zoom на камере что это
Оптический зум на смартфонах: что это на самом деле?
Сейчас в конспекте фотографических возможностей смартфона оптический зум все чаще становится главной маркетинговой темой для производителей телефонов. Это потому, что в прошлом камеры смартфонов могли использовать только цифровой зум, но теперь технологии сделали оптический зум реальностью.
Для тех, кто не знает разницы, это может сбить с толку, но некоторые задаются вопросом, какой девайс лучше. Особенно любители стрит фотографии.
Такой функцией снабжаются многие смартфоны 2020 начиная с среднего ценового сегмента, например Realme X3 SuperZoom или Vivo X50, в 2021 вышел неповторимый Samsung Galaxy S21 Ultra
Функция масштабирования служит для уменьшения поля зрения в кадре и увеличения объекта, представляющего интерес как объект съемки. На обычной фотокамере с зум-объективом оптический зум работает путем механического перемещения линз внутри объектива для увеличения изображения. Цифровой зум, в отличие от этого, полностью зависит от программного обеспечения.
То, что называется оптическим увеличением на смартфонах, работает по-разному, смартфоны, использующие его, как правило, делают фотографии более высокого качества при увеличении, чем те, которые используют цифровое увеличение.
Чтобы понять принцип оптического зума на смартфонах, нужно взглянуть на то, что было до него — цифровой зум.
Как работает цифровой зум?
Цифровой зум используется не только для камер смартфонов. Известно, что многие камеры типа «наведи и снимай» имеют оптическое и цифровое увеличение. Но из-за ограничений по размеру цифровой зум в основном распространен в камерах мобильных телефонов.
Строго говоря, цифровой зум на самом деле вовсе не зум, а скорее цифровое моделирование оптического зума. С цифровым зумом камера в основном обрезает изображение, а затем изменяет его размер, чтобы оно снова соответствовало кадру.
Цифровой зум на самом деле является одной из причин, почему некоторые производители смартфонов обеспечивают свои камеры большим количеством мегапикселей. Чем больше мегапикселей у камеры, тем больше вероятность получения фотографии без заметного снижения качества изображения.
В чем недостаток цифрового зума
Даже при незначительном увеличении, вы обязательно заметите потерю качества изображения при использовании цифрового увеличения. Гарантированно.
Просто подумайте об этом. Если вы сделаете снимок с типичным разрешением 4000 x 3000 (12 Мп) и обрежете его до 3000 x 2000 (6 Мп), вы определенно потеряете в детализации и резкости изображения, пытаясь растянуть его до размеров фотографии 12 Мп. Это происходит потому, что вы уменьшите разрешение фотографии вдвое и увеличите ее до прежних размеров.пример
Производители смартфонов придумали разные методы, чтобы заполнить эти пробелы пиксельных данных. Одним из способов сделать это является интерполяция. Алгоритм камеры просматривает соседние пиксели и делает расчетные предположения, чтобы определить, какой цветовой пиксель необходим для заполнения пробела.
Именно эта комбинация данных реальных пикселей и программное интерполирование пикселей обеспечивает окончательное цифровое увеличение изображения. Результаты этого варьируются от производителя к производителю в зависимости от сложности их алгоритмов, но обычно это не так уж и эффективно. Поэтому фотоснимки могут терять реальные качества!
Оптический зум
На традиционной камере объектив с постоянным фокусным расстоянием пропускает свет и проецирует на фото матрицу. Расстояние от центра объектива до места, где световые лучи сходятся к фокусной точке сенсора, называется фокусным расстоянием, измеряемым в миллиметрах. А поскольку объектив зафиксирован и не двигается, фокусное расстояние всегда будет одинаковым.
Например, 50-мм объектив всегда будет иметь это фокусное расстояние. Если вам нужно сделать более близкий снимок, вам нужно либо приблизиться к объекту, либо заменить на объектив более длинным фокусным расстоянием.
Фикс объектив или телеобъектив с переменным фокусным расстоянием
Зум-объектив, с другой стороны, состоит из нескольких линз, которые перемещаются взад и вперед относительно друг друга, чтобы увеличить изображение или уменьшить его. При этом фокусное расстояние меняется.
Например, объектив Nikon AF-P DX NIKKOR 18-55mm f/3.5-5.6G VR изменяет свое фокусное расстояние с 18 мм (широкоугольный снимок) увеличивая фокусное расстояние до 55 мм, что дает более узкое поле зрения.
Как работает оптический зум на смартфонах?
Оптический зум на смартфонах. Когда дело доходит до размера смартфона, чем тоньше – тем премиальнее, поэтому вы не найдете устройств с выступающими зум-объективами. Некоторые бренды, такие как Samsung, пытались в прошлом продвигать такие телефоны, как Galaxy Zoom, у которого был объектив с 10-кратным оптическим зумом, выдвигавшимся сзади, но концепция не прижилась, вероятно из-за громоздкости и неказистого вида.
Решение? Несколько модулей камер с различным фокусным расстоянием.
В наши дни очень часто встречаются две, три или более модулей камер на задней панели смартфона. Это может показаться излишним, но каждая из этих камер особенная и служит определенной цели.
Как правило, в конструкции с тремя камерами вы найдете модуль с телеобъективом, широкоугольным объективом и сверхширокоугольным объективом. Все эти объективы имеют различное фокусное расстояние в зависимости от поля зрения (также называемого углом зрения), которое они обеспечивают.
Когда вы увеличиваете или уменьшаете масштаб, телефон автоматически переключается на модуль камеры с объективом, который даст вам нужное увеличение. Другими словами, если вы хотите уменьшить масштаб от стандартного широкоформатного снимка, ваш телефон переключится на сверхширокоугольный объектив, а при увеличении автоматически включится телеобъектив.
Степень увеличения камеры смартфона зависит от фокусного расстояния телеобъектива. Взяв фокусное расстояние телеобъектива и разделив его на фокусное расстояние широкоугольного объектива, вы получите диапазон увеличения камеры.
Например, если телефон оснащен телеобъективом с фокусным расстоянием 52 мм и широкоугольным объективом 26 мм, это дает вам диапазон 2-кратного оптического увеличения.
Это на самом деле оптический зум?
Нет, не совсем. В отличие от традиционных зум-объективов фотокамер, оптический зум в смартфоне не имеет реальных движущихся стеклянных элементов, поэтому его трудно классифицировать как таковой. Тем не менее, он работает через оптику всех модулей камеры смартфона. Вероятно, именно с учетом этого компании, выпускающие смартфоны, решили преподносить его как оптический зум.
Поскольку он переключается между камерами с объективами с фиксированным фокусным расстоянием, некоторые утверждают, что оптический зум на смартфонах следует скорее называть многокамерным зумом.
Действительно ли оптический зум лучше цифрового?
Да, это лучше, чем цифровой, но эта технология далека от совершенства. Оптический зум на смартфонах также может терять качество изображения.
Также стоит отметить, что в большинстве случаев модули камеры смартфона имеют разные матрицы. Нередко встречаются телефоны с основными камерами, которые имеют больше мегапикселей, чем другие модули. Поэтому при переключении модулей камер используемом при зуммировании вы можете потерять в качестве изображения.
Производители смартфонов представляют так называемый гибридный зум для борьбы с этой проблемой. Чтобы получить наилучшие результаты, используются интеллектуальные алгоритмы для сбора данных со всех камер и использования их для формирования изображения с минимальным ухудшением качества фотографий при увеличении.
В любом случае оптический зум на смартфонах намного лучше, чем цифровой. Несмотря на впечатляющие результаты, связанные с размерами и существующей технологией, он в смартфоне не совсем соответствует истинному оптическому приближению. Но, как мы видели, технологии мобильных камер с каждым годом становится все лучше и лучше. Так что это только вопрос времени.
