Диафрагма основная камера f 1.9. Что влияет на качество фотографии

Апертура - в параметрах камер смартфонов часто указывают ее значение. Разберемся, почему хорошая апертура важна, и какая апертура лучше - f 2.2 или f 1.8.

Апертура камеры – что это вообще такое? И почему это значение указывают после числа пикселей в фотоматрице смартфона? Не знаете? Давайте разбираться, попутно выясняя, какая из апертур лучше.

Что такое апертура?

По-простому, апертура – это зрачок. Свет идет сквозь роговицу (линзу), проходит сквозь зрачок (апертуру/диафрагму) и попадает на зрительный нерв (фотоматрицу). Зачем в этой цепочке апертура? Да затем, чтобы дозировать световое излучение. Чем она больше (зрачок расширяется), тем больше света попадет на матрицу (зрительный нерв).

Апертура f 2.0 — что это значит? В чем измеряют апертуру?

Из характеристик смартфонов понятно, что апертура измеряется в специальных единицах – f -числах. Или, как говорят профессиональные фотографы, в f-стопах. Причем размерный ряд апертуры состоит из дробных чисел – f/1.4, f/2.0 и так далее. Иногда в характеристиках пишут упрощенный вариант обозначения – апертура 1.8. Однако точное отображение данной величины требует следующего написания — f/1.8.

По законам математики максимальное значение апертуры достигается при минимальном значении делителя – числового коэффициента, расположенного справа. То есть апертура 2.0 (f/2.0) предполагает большую степень «расширения» зрачка-диафрагмы, чем апертура 2.2 (f/2.2). И чем больше число справа, тем меньше степень раскрытия апертуры.

Как размер апертуры влияет на качество снимка?

Большая апертура позволяет шторкам объектива раскрыться по максимуму, пропуская на сенсор очень большую порцию света. Маленькая апертура означает, что шторки объектива приоткрылись не полностью, и пропустили на матрицу минимум света.

Как это влияет на качество снимка? Да самым прямым образом! Большая апертура при ярком свете, скорее всего, испортит (засветит) кадр. Попробуйте сфотографироваться с солнцем за спиной, и вы увидите все последствия слишком большой апертуры. Однако возможна и другая ситуация, когда слишком маленькое значение апертуры не позволяет матрице захватить достаточную порцию света и снимок получается темным.

То есть хорошая апертура не может быть ни большой, ни маленькой. Она должна соответствовать конкретным условиям съемки. Однако в условиях плохой освещенности нужна максимально большая апертура, чтобы уловить максимум света. И забывать об этом не стоит.

Маленькая апертура – это совсем плохо?

Не совсем. При небольших апертурах – от f 4.0 — f 8.0 и ниже – наблюдается интересная возможность увеличить глубину резкости матрицы. Чем меньше апертура, тем больше объектов оказываются в фокусе камеры. Поэтому малые величины апертуры любят все поклонники пейзажной фотографии и портретисты, желающие получить четкие снимки без размытия контуров и прочих шумов.

В итоге, выбирая между апертурой f 2.0 и f 2.2 , что лучше сказать невозможно. Первое значение гарантирует возможности улучшить качество фото в темном помещении. Второе – обещает увеличить резкость снимка.

Выбираем смартфон по апертуре камеры

Беда любой камеры любого смартфона – это очень незначительный физический размер фотоматрицы (зрительного нерва мобильного устройства). Поэтому стандартная апертура основной камеры – f 2.0 или f 2.2. Ставить меньшее значение диафрагмы не решится ни один производитель смартфонов, уважающий своих клиентов. В этом случае фото в помещениях будут абсолютно нечитаемыми.

Слишком большое значение f-числа смартфону тоже не нужно. Маленькую матрицу легко пересытить светом, испортив баланс снимка. Впрочем, в последнее время появились аппараты со сдвоенной камерой и апертурой в f/1.7, что очень неплохо для смартфона с увеличенной фотоматрицей. Качество снимков в помещении у таких смартфонов находится на недосягаемой высоте.

А какая апертура у флагманов?

На данный момент чемпионами по значению f-чисел являются следующие смартфоны:

У остальных, в том числе и у хваленого апертура не превышает f/2.2.

