Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Почему известные бренды смартов не стремятся ставить камеры более 12 мп?

Ира люблю длинные ответы но не комментирую [119K] 1 неделю назад

Почему умные производители смартфонов не стремятся ставить фотокамеры более 12 мп, а дисплеи разрешением более 2К?

В чём фикция новомодной камеры в 100 мегапикселей и почему 4К экран, считается избытком у умных брендов и никчёмным пожирателем энергии аккумуляторов?

бонус за лучший ответ: 5 кредитов хотите увеличить?
4

Вообще-то тут два независимых вопроса - про камеры и про дисплеи. Но это так, стариковское ворчание...

Дисплей: а вот вы на своём 6- или 6,5-дюймовом дисплее видите отдельные пиксели, если без лупы? Собсно, это всё, что нужно знать. Даже для лопат, в которые превратились когда-то компактные смартфоны, 2К - вполне достаточное разрешение экрана. 4К нужно для нормальной техники, начиная с ноутбука (перейдя с Асуса на Dell XPS 13, я заметил разницу...). Экран мобилы ровно вдвое меньше по линейному размеру, чем экран ноутбука. И при той же плотности пикселей прекрасно будет показывать в разрешении 2К.

Камера: тут совсем другое. Картинки, снятые камерой мобилы, запросто могут попасть на экран настоящего компьютера с хорошим монитором (а хороший монитор - это как раз начиная с 4К), поэтому разрешение камер, вообще говоря, должно быть не меньше. Но тут есть оптимум.

Качество картинки с камеры определяется не только её разрешением, там довольно много параметров, В частности, шум и качество цветопередачи. И вот тут чем больше разрешение - тем хуже шумовые характеристики датчика, а значит - и камеры. Это голая геометрия и голая физика.

Понятное дело, что размер датчика (матрицы) в нынешних мобилах ограничен тупо толщиной аппарата и углом зрения объектива. Который примерно можно считать таким же, как и в обычных "больших" камерах, то есть соотношение 28 мм фокуса и 36 мм ширины кадра остаётся. Это соотношение и определяет угол поля зрения. Всё, что меньше при том же фокусе, уже начинает давать сильнейшие искажения на краях (эффект объектива "рыбий глаз"). Даже и 28 мм для стандартной камеры уже считается широкоугольником. Значит, при сохранении угла поля зрения уменьшение фокусного расстояния до, скажем, 6 мм (в мобиле толщиной 7-8 мм больше и не сделать) автоматически ограничивает размер датчика где-то на 7-7,5 мм. И если у нас в такой крохотный кристалл утоптано 100 миллионов пикселей (а мобилы на 108 Мпикс. уже реальность, а не фантастика), то каким оказывается размер одного пикселя? Праально, меньше 1 микрона. Ну или порядка 1 микрона (вроде про датчик с размером пикселя менее 0,95 мк я не слышал, да и этот единственный - не для мобил, а для спец. применения). А на таких размерах просто физикой работы матрицы и физикой поглощения света в кремнии хороших шумовых характеристик не получить, потому что свет тоже шумит. У света квантовая природа, и сколько фотонов попадёт в данную ячейку даже при абсолютно постоянной и абсолютно однородной освещённости - дело случая. В один пиксель вот столько, в соседний - не столько, а вот столько. Процесс совершенно случайный и описываемый статистикой Пуассона, когда неопределённость числа попавших в ячейку фотонов равна квадратному корню из этого числа, то есть шум пропорционален корню из сигнала. А отношение сигнал/шум, которое и определяет качество картинки, как нетрудно убедиться, тоже пропорционально корню из сигнала. То есть из числа фотонов.

Но штука в том, что в идеале каждый фотон генерирует электрон, который и накапливается в ячейке. И если в большой (по площади) ячейке за 1 кадр можно накопить стопиццот электронов и поэтому получить хорошее отношение сигнал/шум, то в маленькой ячейке этого не получится. Там просто места нет, физически, чтоб поместилось много электронов. А значит, матрица с маленькой ячейкой по жизни не сможет сгенерировать сигнал изображения с высоким отношением сигнал/шум. И это, заметьте, не происки маркетологов и не недостаточная квалификация разработчиков, а физика работы приборов.

Как не получить на мелком пикселе и низкого значения перекрёстных искажений (сигналы соседних ячеек оказываются взаимозависимыми). Потому что свет в кремнии поглощается не мгновенно - глубина поглощения для красного света составляет 1-2 микрона. А на краях матрицы свет, учтите, попадает на неё под значительным углом. И даже с учётом преломления в кремнии так и продолжает идти под углом. И поэтому для микронного пикселя часть этого света, которая сумеет забраться достаточно глубоко - а какая-то часть таки да, сумеет, - окажется в соседней ячейке. Что и создаёт перекрёстные искажения. А поскольку соседние ячейки принимают сигналы разного цвета (на матрицу наклеивается мозаичный цветофильтр), то такие перекрёстные искажения приводят к цветовым артефактам, к искажению цветопередачи.

То есть матрица сверхвысокого разрешения, да, несказанно хороша для невзыскательных чёрно-белых фотографий, но начинает проигрывать матрице с нормальной ячейкой по всем остальным характеристикам.

Вот это и есть та причина, по которой в мелких матрицах сверхвысокое разрешение приводит к ухудшению качества изображения.

Дети! Не гоняйтесь за мегапикселями!

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID