Mobil a fotoaparát: Sú fotoaparáty lacných telefónov naozaj tak dobré?

Mobilný telefón a fotoaparát – OBSAH

1. Senzor je alfou a omegou fotografie
2. Veľkosť pixelov
3. Svetelnosť objektívu
4. Čas expozície a svetelnosť
5. Pixel binning alebo lacný hit pre mobilné telefóny
6. Kvalitný fotomobil strednej triedy si vystačí s jedným objektívom
7. Snímanie hĺbky: softvér, senzor ToF alebo LiDAR?
8. Rozdiel medzi elektronickou a optickou stabilizáciou je výrazný
9. Telefóny sa neustále vyvíjajú, a to rýchlym tempom

Senzor je alfou a omegou fotografie

Vyberáte si telefón podľa fotoaparátu? Pravdepodobne sa okamžite pozriete na rozlíšenie každého objektívu. A na tom nie je nič zlé, pretože rozlíšenie má veľký vplyv na kvalitu obrazu. Je to však len jeden z mnohých relevantných faktorov, preto sa neuspokojte len s týmto údajom. Často sa stáva, že telefón s 12 Mpx senzorom robí krajšie fotografie ako napríklad telefón so 48 Mpx senzorom.

Veľkosť pixelov

Veľkosť pixelov na snímači je jedným z hlavných dôvodov, prečo mobilné fotoaparáty stále nedokážu bežným digitálnym fotoaparátom plne konkurovať. Vezmime si napríklad taký Samsung Galaxy A22. Pomerne lacný telefón so 48 Mpx hlavným snímačom. Vysoké rozlíšenie naznačuje, že fotoaparát bude robiť naozaj skvelé fotografie. Pixely na použitom snímači ISOCELL Bright GM2 však majú veľkosť len 0,8 μm. Priemerné digitálne zrkadlovky majú pre porovnanie pixely s veľkosťou 7 – 8 μm, lepšie smartfóny okolo 1,4 μm kvôli nedostatku miesta. Jednoducho povedané, čím väčší je pixel, tým viac svetla a údajov dokáže pojať a tým kvalitnejšie budú vaše fotografie. Kvalitnejšie snímače v telefónoch strednej triedy majú zvyčajne väčšie pixely.

A ako sa veľkosť pixelov prejavuje v praxi? Na nižšie uvedených snímkach môžete vidieť, že fotografia zachytená snímačom s 1,12 μm pixelmi je po priblížení nielen menej kvalitná (čo je skôr spôsobené rozlíšením), ale má aj oveľa viac svetelných fragmentov. Tie na fotografii vyzerajú ako mierne ružovkastý šum. Fotoaparát nemal v týchto miestach dostatok svetelných informácií.

1,12 μm

1,8 μm

Svetelnosť objektívu

Svetelnosť objektívu má obrovský vplyv najmä pri fotografovaní počas slabších svetelných podmienok. U nás nájdete svetelnosť zapísanú ako pomer, napr. f/2. V podstate nejde o nič viac ako o pomer 1 : 2. Na snímač by teda pri tejto svetelnosti prešla asi polovina svetla, ktorá vstúpi do objektívu. V ideálnom prípade by mal mať objektív svetelnosť f/1, pre maximum prechádzajúceho svetla. Takýto objektív však zatiaľ neexistuje.

Objektív s dobrou svetelnosťou nie je v dnešnej dobe až taký drahý. Preto majú aj lacnejšie telefóny celkom dobrú svetelnosť hlavného objektívu. Často sa však ušetrí na ďalších objektívoch, ktoré sú súčasťou fotomodulu. Naopak, už vo vyššej strednej triede nájdete veľa telefónov, ktoré majú dobrú svetelnosť na všetkých objektívoch. S horšími svetelnými podmienkami v strednej triede si tak poradí aj širokouhlý fotoaparát alebo napríklad teleobjektív.

Nižšie si môžete pozrieť priame porovnanie nočných fotografií pri svetelnosti f/2,0 a f/1,8.

f/2,0

f/1,8

Čas expozície a svetelnosť

So svetelnosťou úzko súvisí čas expozície. Túto hodnotu môžete pre každý telefón nastaviť viac-menej ľubovoľne. Ak napríklad nastavíte dlhší expozičný čas, na senzor sa dostane dostatok svetla aj pri horšej svetelnosti objektívu. Pri snímaní s dlhšími expozičnými časmi však musíte mať telefón úplne stabilný, inak dôjde k rozmazaniu. Telefón s lepšou svetelnosťou sa preto hodí najmä v noci, pretože aj pri krátkom expozičnom čase získa senzor dostatok svetla na zachytenie pôsobivej snímky. Nebudete potrebovať statív, aby sa fotografia nerozmazala.

Pixel binning alebo lacný hit pre mobilné telefóny

Vráťme sa na chvíľu k veľkosti pixelov. Samozrejme, mobilné telefóny nemajú taký veľký priestor na snímač ako digitálne zrkadlovky, takže výrobcovia prišli s riešením, ako tento problém obísť. Pixel binning je proces spojenia niekoľkých susedných pixelov na snímači do jedného. Telefóny tak umelo zvýšia veľkosť pixelov za cenu nižšieho rozlíšenia fotografie.

Pixel binning sa rozšíril natoľko, že ak vidíte telefón so 48 Mpx fotoaparátom v nižšej triede, ale aj top model so 108 Mpx senzorom, môžete si byť istí, že ho výrobca implementoval. A niet divu. Fotografie naozaj vyzerajú o niečo lepšie. Problémom je, že sa u nich stretnete (najmä za zhoršených svetelných podmienok) s tzv. digitálnym šumom a výsledná fotografia má tiež oveľa nižšie rozlíšenie.