Кстати, если интересует отличный камерофон читайте сравнение Honor 30 Pro Plus против Huawei P40
Zoom камеры или видеонаблюдение на большом расстоянии
Zoom или в переводе «увеличение», способность камеры приблизить изображение, тем самым повышая качество и позволяя рассмотреть детали изображения на большом расстоянии.
Видеонаблюдение с зумом способно помочь, в тех случаях, когда необходимо обеспечить контроль территории на значительном удалении, а возможность расположить камеру по близости отсутствует или затруднена. Существует два способа увеличения изображения: программный (цифровой) и аппаратный (оптический).
Цифровой zoom
Цифровой способ увеличения предполагает программную обработку изображения и масштабирование определённого участка изображения на весь экран. Этот способ увеличения присутствует на данный момент практически во всём оборудовании для видеонаблюдения. Исключение составляют аналоговые видеокамеры, но в системах с такими камерами цифровой зум обеспечивает видеорегистратор, обрабатывающий изображение с камер.
Главным недостатком этой технологии является прямая зависимость от исходного качества картинки. Иными словами, чем выше будет разрешение камеры, тем более чёткую картинку можно будет увидеть при увеличении.
Камера видеонаблюдения с зумом, использующим цифровой способ увеличения изображения, может обеспечить приемлемое качество увеличения только начиная с разрешения 4 мегапикселя или 2560×1440 точек. Всё, что меньшего разрешения не сможет обеспечить сколько-нибудь значимого увеличения без сильной потери качества изображения.
Оптический zoom
Оптический способ основан на изменении параметров объектива, а именно фокусного расстояния. В таком объективе увеличение происходит за счёт перемещения системы линз внутри корпуса. Данный способ предполагает увеличение картинки без потери качества, ограничен в основном только конструкцией объектива и значениями фокусного расстояния. Такой объектив называется вариофокальным. Чем выше максимальное значение фокусного расстояния в таком объективе, тем большее увеличение может иметь камера. Стоит помнить о том, что при увеличении фокусного расстояния сужается угол обзора камеры.
Существует два вида вариофокальных объективов: c ручным управлением и моторизованный, оснащённый электроприводом. Камеры с ручным вариофокальным объективом, как правило, имеют фокусное расстояние от 2.8 мм до 12 мм и отлично подходят для тех случаев, когда необходимо постоянное наблюдение за определённой областью.
Моторизованный объектив может управляться удалённо при помощи видеорегистратора, с персонального компьютера или даже с мобильного телефона. Наиболее полно возможности такого объектива раскрываются в управляемых PTZ камерах. Уличная камера видеонаблюдения с зумом позволит не только приближать изображение, но и менять направление, тем самым значительно расширяя зону наблюдения.
Камера видеонаблюдения с оптическим зумом 4x позволит уверенно распознать лицо человека на расстоянии до 15-20 метров. Если же необходимо большее увеличение, то поворотная камера видеонаблюдения уличная с зумом будет иметь уже гораздо большее увеличение.
В продаже есть камеры с 25-ти кратным зумом, что позволит опознать человека на расстоянии свыше 30-ти метров. Все подобные камеры оснащены мощной ИК-подсветкой, позволяющей получить качественное изображение ночью.
Безусловно стоимость таких моделей существенно выше обычных камер, но есть много ситуаций, когда уличная камера видеонаблюдения с зумом и поворотом сможет заменить несколько более простых камер. В таких случаях купить камеру видеонаблюдения с зумом будет более выгодно за счёт её широких возможностей.
Почему оптический зум в камере смартфона лучше цифрового
Для отдаления или приближения объектов на снимке в камерах смартфона используется цифровой или оптический зум. Простым языком, приближение объекта на фото. Последний встречается редко и только во флагманских моделях. Если в характеристиках смартфона упоминается оптический зум, это говорит о том, что перед нами топовый камерофон. Почему же оптический зум в камере смартфона лучше цифрового?
Как работает оптический зум в телефонах
Разберемся, как работает цифровой и оптический зум в современных смартфонах.
