме велику апертуру з невеликим f/числом і малою глибиною різкості; діафрагментування на одну-дві одиниці зменшить розмір відносного отвору, збільшивши f/число.

Підводячи підсумок

Сподіваюся, тепер поняття «апертура» стане для вас менш туманним. Зрештою, щоб внести остаточну ясність у це питання, варто навести такі залежності:

Невелике f/число (f/1.4) = Велика апертура (відносний отвір) = Невелика глибина різкості та велика кількість світла, що проходить на сенсор фотокамери (і меншу швидкість затвора).

Велике f/число (f/22) = Мала апертура (відносний отвір) = Велика глибина різкості та мала кількість світла, що проходить на сенсор фотокамери (і велику швидкість затвора).

Кілька років тому камера на телефоні сприймалася як неймовірне диво техніки. Фотографії, зроблені на 1,3 мегапікселя, здавалися класними. Сьогодні з упевненістю можна сказати, що смартфони витіснили "цифрові мильниці". Йтиметься про те, як вибрати смартфон по грошах, і не програти у здібностях камери.

На що багато хто звертає увагу насамперед. Звісно мегапікселі! Проблема, однак, у тому, що велика кількість мегапікселів не гарантує якісних результатів зйомки. Часто якість зйомки залежить від навмисно прихованих деталей – діафрагми, розміру матриці, оптичної стабілізації, автофокусу та інших параметрів. Постараємося розгребти всі ці нетрі.

Капітан очевидність - виберіть топовий смартфон

Якщо вам по кишені преміальний смартфон від Samsung, Apple, Sony, Lg та ін., то завдання дуже легке. Беріть будь-який, як правило, флагмани завжди оснащуються передовими розробками. Шанс, що помилитеся дуже низький.

Кількість мегапікселів та розмір матиці

Найпоширеніша помилка, що від цього параметра безпосередньо залежить якість фотографій. Висока кількість мегапікселів говорить насамперед про кращу масштабованість зображення без втрати якості.
Набагато важливіше розмір матриці (сенсора) – а чи не кількість пікселів у ній. При однакових технологіях виготовлення сенсора, що більше розмір, то якісніше фотографії.Великий піксель здатний захопити більше світла, що демонструє технологія, де при відносно маленькому дозволі виходять чіткі фотографії.
У специфікації вказується діагональ у дюймах: 1/2.5 ", 2/3". Наступного разу обов'язково погляньте на розмір матриці та пікселя.
Зображення з високою роздільною здатністю вимагає досить гарної продуктивністю для обробки, і займають багато пам'яті. Треба це враховувати, наприклад, Xperia Z5 Compact, має на борту дуже потужний процесор Snapdragon 810 і 21 мегапікселів у камері, але не рідко при прогортанні галереї ловить гальма в промальовуванні зображення.

Діафрагма

Діафрагма об'єктива – це діаметр отвору, що пропускає світло до матриці камери. Позначається величиною f, і що менше величина, то більше вписувалося діаметр і більше світла пропускає об'єктив.
Діафрагма – хороший показник якості зйомки при низькому освітленні. З діафрагмою f/1.9 якість при темній зйомці буде кращою, ніж f/2.2. Наприклад, f/2.0 - це хороший показник, вам не потрібно практично дбати про освітлення (в розумних межах звичайно, у Iphone 5 - f/2,2).

Фокусна відстань

Найчастіше цей параметр продавцями не вказується, але якщо поритися в інтернеті, то знайти не важко. На якість зйомки не впливає, більше впливає на поле зору. Наприклад, у фронтальних камер фокусна відстань маленька, щоб з близької відстані охопити весь фейс.
– це з короткою фокусною відстанню.

Стабілізація

Якщо бачите маркування IOS, що означає оптична стабілізація-це дуже добре. Тому що виробники часто говорять просто про стабілізацію, не уточнюючи, як це працює. Існує ще цифрова (програмна) стабілізація, яка значно поступається як. Адже логічно, краще зняти якісну картинку, ніж намагатися погану виправляти програмами.
Оптична стабілізація компенсує тремтіння, мимовільні рухи руками та інше, які призводять до змащування зображення.
При фотографуванні є нюанс: для отримання чіткого кадру потрібно забезпечити витримку не менше ніж фокусна відстань. Для 30 мм, витримка повинна бути 1/30 секунди.

