Увеличение апертур смартфонов не поможет, если фотоматрицы будут уменьшаться
За последние несколько лет производители смартфонов начали уделять больше внимания используемой на телефонах оптике и использовать увеличенную апертуру для улучшения результатов в условиях недостаточной освещённости. Это круто, но меня, как фотографа, мучает маркетинговый шум, связанный с апертурами: апертура мало что говорит о качестве работы, если вам неизвестен размер фотоматрицы.
Как новое свойство, при прочих равных, увеличенные апертуры (уменьшенная цифра) означают улучшение качества при недостатке света и меньшую глубину резкости (больше размытия фона, или боке). Но проблема с фотографированием при помощи смартфонов состоит в том, что прочие свойства редко бывают равными, и особенно это касается размера фотоматрицы.
Я немного упрощу схему, но допустим, что у нас есть два технически идентичных смартфона, и отличается у них только размер апертуры или размер сенсора. Если у двух телефонов одинаковый размер сенсора, то лучше будет тот, у кого больше апертура. И наоборот, из двух смартфонов с одинаковой апертурой выиграет тот, у кого больше фотоматрица.
Если отличаются оба показателя, тогда всё может сильно запутаться.
В качестве преувеличенного примера предлагаю фото, сделанное с F1.8 на Pixel 2.
А вот фото, сделанное с F3.5 на хорошую камеру с фотоматрицей гораздо большего размера стандарта микро 4:3.
Несмотря на более широкую апертуру у Pixel, у камеры с микро 4:3 гораздо больше размытия (и она, теоретически, сработает лучше при недостатке освещённости). Всё оттого, что сенсор микро 4:3 улавливает больше света благодаря увеличению площади поверхности CMOS-чипа.
Чтобы окончательно всё прояснить, вот как камера с микро 4:3 снимает при F1.8.
Следующее изображение сравнивает распространённые размеры фотоматриц у различных категорий камер. Считается, что у Pixel 2 размер фотоматрицы составляет 1/2.55”, или чуть меньше, чем у самой маленькой фотоматрицы на этом изображении. Разницу в размерах можно оценить наглядно.
Я завёл об этом разговор потому, что производители смартфонов слишком часто заявляют о большой апертуре, пряча информацию о размерах фотоматриц. Его обычно можно оценить по другой информации, например, по размеру точки и полю зрения, но это нежелательное усложнение ситуации.
Возьмём LG V30, чья апертура F1.6 была крупнейшей у смартфонов на момент его анонса, и её активно продвигали в маркетинговых материалах. Ожидалось, что это будет серьёзное обновление после V20 и F1.8, и я с нетерпением ждал, когда смогу делать ночные фотки с красивым боке. Но потом я понял, что LG ничего не писали по поводу размера матрицы V30. И не зря: LG V30 использует сенсор меньшего размера (1/3"), чем V20 (1/2.6"), что в целом нивелирует апертурное преимущество.
И нельзя сказать, что линзы и матрица на V30 не стали лучше – в целом камера получилась лучше – но хвастать увеличением апертуры при уменьшении матрицы довольно лицемерно. Что ещё хуже, у уменьшенной матрицы динамический диапазон может быть хуже, а это нельзя исправить увеличением апертуры.
Но и нельзя сказать, что уменьшение матрицы — это всегда плохо. Pixel 2 тоже сделал такой переход, от матрицы 1/2.3″ к 1/2.55″, но зато он кроме увеличения апертуры (F1.8 против F2.0) добавил оптическую стабилизацию изображения, чтобы телефон лучше себя вёл при плохом освещении, и, судя по всему, использует улучшенную технологию в матрице.
Опять-таки, проблема в том, что маркетинг концентрирует всё внимание на увеличении апертуры, и не упоминает об уменьшении матрицы. Иногда преимущества достаточно крупной апертуры превышают недостатки мелкой матрицы в плане работы в обстановке с недостатком освещения, но производители должны сообщать об этой ситуации.
Так почему же производители смартфонов продолжают использовать маленькие матрицы? Из-за толщины, конечно. Большим матрицам нужны большие линзы и другие компоненты для таких функций, как, например, оптическая стабилизация.
Кстати, это одна из причин, по которой производители пришли к использованию системы двойных камер, у которых одна матрица RGB, а другая – монохромная. В этих системах используются наименьшие матрицы для основных задних камер, что даёт возможность делать рамку тоньше (к примеру, Essential Phone избежал утолщения в районе камеры, использовав две матрицы по 1/3″). Теоретически эти телефоны могут обойтись двумя крохотными матрицами, комбинируя детали двух изображений, но на практике у них это редко получается так же хорошо, как у одной большой матрицы.
Конечно, на фотографии в смартфонах влияет гораздо больше параметров, чем размер матрицы и апертура. Технология матрицы, качество линз, программная обработка, HDR-алгоритмы, оптическая стабилизация, новомодные трюки вроде вычислительного боке.
Суть в том, что не нужно судить о камере телефона только по её характеристикам – результаты важнее всего остального. Производители смартфонов: прекращайте хвастаться большими апертурами, если вы одновременно ужимаете размер фотоматриц.