При использовании цифрового зума картинка обрабатывается программными средствами. Нужный участок снимка вырезается и увеличивается до его сохранения на устройстве. Увеличение в камере смартфона будет каким угодно — двукратным или четырехкратным, десятикратным. Бывает даже 16-кратным.
Проблема в том, что чем больше кратность увеличения снимка, тем больше будет цифровых шумов и ниже качество получившейся картинки.
А вот оптический зум работает иначе. Он отдаляет или приближает объект съемки, используя для этого систему линз в объективе. Называется такой – трансфокатором, или объективом переменного фокусного расстояния. В нем при увеличении линзы смещаются относительно друг-друга, что увеличивает или уменьшает фокусное расстояние.
Разрешение снимка при этом остается неизменным. Например, если в смартфоне используется 13-мегапиксельная камера, снимок в увеличенном виде будет иметь все то же разрешение. Таким образом при применении оптического зума фотография не теряет детализацию и остается качественной.
Каким бы ни был хорошим цифровой зум в смартфоне, он всегда будет уступать оптическому в качестве снимков.
В каких смартфонах есть оптический зум?
Почему оптическое масштабирование в смартфоне — большая редкость? Все дело в размерах устройства. Ведь в фотоаппаратах есть где развернуться, а в небольшом смартфоне камере отводится очень мало места. Для применения оптического зума нужно перемещать объектив на несколько миллиметров. Что, практически, невозможно в тонком корпусе.
Небольшие компании не могут себе позволить тратить средства на внедрение оптического зума в своих устройствах. Это под силу лишь крупным производителям. В начале 2019 года компания OPPO представила систему 10-кратного оптического зума с использованием перископообразного и двух дополнительных объективов. А в апреле 2019 года был представлен флагманский смартфон OPPO Reno 10x Zoom, камеры которого обеспечивают 10-кратный оптический зум.
Технология масштабирования, разработанная OPPO, заключается в том, что камеру разместили так, чтобы оптическая ось объектива проходила вдоль экрана. В результате, линзы могут перемещаться на некоторое расстояние. Таким образом, снимок получается качественным при отдалении или приближении объекта съемки.
Все смартфоны с поддержкой оптического зума, отсортированные по кратности увеличения:
Чем больше цифра кратности, тем больше оптическое увеличение картинки без потери качества. А еще в списке есть категория смартфонов без оптического увеличения. Часто это помогает решить споры, есть в смартфоне продвинутый зум, или нет.
Фотоаппарат
сайт про фототехнику
Зум объективы
от Photo
Фотоаппараты с зум объективами
Зум в фотоаппарате является характеристикой объектива и зависит от значений фокусного расстояния (ФР). Выражается ФР в миллиметрах и обозначает расстояние от середины линзы до точки фокусировки, то есть до матрицы. На объективе ФР обозначается парой цифр, например, так: 5,8-24 mm. На коротком конце фокусное расстояние равно 5,8 мм, а на длинном – 24 мм. А значение зума получаем поделив эти два числа друг на друга.Понятие зум (zoom) используется для объективов с переменным фокусным расстоянием. В нашем примере объектив с фокусным расстоянием 5,8-24 мм и зум будет равен 4. Это значение получили, поделив расстояние длинного фокуса на короткий 24/5,8=4.
При продаже Вам скажут, что зум указывает, во сколько раз камера может увеличить объект. По теории для угла зрения человеческого глаза оптимальным является фокусное расстояние в 50 мм и это значение нужно использовать вместо значения ФР на коротком конце. Если, например, ФР равно 35-105 мм, то зум будет равен 105/35=3. А увеличение будет равняться 105/50=2,1. Поэтому значение зума фотокамеры еще не означает, что именно на столько можно увеличить объект. Ну, это все сложно, а покупателю важно знать, что показатель зума не является важной характеристикой объектива.
Оптический зум
Оптический зум является характеристикой оптической системы фотокамеры. Приближение или удаление объекта съемки происходит путем сдвига линз в объективе, при этом все остальные характеристик камеры остаются неизменными. Поэтому качество снимков будет высоким, и именно оптический зум рекомендуют использовать при съемке. И при вопросе как выбрать фотоаппарат нужно обращать внимание на величину оптического зума, а не цифрового.