В умовах низького освітлення швидкість затвора автоматично зменшується (витримка збільшується), для того що сенсор зміг схопити якнайбільше світла. Ось у таких умовах тремтіння виявляється великий вплив на чіткість, без стабілізації не обійтися.
Оптична стабілізація краща для фотографій, але у складі має бути програмна, яка дає дуже хороші результати під час зйомки відео. Але про це варто не думати, цифрова є в будь-якому смартфоні, що поважає себе.

Лазерний автофокус

Деякі бренди, переважно LG і Asus, оснащують свої апарати лазерним автофокусом. Лазер пропонує швидку переорієнтацію з одного об'єкта фокусування на інший. Велику вигоду дає при зйомці макрооб'єктів та швидкості захоплення фокуса.

Підсвічування

Виробники було справа, експериментували з ксеноновим спалахом, але в даний час повсюдно використовується led підсвічування. Насамперед завдяки збільшенню потужності при маленьких габаритах. Також смартфони оснащуються двома світлодіодами. Наявність двох світлодіодів з різними світловими температурами світлодіодів позбавляє ефекту червоних очей і неприродного кольору шкіри.

Підсумки

Зробимо висновок, що необхідно врахувати, щоб оцінити за однакових цін, яка з камер краще

• Розмір матриці, і, отже, пікселя
• Наявність достатньої обчислювальної потужності для обробки даного дозволу, інакше більше матюкаєтесь, ніж робити фотографії
• Наявність оптичної стабілізації
• Двох світлодіодне підсвічування
• Чим менше діафрагма, тим краще для темної зйомки. f/2.0 – для смартфонів чудово

Це означає, що маркетологи в Samsung не дарма їдять свій хліб. Чим виробники смартфонів займалися останні роки? Вони методично розширювали діафрагму, щоб на мікроскопічний сенсор телефону попадало більше світла. Вони прийшли до розуміння, що висока роздільна здатність (16-21 Мп) з маленькими пікселями (0,9-1,1 мкм) працює гірше за середню роздільну здатність (12-13 Мп) з пікселями побільше (1,25-1,4 мкм) – при 12-13 Мп деталізація зберігається, але світла збільшені пікселі збирають більше. Також багато компаній успішно освоїли систему оптичної стабілізації, що, зокрема, дозволило виставляти більше витримку, щоб матриця встигала захопити більше світла. Тобто компанії робили все для того, щоб малесенький сенсор отримував якнайбільше світла.

Передові фотофлагмани 2017 мають світлосилу f/1.6 (LG V30, Huawei Mate 10), f/1.7 (Samsung Galaxy S8, HTC U11), f/1.8 (iPhone X, Pixel 2). За останніми чутками, Galaxy S9 буде механічно регульована діафрагма зі значеннями f/1.5 і f/2.4. Незважаючи на припущення, проміжні значення виставляти не можна, тобто в розпорядженні користувача буде два режими – для дня та для ночі. Аналогічне рішення застосовується у розкладачі Samsung W2018, яка продається ексклюзивно в Китаї. Подивіться гіфку:

Те, що камери смартфонів еволюціонують, безумовно, тішить. І я радий, що Samsung, чиї флагмани Galaxy легко входять до Топ-3 найкращих смартфонів для фото-, відеозйомки, взяла на себе роль лідера напряму (або намагається взяти). Однак радість по очікуваному стрибку як фото, як мені здається, передчасна. По-перше, між f/1.5 і поточним f/1.7 у того ж Galaxy Note 8 не така вже й велика різниця, якщо врахувати розміри модуля камери. Та й де захоплені вигуки по камері LG V30 з f/1.6? Їх немає, тому що світлосила радикально не змінила якість фото в порівнянні з тим же G6 (f/1.8). По-друге, я бачу дуже мало сценаріїв, де f/2.4 буде показувати себе краще f/1.5. Нічні клуби, будинок, макро, нічні пейзажі, портрети, зйомки рухомих об'єктів та динамічних сцен? Для всіх цих сюжетів краще f/1.5, тобто діє правило «чим більше світла (менше витримка, менше ISO) – тим краще».

