ЧТО ВНУТРИ камеры смартфона? Часть 1

Итак, из чего состоит камера смартфона? Что находится внутри этих маленьких квадратиков? Несмотря на внешнюю простоту, там упаковано целое множество компонентов. Главные из них – объектив и матрица. Как работает такая связка все мы приблизительно понимаем, воображая, например, вот такую камеру: внутри объектива находится множество линз, которые направляют световой поток на матрицу, а та уже создает изображение. А теперь представляем, что все это нужно уменьшить до вот такого размера… Вот как выглядит эта миниатюра. Объектив смартфона тоже состоит из множества линз, а их диаметр исчисляется миллиметрами. Они настолько крохотные, что их тяжело захватить даже пинцетом. Если мы говорим о хороших камерах, то в основном у них около 6 таких линз и все они отличаются формой и размером. Зачем столько? Такое количество необходимо что бы устранять разного рода аберрации оптической системы или проще говоря искажения картинки, которые возникают когда лучи отклоняются от нужного направления. Очень важно, чтобы линзы были качественные, иначе изображение может быть замыленным или испорчено артефактами. Именно поэтому производители часто акцентируют внимание на стеклах. Количество света, которое попадает в оптическую систему объектива определяет диафрагма. Это перегородка с отверстием определенного диаметра и чем оно больше, тем больше света получает камера и тем лучше у нее выходят ночные снимки. Хотя это и не единственный показатель, играющий роль. Узнать светосилу объектива можно по диафрагменному числу, чем оно меньше, тем больше отверстие, пропускающее свет. Но диафрагма влияет не только на количество света. Например, она уменьшает вышеупомянутые аберрации, потому что не дает лучам попадать на края линз, где наибольшая кривизна, а наоборот, концентрирует пучок в центральную часть. Это одна из причин, по которой так тяжело увеличивать значение светосилы в смартфонах, хотя, казалось бы, возьми и просто сделай глазок больше. По этой же причине много света не всегда хорошо, например, при съемке днем, под ярким солнцем. Решается это разными способами, в том числе и до изменяемой диафрагмы дошли. Если смартфон определяет, что для его f/1.5 света многовато, то он закрывает шторку до значения f/2.4. Итак, мы разобрали первую составляющую крохотной камеры смартфона – объектив. Второй, более важной ее частью, является матрица. Какими бы классными не были линзы и сколько бы много света не проходило через диафрагму, именно матрица по большей части определяет качество снимка. Вот она. На этом крошечном прямоугольнике собраны миллионы светочувствительных элементов, которые накрыты фильтром одного из первичных цветов: красного, зеленого, синего. Таким образом на каждый элемент попадает только часть цветовой информации. Дальше система объединяет эту информацию и формирует пиксель. 13 миллионов таких точек дают разрешение фото в 13 Мп и чем их больше, тем выше детализация снимка. Но гнаться за разрешением не стоит, потому что это далеко не главный фактор, определяющий качество. Сами понимаете, размеры сенсора в смартфоне ограничены, поэтому часто для увеличения разрешения приходится уменьшать сами пиксели и размещать их очень близко друг к другу. Из за этого они, во-первых, становятся менее чувствительны к свету, а во-вторых плохо влияют друг на друга, создают наводки и цифровой шум. Отсюда можно сделать еще один вывод: чем больше размер матрицы и пикселей, тем лучше. Вот одна из важнейших характеристик камеры смартфона. В совокупности с открытой диафрагмой, хорошими линзами, и продуманным ПО это и позволяет получать отличные фотографии на модуль размером с ноготь.