Цифровой зум
А если еще указан цифровой зум (digital zoom) на фотоаппарате, то к нему у многих неоднозначное отношение. Ведь при цифровом зуме в процессоре с изображения вырезается нужный кусок и растягивается на весь размер матрицы, и нет никакого реального увеличения объекта. Так можно делать на компьютере при увеличении снимка. При таком увеличении будет уменшаться разрешение вырезаного участка.Для фотоаппарата большее значение имеет оптический зум. При съемках желательно отключать цифровой зум в настройках фотокамеры.
К использованию цифрового зума нужно подходить осторожно. Его применение оправдано когда матрица идет с большим запасом по разрешению, и когда просто нет другого выхода и необходимо сделать фотографию с приближенным объектом.
Суперзумы и ультразумы
Сегодня в магазинах предлагается большой выбор фотокамер с большим значением зума. Такие камеры называются суперзумы или ультразумы. Значение оптического зума в таких фотоаппаратах достигает 50х и даже 60х.
Дополнительная информация по зуму
Бывает еще, что на ценнике указывается значение зума полученное от перемножения цифрового и оптического значений зумов. Такой показатель совсем не нужно брать во внимание, а лучше уточните значение оптического зума или узнайте значение фокусного расстояния и значение светосилы объектива и по этим параметрам делайте выбор. Ведь во всех объективах рядом с ФР указывается и значение светосилы для этих расстояний. И чем больше разница в значениях ФР (чем больше зум) тем меньше светосила объектива (проходящее через него на матрицу количество света), ведь увеличивается количество линз в объективе. Поэтому в компактных фотоаппаратах значение зума больше 4 может значительно уменьшить значение светосилы и, соответственно, качество фотографии.
Но еще чем обманчив зум, так это одинаковым значением для различных фокусных расстояний. Например, два фотоаппарата с оптическим зумом равным 3 имеют разные фокусные расстояния. У одного ФР равно 70-210 мм, а у другого 18-55 мм. Один применяется для съемки портретов, а второй для съемки пейзажей. Но зум один и тот же. Поэтому, выбирая фотокамеру по зуму, вы можете упустить другие важные характеристики.
Не всегда большее значение зума означает лучшее качество фотографии, а скорее наоборот. Он пригодится только для съемок удаленных объектов. Нет одного ответа, что вам выбрать но, выбирая себе фотокамеру, вы должны понимать, что вы выбираете, и где ее будете использовать. И тогда вы сможете ответить себе, а нужен ли большой зум для вашей фотокамеры.
Поднять перископ! Объясняем, зачем смартфону оптический зум, и как с ним творить
Что такое телеобъектив и зум?
Телеобъектив (телевик) обеспечивает небольшой угол поля зрения, поэтому на него удобно «приближать» удаленные объекты. Подзорная труба, бинокль — это телеобъективы.
Телевики часто для краткости называют «оптический зум» или просто «зум». Но технически это разные понятия: зум — это объектив, который плавно приближает и отдаляет изображение. Линзы двигаются — так изменяется степень увеличения.
Сделать такой компактный подвижный механизм для смартфонов пока сложно. Поэтому оптическим зумом называют вообще любую мобильную камеру с оптикой, увеличивающей картинку. Так проще звучит, и все понимают — на эту камеру можно снимать издалека.
Какой зум бывает в смартфонах?
Первые смартфоны с зумом увеличивали изображение в 2 раза. Это до сих пор одна из самых распространенных камер. Но некоторые производители добились трехкратного увеличения, а один из немногих флагманов — Huawei P30 Pro, — даже получил пятикратный зум.
«Объектив» получился настолько длинный, что его пришлось уложить поперек корпуса смартфона. Свет попадает на сенсор через систему зеркал. Из-за схожести с перископом подводной лодки такую камеру назвали перископической.