При выборе смартфона с хорошей камерой нужно обращать внимание на многочисленные ее параметры. С разрешением все просто: чем больше мегапикселей – тем лучше теоретическая максимальная детализация снимка. С размерами матрицы и отдельных пикселей тоже все просто: чем они больше – тем больше света улавливает, и тем выше будет четкость при недостатке освещения. А вот диафрагма или апертура – это характеристика, которая труднее поддается пониманию. Например, тот факт, что меньшая цифра – это зачастую лучше, озадачивает многих.

Диафрагма (апертура) – это отверстие в объективе камеры, через которое поступает свет на матрицу. В описании смартфонов эти слова используются, как синонимы, но они имеют несколько разное происхождение. Термин «диафрагма» изначально относился к физической детали объектива, диафрагменной шторке, регулирующей размеры светопропускного отверстия. А «апертура» - это характеристика, указывающая на характеристики этой шторки.

Объектив зеркалки с изменяемой диафрагмой

Так как в мобильных камерах эта деталь отсутствует, оба термина применяются именно во втором значении. Также в качестве синонима терминов «апертура» и «диафрагма» часто применяется слово «светосила». В описании камер смартфонов все эти понятия характеризуют способность оптики пропускать свет.

В чем измеряется диафрагма (апертура) камеры смартфона

Значение диафрагмы (апертуры) камеры смартфона является относительной величиной, выражающейся через фокусное расстояние.

Фокусное расстояние – это расстояние между матрицей и оптическим центром объектива, то есть точкой, в которой сходятся лучи света, попадающие сквозь линзы внутрь модуля камеры. Значение светосилы позволяет определить, насколько эффективно улавливает свет камера, в сравнение с другими.

Расположение диафрагмы камеры смартфона

Числовое значение апертуры – это производная величина, указывающая соотношение ФФР (физического фокусного расстояния) и диаметра отверстия в объективе. Записывается оно в формате дроби f/X, где f – ФФР, а X – делитель. Популярное значение диафрагмы f/2 означает, что диаметр отверстия камеры в два раза меньше, чем фокусное расстояние. Если ФФР равно 4 мм (это тоже одно из популярных значений, так как больше получить от модуля, высотой около 6 мм, не выйдет), то при апертуре f/2 диаметр глазка объектива составит 2 мм. Если фокусное расстояние составляет 5,6 мм, а диафрагма – f/2,8 (такие параметры 12 лет назад имел камерафон Nokia N73), то 5,6/2,8=2, то есть, «зрачок» опять имеет диаметр 2 миллиметра.

Разные значения апертуры. Диаметр отверстий выдержан в одном масштабе.

На что влияет значение апертуры

Так как диафрагменное число указывает на диаметр отверстия объектива, то от его значения зависит количество света, попадающее на матрицу. Чем больше отверстие – тем больше будет света. Именно из-за того, что число после дроби – это делитель, чем оно меньше – тем больше будет физический диаметр «зрачка». Ведь если поделить 4 на 1,8 (f/1,8), то получим 2,22 мм, а деление 4 на 2,2 (f/2,2) даст уже 1,82 мм.

Если вспомнить формулу площади круга πr 2 (а r – это половина диаметра) и провести расчет, можно определить разницу в светопропускной способности. Для отверстия диаметром 2,22 мм площадь составит 3,48 мм2, а для 1,82 мм – 2,85 мм2. Поделив первое на второе, получаем разницу в 1,22 раза, то есть, оптика с апертурой f/1,8 пропускает на 22% больше света, чем с f/2,2.

Из-за того, что разные камеры имеют разное ФФР (у смартфона это несколько миллиметров, а у зеркалки – в 10-100 раз больше), сравнивать по апертуре очень разные фотокамеры нельзя. Например, смартфон с матрицей 1/3" при значении апертуры f/2 улавливает такое же количество света, как полноформатная зеркалка с диафрагмой f/13-f/15. Однако если сенсоры камер сравниваемых смартфонов близки по параметрам или идентичны (как в тех же и , на примере которых и проведены расчеты выше), то разница в светосиле позволяет оценить разницу в светопропускной способности.

