Але цифровий зум має дуже обмежене застосування - він не має сенсу, крім як у випадках з невеликим збільшенням. Ми пов'язані обмеженнями в дозволі і полем зору, в якому є віддалені і близькі об'єкти. Тобто, на відстані піксель може передати лише обмежена кількість інформації. Саме ці обмеження дають нам розпадається на пікселі картинку, коли ми користуємося зумом - виходить, що це те ж саме, що просто збільшити вже готовий кадр з галереї.
Цей макрознімок дозволяє порівняти 3x цифровий і 3x оптичний зум (з 18 мм до 55 мм) на знімку однієї і тієї ж камерою з одними і тими ж настройками
3x цифровий зум: зверніть увагу на кількість, що збільшилася шумів і втрату деталізації обкладинки
3x оптичний зум: не тільки збережена деталізація, але і баланс білого поліпшений за рахунок фокусування на об'єкті
Різноманітні об'єктиви, які входять в комплект до дзеркальних фотоапаратів, дозволяють налаштовувати фокусна відстань і, відповідно, також і поле зору. Більша фокусна відстань звужує поле зору камери, але це означає, що той же сенсор з обмеженим дозволом передає інформацію з меншого ділянки, тобто кожен піксель передає меншу точку на ньому. Тому оптичний зум не пов'язаний з проблемами пикселизации, як це відбувається у випадку з зумом цифровим.
Для того, щоб оцінити зум камери або об'єктива, ми повинні його з чимось порівняти, знайти якусь відправну точку. Щоб визначити ступінь збільшення, ми ділимо наявне фокусна відстань на мінімально можливе. Отже, збільшення з 25 мм до 50 мм дорівнюватиме двократному зуму, як і збільшення з 18 мм до 36 мм. Збільшення - поняття відносне, але воно позначає пряму залежність між двома значеннями фокусної відстані.
Подвійний об'єктив - гібридне рішення
Наприклад, подивимося на iPhone 7 Plus, в Apple оснастили його одним 28 мм і одним 56 мм об'єктивом, тобто апарат має потенційно дворазовий зум. Це означає, що ми можемо робити знімки з близької відстані з 28 мм 1x збільшенням, а потім просто перемикатися на 56 мм об'єктив з 2x збільшенням і знімати на більшій відстані без всякої втрати в якості підсумкового кадру.
І це ще не все. Друга камера також покращує якість знімків, зроблених на 4x і більшому збільшенні. Оскільки від початку у нас вже є двократне збільшення в повноцінному дозволі, а не цифрове збільшення з 1x, ми втрачаємо тільки половину інформації там, де на збільшенні 4x ми в звичайній ситуації втратили б три чверті. Іншими словами, оскільки для передачі віддалених об'єктів у нас є більше розширення, ми не отримаємо тих же моторошних, що розпадаються на пікселі зображень.
1х збільшення на OnePlus 5
2х збільшення на OnePlus 5
У випадку з апаратом OnePlus 5 відбувається та ж сама історія, він дає нам можливість 1.6x оптичного збільшення на другому об'єктиві перед тим, як обрізати зображення до 20 МП для досягнення 2x зуму і подальшої обробки програмними засобами. У OnePlus кажуть, що це частина роботи функції Smart Capture, яка збирає потрібну інформацію з різних кадрів і потім «склеює» найбільш вдалі частини разом. Очевидно, це не найоптимальніший підхід, але таке гібридне рішення як мінімум цікаво. І навіть незважаючи на те, що камера втрачає частину даних, щоб досягти дворазового збільшення, якість в будь-якому випадку буде вище, ніж якби використовувався старий метод цифрового зуму.
Ця подвійна камера не тільки дозволяє отримати кращу деталізацію знімка на відстані. Вона також дає можливість просунутої HDR обробки, як і у випадку з іншими рішеннями з більш ніж однією камерою. Навіть конкретні деталі зображення, які не були передані у фінальній картинці, а також додаткову інформацію про світлі і тінях, можуть бути використані для розширення динамічного діапазону. В результаті вийде фотографія, яка виглядає краще безвідносно значення застосованого збільшення.
недосконалість результату
Напевно ви розумієте, що описане рішення все ще далеко від досконалості. Нам потрібно цифрове збільшення, якщо ми хочемо вийти за межі максимального фокусної відстані, але що відбувається, якщо ми хочемо використовувати проміжний рівень збільшення, такий як 1.2, 1.3 або 1.5x?
Очевидним здається найпростіше рішення - використовувати цифровий зум для цих нижчих значень збільшення, оскільки втрати в якості в більшості умов будуть не такими помітними. У підсумку можна буде перейти на фіксоване значення оптичного збільшення другої камери, але у такого підходу є і мінус - рівень збільшення нижче того, на який ми перемикається, дасть гіршу якість зображення.
Так, наприклад, від 1.1x до 1.6x може бути цифровим збільшенням з подальшим перемиканням на другу камеру на значенні 1.7x або більше. Це може служити поясненням того, чому компанії пропонують тільки скромні відстані зуму, система як і раніше залежить від цифрового зуму, і занадто велику відстань між лінзами викличе незначну втрату як.
Для більш розумною реалізації цієї технології потрібно, щоб не було чітко закладеного рівня, при якому відбувається перемикання. Процесор, що обробляє зображення, може визначати рівень шуму для кожної камери і те, чи слід перемикатися на додаткову камеру - тобто чи дасть це кращий результат. По всій видимості, і iPhone 7 Plus, і OnePlus 5 використовують щось подібне.
Метод Smart Capture на OnePlus, який являє собою комбінування даних з безлічі зображень більш високої роздільної здатності - це ще один крок вперед. Використовуючи кілька кадрів з більш високою роздільною здатністю, можна звести рівень шуму до середнього, задіюючи проміжні значення збільшення, такі як 1.2 і 1.8x. Втім, технічно це можливо за допомогою камери всього з одним об'єктивом.
За умови гарного освітлення і сильного зменшення шуму різниця між одноразовим і дворазовим збільшенням на OnePlus 5 невелика
В умовах недостатнього освітлення обидві камери очевидно роблять дуже галасливі кадри, і користі від подвійної камери як такої немає
В теорії все це звучить досить просто, але на ділі цей алгоритм вимагає залучити значні ресурси процесора, а це значить, що між клацанням затвора і фінальним результатом на екрані пройде набагато більше часу. А це погано підходить для зйомки швидко рухаються, або режимів безперервної зйомки.
Гірше того, цей тип обробки зображень далі може тільки ускладнитися за рахунок різного розміру пікселів в сенсорах і різної апертури в подвійній камері, що змінить можливості використання світла. Оскільки камера з зумом не збирає достатньо світла, так як зазвичай у неї менші пікселі, кадри з неї будуть більш гучними, тому склейка зображень буде просто безглуздою.
В результаті потенціал подвійний камери значно перевершує той, що видно на перший погляд, і він вимагає різних складних технологій обробки. Не кажучи вже про те, що підсумковий результат в кінцевому рахунку все одно буде залежати від умов зйомки.
висновок
Незважаючи на те, що подвійна камера - це значний крок вперед в мобільній фотографії, тут як і раніше існують досить помітні підводні камені. Перша проблема в тому, що навіть подвійні камери все ще обмежені фіксованою фокусною відстанню, а значить, не здатні запропонувати ті ж можливості, що справжній оптичний зум - що б там не говорили нам маркетологи.
У даній технології є помітні переваги в порівнянні з традиційним цифровим зумом, включаючи отримання фотографій кращої якості при зйомці зі збільшенням на великій відстані. Також вам доступний більш широкий спектр можливостей постобработки знімка, включаючи цифрове боке і просунуту HDR-обробку. Не будемо забувати і про те, що описані можливості пропонують ентузіастам фотографії велику свободу творчості.
Технологія як і раніше перебуває в «дитячої» стадії, і ми без сумніву побачимо помітні поліпшення в якості камер і функціональності зуму, коли на ринку з'явиться друге покоління пристроїв, оснащених подвійною камерою.