Якщо у вас є на руках iPhone X, то можете провести невеликий тест – зняти щось у приміщенні (або навіть на вулиці) на різні камери (ширик та телевізор), спробувавши побудувати однакову фокусну відстань. Ви здивуєтеся, наскільки фото з камери з f/2.4 більш гучні порівняно з f/1.8 навіть у хорошому світлі.

Як дізнатися світлочутливість камери на смартфоні і яке значення варто вибрати, щоб згодом насолоджуватися якісними фотографіями?

Одним із найважливіших моментів у смартфоні є його камера. Зараз практично кожен користувач має сторінки в різних соціальних мережах, куди періодично заливає фотографії з собою, подорожами, їжею, покупками, домашніми улюбленцями тощо. Деякі люди навіть заробляють на публікації знімків у Instagram та інших мережах. Сучасні смартфони здатні замінити цифрові фотоапарати, що інколи суттєво полегшує багаж у поїздках. Але як вибрати апарат із гарною камерою?

Завдяки розвитку технологій кількість пікселів вже не відіграє такої вирішальної ролі, як раніше. Якщо ви хочете отримати якісну камеру, то при виборі смартфона варто звернути увагу на оптичну стабілізацію зображення, розмір сенсора і пікселів. Ще однією істотною характеристикою є апертура.

Що таке апертура?

Апертура характеризує здатність камери захоплювати світло. Важливою деталлю у пристрої камери є апертурна діафрагма - отвір, через який світлові промені проходять до датчика. Принцип роботи нагадує будову нашого ока, де зіниця та райдужна оболонка контролюють кількість світла, що досягається сітківки. Більший отвір апертури дозволяє збирати більше світла, що необхідно для отримання якісних зображень.

Для позначення використовується буква f, де показник f дорівнює фокусній відстані, поділеній на діаметр апертури (f/1.7, f/2.2 і т. д.).

Більше – значить краще?

Насправді, це не так. Чим менше число, яке стоїть після f, тим більше апертура і більший отвір об'єктива. Це означає, що камера є світлочутливою і може захоплювати більше світла. Таким чином, навіть при поганому освітленні ви зможете зробити якісну та чітку фотографію з мінімальною кількістю шумів.

Мабуть, тут найпривабливішим варіантом стають торішні флагмани Samsung Galaxy S7 та Galaxy S7 Edge з максимальною апертурою f/1.7. Також можна відзначити HTC 10, LG V20, LG G5 та LG G6 зі значенням f/1.8. А найчастіше можна зустріти мобільні пристрої з апертурою f/2.0 або f/2.2.

Змінна апертура

Зазвичай, це фіксоване значення, але іноді може вказуватися змінна апертура. Це характерно для пристроїв із камерою, яка дозволяє користувачеві застосовувати оптичне збільшення, змінювати глибину різкості або швидкість затвора.

Наприклад, у смартфоні, що недавно надійшов у продаж, з подвійною камерою присутній режим широкої діафрагми з діапазоном f/0.95-f/16. У цьому режимі можна змінювати фокусування на зроблених фотографіях і створювати ефект розмитого фону, як на дзеркальних фотоапаратах. При більшому значенні апертури камера фокусуватиметься на найближчому об'єкті, при меншому - робити фон різкішим.

Ще одним прикладом може стати ASUS ZenFone Zoom. Хоча апарат обладнано одинарною камерою, тут передбачається підтримка оптичного зуму. Діафрагма може змінюватися від f/2.7 до f/4.8, де перше значення відповідає нормальному стану камери, а друге при максимальному наближенні.

Висновок

Апертура є одним із найважливіших характеристик мобільної камери. Саме вона відповідає за здатність смартфона робити якісні знімки навіть за умов недостатнього освітлення. При цьому важливо пам'ятати, що світлочутлива камера з великою апертурою вказуватиме менше значення f.