Veel mensen houden niet van de uitstekende camera op een smartphone. Dit is echt de plaag van het moderne apparaat van dit apparaat. Hoe fijn was het toen de smartphone plat op de tafel kon liggen en niet schommelde bij aanraking, zoals een minibuspassagier die door een bocht gaat. Blijkbaar zijn die tijden allang voorbij en kunnen we ze ons alleen maar herinneren. Of niet? Laten we eens kijken waarom smartphonecamera’s uitblinken.
Fotograaf terminologie
Bepaal eerst de basis. In dit artikel gaan we het hebben over de diagonaal van de sensor, de brandpuntsafstand en de resolutie van het beeld. Als we deze concepten hebben begrepen, zullen we begrijpen waarom de camera van een moderne smartphone zou moeten uitpuilen. Het steekt misschien niet uit, maar dat wil je zelf niet.
De eerste camera op de telefoon.
De eerste telefoon met een camera was een toestel van 20 jaar geleden. Het was in oktober 1999. De Kyocera-telefoon werd aangeduid als VP-210. De camera had een resolutie van slechts 0,1 megapixels (ongeveer 370 pixels aan de brede kant bij een 4:3-verhouding). Een jaar later, eind 2000, kwam het Sharp J-SH04-model, eveneens uitgerust met een fotomodule, op de Japanse markt. Latere ontwikkeling ging in een sneller tempo.
Ooit kwam ik in een van de thematische publicaties een artikel tegen waarin de auteur een mobiele foto een gemuteerde afstammeling van een emoticon noemde. Dat was toen echt zo, maar nu is alles veranderd.
Hoe werkt een smartphonecamera?
Ik heb al uitgebreid beschreven hoe de smartphonecamera werkt, maar ik zal nog even kort op de belangrijkste punten ingaan.
In een notendop, en dit is wat we nodig hebben, om te begrijpen wat we vandaag bespreken, bestaat de camera uit de volgende elementen:
RGB-matrixfilter voor kleurdetectie Optische elementen Beschermglas
Er zijn ook bewegende elementen, een processor, veel substraten en technische lagen, maar de belangrijkste elementen zijn hierboven opgesomd, dus laten we er dieper op ingaan.
smartphonematrix
Het is niet moeilijk om te begrijpen wat precies de array is die ervoor zorgt dat we een afbeelding uit de doos krijgen. In moderne smartphones is de grootte slechts enkele millimeters.
Zo heeft de Sony IMX586-sensor, die tegenwoordig erg populair is, een resolutie van 48 megapixels en een fysieke diagonaal van 8 mm (1/2 inch). De fysieke grootte van elke pixel in deze array is 0,8 m. Dit is niet voldoende, het is onmogelijk om de matrix verder te verkleinen. Zelfs bij dit formaat is het erg moeilijk voor een pixel om een normale hoeveelheid licht te krijgen. Dit alles genereert ruis in het voltooide beeld.
Dat is de reden waarom matrijzen met een fysieke grootte van minder dan 1/3 inch bijna nooit worden geproduceerd. Als ze zich voordoen, zal de resolutie van dergelijke matrices erg laag zijn. Niet iedereen is bereid om hiermee om te gaan. Ook is de resolutie van de camera het belangrijkste criterium geworden voor het kiezen van een smartphone voor de koper. Marketeers cultiveren deze mening actief in de hoofden van de bevolking en proberen constant te bewijzen dat ze de “duidelijkere” camera hebben. De aankondiging van een matrix met een resolutie van meer dan 100 megapixels, waar we onlangs over schreven, is daar nog een bevestiging van. Schrijf in onze Telegram-chat wat je hiervan vindt.
Hoe werkt de camera?
Hier is het de moeite waard om een beetje af te wijken en een parallel te trekken met de grote spiegelreflexcamera’s. Het klassieke filmformaat dat de standaard is geworden voor volformaat sensoren is 35 mm. Dit cijfer kenmerkt de breedte, terwijl de diagonaal ongeveer 42 mm is. Door eenvoudige berekeningen kun je begrijpen dat het verschil tussen de matrix van een volledige camera en een smartphone (8 mm) 5,25 keer is.