Это значит, что маркетологи в Samsung не зря едят свой хлеб. Чем производители смартфонов занимались последние годы? Они методично расширяли диафрагму, чтобы на микроскопический сенсор телефона попадало больше света. Они пришли к пониманию, что высокое разрешение (16-21 Мп) с маленькими пикселями (0,9-1,1 мкм) работает хуже среднего разрешения (12-13 Мп) с пикселями побольше (1,25-1,4 мкм) – при 12-13 Мп детализация сохраняется, но света увеличенные пиксели собирают больше. Также почти все компании успешно освоили систему оптической стабилизации, что, в частности, позволило выставлять больше выдержку, дабы матрица успевала захватить больше света. То есть компании делали все для того, чтобы малюсенький сенсор получал как можно больше света.

Передовые фотофлагманы 2017 года имеют светосилу f/1.6 (LG V30, Huawei Mate 10), f/1.7 (Samsung Galaxy S8, HTC U11), f/1.8 (iPhone X, Pixel 2). По последним слухам, в Galaxy S9 будет механически регулируемая диафрагма со значениями f/1.5 и f/2.4. Несмотря на предположения, промежуточные значения выставлять будет нельзя, то есть в распоряжении пользователя будет два режима – для дня и для ночи. Аналогичное решение применяется в раскладушке Samsung W2018, которая продается эксклюзивно в Китае. Посмотрите гифку:

То, что камеры смартфонов эволюционируют, безусловно, радует. И я рад, что Samsung, чьи флагманы Galaxy легко входят в Топ-3 лучших смартфонов для фото-, видеосъемки, взяла на себя роль лидера направления (или пытается взять). Однако радость по ожидаемому скачку в качестве фото, как мне кажется, преждевременная. Во-первых, между f/1.5 и текущим f/1.7 у того же Galaxy Note 8 не такая уж и большая разница, если учесть размеры модуля камеры. Да и где восторженные возгласы по камере LG V30 с f/1.6? Их нет, потому что светосила радикально не изменила качество фото в сравнении с тем же G6 (f/1.8). Во-вторых, я вижу очень мало сценариев, где f/2.4 будет показывать себя лучше f/1.5. Ночные клубы, дом, макро, ночные пейзажи, портреты, съемка подвижных объектов и динамичных сцен? Для всех этих сюжетов предпочтительнее f/1.5, то есть действует правило «чем больше света (меньше выдержка, меньше ISO) – тем лучше».

Если у вас есть на руках iPhone X, то можете провести небольшой тест – снять что-то в помещении (или даже на улице) на разные камеры (ширик и телевик), попытавшись выстроить одинаковое фокусное расстояние. Вы удивитесь, насколько фото с камеры с f/2.4 более шумные в сравнении с f/1.8 даже при хорошем свете.

Термин «мегапиксель» можно расшифровать как один миллион пикселей. То есть 12-мегапиксельная камера делает снимки, которые состоят из 12 миллионов крохотных точек. Чем больше этих точек (пикселей) в изображении, тем чётче оно выглядит, тем выше его разрешение.

Из этого можно сделать вывод, что камера с большим количеством мегапикселей снимает лучше той, у которой их меньше. Но это не совсем так.

Проблема в том, что в наше время имеют больше мегапикселей, чем нужно. Давайте вспомним про экраны: FullHD-телевизор имеет разрешение 2,1 мегапикселя, а новейший 4K-телевизор - 8,3 мегапикселя. Учитывая, что в камере почти каждого современного смартфона можно насчитать более 10 мегапикселей, дисплеи просто не могут отображать столь высокое разрешение в полной мере.

Вряд ли вы заметите разницу между фотографиями современных камер с разным количеством мегапикселей, поскольку даже новейшие экраны не поддерживают таких разрешений.

На самом деле преодоление отметки в 8,3 мегапикселя может быть полезным, если вы намерены кадрировать снимки. Другими словами, сделав фото с помощью 12-мегапиксельной камеры, вы можете отрезать от него значительный фрагмент. При этом разрешение снимка всё равно может остаться выше, чем у 4K-телевизора.