Но пятикратное приближение — не предел. Huawei P30 Pro с помощью гибридного зума (оптический + цифровой), умеет приближать картинку в 10 раз. А чисто цифровым зумом — в 50 раз! Как это возможно — расскажем в конце.
Зачем нужна зум-камера?
Снимайте издалека
Когда объект далеко, и топать ножками до него долго (или лениво), его можно сфотографировать издалека. Иногда к некоторым деталям и вовсе не подобраться — в этом случае зум поможет разглядеть недоступное.
Люди на мосту, самолеты в небе, красивый дом в конце улицы, котик в окне напротив, птички на деревьях — все это можно увидеть и снять с помощью телеобъектива. Чем больше степень увеличения, тем ближе объект будет к вам.
Отсекайте лишнее
Чем больше увеличение, тем меньше угол поля зрения. В кадр попадает меньше деталей, и вы можете сосредоточиться только на объекте съемки. Выбросьте из кадра толпы туристов или горы мусора, которые эти туристы оставили.
Выдергивая небольшой кусочек из картины миры, вы фокусируетесь только на нем, передаете только его историю. Изолируйте объект съемки от окружающей суеты, и фото будет восприниматься совершенно иначе.
Играйте с масштабом
Когда мы фотографируем на обычную камеру, то понимаем: вот передний план, вот задний. Кошка на переднем плане маленькая, дом на заднем — большой. Огонь горячий, вода жидкая. Инь и ян.
Телевик ломает эту логику. Большой зум дает необычный эффект: если снимать объект издалека, кажется, что он вырос в размерах. Будто фон приблизился к нам. Пропадает ощущение расстояния и масштаба.
Этот эффект называется сжатием перспективы. Горы и люди одного размера — это как?! Памятник размером с небоскреб — нонсенс! Чем больше увеличение, тем сильнее эффект. Пятикратный зум Huawei P30 Pro открывает новые возможности для экспериментов.
Снимайте портреты
Портрет можно снять с любым объективом, но «классическим» фокусным расстоянием считается 50 мм и выше. Для мобильной камеры это двукратный зум. Но можно снимать и на трехкратный, и пятикратный. В этом случае надо отходить подальше и учитывать светосилу оптики: чем «длиннее» зум, тем меньше светосила.
Можно использовать цифровой зум с основной камеры. Например, во флагманах Huawei стоит сенсор разрешением 40 Мп, который в связке с мощным ИИ аккуратно передает детали лица и правильно размывает фон, даже если немного приблизить модель.
Пробуйте макро
Для макрофотографии придумали специальные объективы. Но и на «телевик» можно получить крутой результат. На большом расстоянии такой объектив еще сильнее размывает фон, причем только за счёт оптики, без специальных алгоритмов обработки.
На что обратить внимание?
Длиннофокусные объективы чувствительны к тряске. Даже мелкая дрожь в руках приводит к смазанным фото. И чем сильнее увеличение, тем больше шанс получить смаз. Нужно либо брать камеру с оптической стабилизацией, либо уменьшать выдержку. А иногда все сразу.
Huawei решила эту проблему максимально технологично — с помощью гибридной стабилизации на основе искусственного интеллекта. Он за 0,2 сек определяет положение камеры в пространстве и моментально выравнивает картинку. В итоге даже при 50-кратном (!) зуме можно получить резкое изображение. Без штатива.
Другая проблема — аберрации, то есть артефакты на краях контрастных объектов. Частый случай: сняли дерево, приблизили ветки, а на краях — фиолетовые ореолы. Это и есть хроматические аберрации. Грамотные алгоритмы Leica в смартфонах Huawei P30 и P30 Pro подавляют этот эффект без ущерба качеству.
В итоге
Зум-камеры в смартфонах дают большой простор для творчества. Вы можете не просто приближать объекты, но и отсекать лишнее, подчеркивать важное и даже ломать привычное восприятие мира.
Выбирая смартфон с зум-камерой, обращайте внимание не только на цифры в характеристиках, но и качество обработки. Читайте, смотрите примеры. Грамотная работа ИИ может творить чудеса даже в самых непростых условиях съемки.