Pri pomere 4 : 3 by napríklad 48 Mpx snímač zhotovil fotografiu s rozlíšením 8 000 × 6 000 px. Na lacných telefónoch by však takáto fotografia vyzerala vyblednutá a bezfarebná kvôli malým pixelom. Pri použití funkcie pixel binning (čo je mimochodom zvyčajne predvolené nastavenie) bude mať fotografia krajšie farby, ale rozlíšenie klesne na 4 000 × 3 000 px. V praxi je to potom ako keby ste fotografovali 12 Mpx fotoaparátom.

Kvalitný fotomobil strednej triedy si vystačí s jedným objektívom

Hoci Pixel binning umelo pomáha lacnejším telefónom držať krok s dobou, stále nedosahuje úroveň fotoaparátov strednej a vyššej triedy. Pre kvalitné fotografie nemusíme ísť do závratných súm, už v strednej triede nájdete napr. iPhone SE 2020, ktorý má len jeden 12 Mpx objektív, ale môže sa pochváliť maximálnou clonou f/1,8 a 1,22 μm veľkými pixelmi na snímači. Z telefónov so systémom Android môžeme spomenúť Google Pixel 4a, ktorý ponúka 12,2 Mpx snímač s rozlíšením 1,4 μm a skvelú svetelnosť objektívu f/1,7 za veľmi príjemnú cenu.

Snímanie hĺbky: softvér, senzor ToF alebo LiDAR?

Mobilné fotoaparáty dlho zachytávali len jeden obraz. V posledných rokoch sa však snímače hĺbky stávajú čoraz obľúbenejšími, najmä vďaka ich využitiu na dosiahnutie efektu bokeh. To, čo sa začalo ako pekný fotografický hit, sa však v súčasnosti zmenilo na plne profesionálny nástroj a napríklad senzory LiDAR dokážu zachytiť veľmi presné 3D modely na použitie v rôznych technologických odvetviach. Existuje niekoľko spôsobov snímania hĺbky, ale najbežnejšie su tieto tri.

• Softvérové snímanie môžu používať telefóny s najmenej dvoma objektívmi. Spoliehajú sa naň najmä lacné mobilné telefóny. Je dostatočné na základný bokeh, ale celkovo je snímanie veľmi nepresné.
• Senzor ToF má veľa telefónov strednej triedy. Je to v podstate ďalší objektív, ktorý však vysiela infračervené svetlo a meria, za ako dlho sa vráti. Pomocou snímača ToF môžete vytvárať pomerne presné 3D modely.
• Senzor LiDAR do telefónov prvýkrát priniesla spoločnosť Apple. Funguje na podobnom princípe ako ToF, ale namiesto infračerveného svetla vysiela laserové impulzy. Nachádza sa už vo vyššej strednej triede a v porovnaní s ToF je rýchlejší a zachytáva aj malé detaily.

Hĺbkový senzor pomáha aj pri zaostrovaní. Nižšie môžete napríklad vidieť rozdiel medzi softvérovým zaostrovaním a laserovým zaostrovaním pomocou senzora ToF. Vďaka ToF telefón lepšie identifikuje objekt záujmu a mierne rozostrí jeho bližšie okolie. Softvér sa však zameriava na celú oblasť, kde sa objekt nachádza (v tomto prípade vrátane listov obklopujúcich plod).

Softvér

Senzor ToF

Rozdiel medzi elektronickou a optickou stabilizáciou je výrazný

Ak chcete natáčať videá alebo fotografovať s dlhším expozičným časom, budete chcieť eliminovať všetky drobné pohyby vrátane chvenia rúk. Z tohto dôvodu existuje stabilizácia. Zatiaľ čo lacnejšie telefóny majú len elektronickú stabilizáciu, a to len na hlavnom objektíve, v strednej triede bežne nájdete optickú stabilizáciu, a to nielen na hlavnom objektíve, ale často aj na ultra-širokouhlom objektíve alebo teleobjektíve.

• Elektronická stabilizácia funguje výlučne softvérovo. Obraz je umelo orezaný a interpolovaný, vďaka čomu vyzerá stabilnejšie, ale za cenu výrazne horšej kvality obrazu.
• Optická stabilizácia funguje prostredníctvom hardvéru. Objektív je fyzicky stabilizovaný pomocou malých „gimbalov“ priamo vo fotomodule. Obraz je tak stabilnejší a bez straty na kvalite.
• Hybridná stabilizácia využíva na už opticky stabilizovaný obraz ešte elektronickú stabilizáciu. Ide skôr o situačnú funkciu, ktorá sa niekedy môže hodiť.

Telefóny sa neustále vyvíjajú, a to rýchlym tempom

Ak sa pozrieme na telefóny staré niekoľko rokov, vidíme veľa rozdielov. Kto by si bol vtedy pomyslel, že lacnejší telefón s 3 GB RAM sa dnes bude spomaľovať kvôli čoraz náročnejším programom a že „obrovská“ 16 GB pamäť naozaj nie je taká veľká, a dnes ju dokáže zaplniť aj niekoľko minút videa? Preto je dobré pri výbere telefónu myslieť na blízku budúcnosť. Nielenže kúpa lacných telefónov a ich výmena po roku nie je prospešná pre životné prostredie, ale koniec koncov na tom aj tak budete strácať. Jeden smartfón strednej triedy vás totiž môže poistiť aj na niekoľko rokov dopredu.