Совет . Не гонитесь за камерами, которые насчитывают больше 12 мегапикселей. Этого количества хватит с запасом, если только вы не собираетесь разрезать снимки на фрагменты или редактировать их в профессиональных целях.

Размер пикселя важнее

Показатель, который точнее характеризует камеру смартфона, - это размер пикселя. В общем списке характеристик его числовое значение указывают в микрометрах перед сокращением µm. Камера смартфона с размером пикселя 1,4µm почти всегда снимает лучше другой с размером 1,0µm.

Если достаточно приблизить фотографию, на ней можно разглядеть отдельные пиксели. Цвета этих мелких точек определяются микроскопическими сенсорами света внутри камеры смартфона.

Эти сенсоры тоже называют пикселями, поскольку каждый из них захватывает свет для соответственного пикселя на изображении. Таким образом, если в вашей камере 12 мегапикселей, она имеет 12 миллионов светочувствительных пикселей.

Каждый сенсор запечатлевает частицы света, известные как фотоны, и определяет с их помощью цвет и яркость пикселя на снимке. Но фотоны очень активны, и захватить их не так просто. К примеру, вместо синей частицы сенсор может поймать красную. В итоге вместо пикселя одного цвета на изображении окажется точка другого.

Чтобы избегать таких неточностей, светочувствительный пиксель ловит по несколько фотонов сразу, а специальное ПО высчитывает на их основе правильные оттенок и яркость точки на итоговом фото. Чем больше площадь пикселя, тем больше фотонов он может захватить, тем точнее будут цвета на финальном изображении.

Совет . Остановитесь на камерах, которые имеют не более 12 мегапикселей. Большее число вынуждает производителя жертвовать размером пикселей, чтобы вместить всё в ограниченном пространстве. Сравнивая камеры с равным количеством мегапикселей, выбирайте ту, размер пикселей в которой больше.

Апертура

Другая важная характеристика камеры, которой не стоит пренебрегать, - это апертура. Её указывают с помощью символа f, поделённого на числовое значение. К примеру: f/2,0. Поскольку f делят на число, то чем оно меньше, тем лучше апертура.

Чтобы понять смысл апертуры, вспомните о размере пикселя. Чем он крупнее, тем больше частиц света захватывает камера, тем точнее цветопередача. Теперь представьте, что пиксель - это ведро, а фотоны - капли дождя. Выходит, чем шире ведро (пиксель), тем больше капель (фотонов) в него попадает.

Апертура напоминает воронку для этого ведра. Её нижняя часть совпадает по диаметру с ведром, но верхняя - гораздо шире, что помогает собрать ещё больше капель. Как следует из аналогии, широкая апертура позволяет сенсору захватить больше частиц света.

Конечно, в реальности никакой воронки нет. Этого эффекта достигают за счёт линзы, с помощью которой камера захватывает больше света, чем способны уловить её пиксели.

Основное преимущество широкой апертуры заключается в том, что благодаря ей камера лучше снимает в условиях низкой освещённости.

Когда света слишком мало, светочувствительные пиксели могут не захватить достаточного количества фотонов. Но широкая апертура решает эту проблему, открывая доступ к большему количеству частиц.

Совет . Не забывайте, меньшее число означает более широкую апертуру. Так что делайте выбор в пользу камер со значением f/2,2 и ниже, особенно если часто фотографируете ночью или внутри помещений.

Стабилизация изображения: EIS и OIS

Среди прочих характеристик камеры вы можете найти стабилизацию изображения двух видов: оптическую - OIS (Optical Image Stabilization) и электронную - EIS (Electronic Image Stabilization).

Когда сенсор камеры движется из-за дрожания руки, OIS стабилизирует изображение физически. Если вы, к примеру, ходите во время съёмки видео, каждый шаг обычно меняет положение камеры. Но OIS сохраняет относительную стабильность сенсора, даже если вы трясёте смартфоном. В результате технология минимизирует дрожь на видеозаписях и размытие на снимках.

Наличие оптической стабилизации сильно повышает стоимость устройства и требует немало пространства для дополнительных деталей. Поэтому вместо неё в смартфоны часто внедряют электронную стабилизацию, которая создаёт похожий эффект.