Tegelijkertijd is de brandpuntsafstand van een full frame camera ongeveer 28 mm. Zonder ingewikkelde berekeningen verkleinen we het ontwerp mentaal en halen we een brandpuntsafstand voor een smartphone gelijk aan 5,3 mm. In dit geval hebben we het niet over de afstand tot het uiteinde van de lens, maar over de afstand van de array tot het convergentiepunt van de stralen. Dat wil zeggen, naar de lens die zich het dichtst bij de matrix bevindt.
Vergeet ook niet de noodzaak om focuslenzen op de module te plaatsen en het algehele ontwerp van de lens. Hiervoor is nog 2-3 mm nodig. Plus een beschermglas, nog een paar fracties van een millimeter. Als gevolg hiervan krijgen we een “sandwich” die minimaal 8 mm in de behuizing van de smartphone inneemt.
Hoe installeer ik een camera op een smartphone
Toen Apple de iPhone 6 uitbracht met een uitstekende camera, werden veel mensen erg boos en zeiden dat het zo niet moest. Deze gebeurtenis was de trigger die een kettingreactie veroorzaakte en alle fabrikanten begonnen bulgecamera’s op hun vlaggenschepen te gebruiken. Sommigen verzetten zich aanvankelijk, maar stortten later ook in onder de aanval van moderne trends.
Maar deze trends waren geen designtrends, zoals velen dachten en nog steeds lijken te zijn. Geconfronteerd met sterke concurrentie op de markt, moeten fabrikanten camera’s zo goed produceren als hun concurrenten. Aangezien de wetten van de fysica de enige zijn die niet kunnen worden geschonden, moeten ze bepaalde technische compromissen sluiten.
Zoals hierboven vermeld, is de cameramodule van een moderne smartphone minimaal 8 mm dik. Met een smartphone dikte van 7-8 mm wordt duidelijk dat het bijna onmogelijk is om er een camera op te zetten zonder uit te puilen. Vergeet niet dat niet de volledige dikte van de smartphone is toegewezen aan de camera. U moet er minimaal de dikte van het scherm van aftrekken, dat het hele gebied van de smartphone beslaat.
Er is nog een uitweg. De eerste is het gebruik van een dikkere sleeve. In dit geval krijgen we zelfs een voordeel in de vorm van een batterij met een hogere capaciteit, maar dit is op de een of andere manier geen vlaggenschip.
De tweede optie is om een kleinere sensor te installeren. Maar als de diagonaal kleiner wordt, zul je ook de resolutie moeten verlagen. Niet alle fabrikanten zijn hierop voorbereid. Natuurlijk zullen sommigen van jullie zeggen dat de iPhone of Sony Xperia 1 een kleine resolutie heeft, maar de camera blinkt nog steeds uit. Hier is nog een moment.
Hoe kan ik de kwaliteit van mijn camera verbeteren?
Hierboven stond een voorbeeld met een kamerdikte van 8 mm. Dit waren de minimale waarden voor de module. Tegelijkertijd stoort niemand de fabrikant, met behoud van de diagonaal van de matrix en de grootte van de sensor, om de fysieke pixelgrootte te wijzigen. Verminder hun aantal en vergroot hun grootte. Dit heeft een grote invloed op de kwaliteit van de afbeelding ten goede.
U kunt het aantal pixels verkleinen terwijl u hun grootte behoudt. Hierdoor zal de sensor krimpen. De minimale brandpuntsafstand zal ook afnemen, maar door de dikte van de module te behouden, zal de fabrikant meer optische elementen kunnen gebruiken, wat ook de kwaliteit van het beeld of de focus kan verbeteren.
Kan een smartphone een DSLR vervangen?
Uit bovenstaande voorbeelden blijkt duidelijk dat de lompe camera geen gril van de fabrikant is, maar een echte noodzaak. We eisen allemaal een betere beeldkwaliteit, maar we vergeten de natuurkunde.
Terugkomend op de volgende sensor met een resolutie van meer dan 100 megapixels kunnen we concluderen dat de camera nog meer zal opvallen. Er is immers al gezegd dat de toename van het aantal pixels is bereikt door de matrix fysiek te vergroten.
Als bonus van de bovenstaande berekeningen begrijpen we waarom een volledige ZOOM-lens niet op een smartphone kan worden gemonteerd. Om zelfs maar de kans op een kleine verhoging te krijgen, moet de modulus minimaal twee keer zo groot zijn. Dat is allemaal natuurkunde.