EIS обрезает, растягивает изображения и меняет перспективу отдельных кадров, из которых состоит видео. Это происходит программно и уже с отснятым материалом, поэтому электронную стабилизацию можно применять даже к роликам, записанным на камеры с OIS, чтобы делать их ещё более плавными.

По большому счёту, иметь камеру с оптической стабилизацией лучше. Ведь электронная обработка кадров может снизить качество и создать эффект желе на видео. К тому же EIS почти не уменьшает степень размытия на снимках. Но стоит отметить, электронная стабилизация не перестаёт развиваться, что подтверждает качество роликов, снятых на аппараты .

Совет . Если можете, выбирайте устройства с оптической стабилизацией, если нет - останавливайтесь на электронной. Игнорируйте аппараты, которые не поддерживают ни OIS, ни EIS.

Мы писали ранее.) Ее важнейшей функцией является глубина резкости: так, например, благодаря апертуре можно сделать фон размытым, выделив при этом объект, или же наоборот, оставить все в фокусе.

1. Что такое апертура?

Выражаясь простым языком, апертура это отверстие в объективе, через которое проходит свет, попадающий на сенсор. По принципу работы она в каком-то роде похожа на человеческий глаз. И если проводить подобную аналогию с самой камерой, то получается, что линза выполняет функцию роговицы – она собирает весь видимый свет, отправляя его через радужную оболочку, которая в свою очередь расширяется или уменьшается в зависимости от количества поступающего света, контролируя таким образом диаметр зрачка. Сам же зрачок это нечто вроде дыры, через которую и проходит свет дальше, вглубь глаза, где и попадает на сетчатку. Так, получается, что апертура и зрачок выполняют одинаковую функцию: свет проходит через апертуру и попадает на сенсор камеры, аналогично зрачку и сетчатке. Чем больше диаметр апертуры – тем больше света попадает на сенсор. И точно так же, чем больше диаметр зрачка, тем больше света попадает на сетчатку.

2. Диаметр апертуры

Аналогом радужной оболочки, контролирующей размер апертуры, в оптике называется диафрагмой. Функция диафрагмы заключается в том, чтобы благодаря увеличению и уменьшению диаметра апертуры, ограничивать количество света, попадающего на фотосенсор.
В фотографии апертура измеряется в f-числах или в f-стопах, и чем меньше значение f-стопа, тем больше размер апертуры. Многие люди находят это сбивающим с толку, ведь обычно большее число подразумевает большее значение, но не в этом случае. Так, f/1.4 больше, чем f/2.0 и еще больше, чем f/8.0.
Для четкого понимания лучше взглянуть на иллюстрацию ниже:

Взаимоотношение размера апертуры к значению f-стопа.

3. Глубина резкости

Еще одна вещь, которую нужно знать об апертуре, это глубина резкости - область фотографии, которая находится в фокусе:
Если f-число равно f/32, то в фокусе будут находиться как передний, так и задний планы. Если же выбрать значение f/1.4, то задний план окажется размытым, оставляя в фокусе лишь объекты переднего плана. Это явно видно на изображениях ниже:

Левая фотография сделана с f-числом равным f/2.8, а правая с f/8.0

Как видно из этого примера, даже небольшое изменение f-числа с f/2.8 до f/8.0 довольно сильно влияет на глубину резкости. И если бы я использовал f-стоп, равный f/32, то фон оказался бы таким же четким, как и WALL-E на втором снимке.
Еще один пример:

Почтовые ящики – апертура равна f/2.8

На фотографии выше, благодаря малой глубине резкости, лишь слово «Cougar» оказалось в фокусе, оставив пространство впереди и позади надписи размытым. Если же в данном случае использовалось f-число, равное f/1.4 и камеру бы сфокусировали на буквах, то только одна буква и была бы в фокусе.

4. Диафрагма объектива: Максимум и минимум

У каждого объектива есть свой лимит максимального и минимально возможного диаметра апертуры. Увидеть эти значения можно в спецификациях вашего устройства, они обычно обозначаются как Lowest f-number (Наименьшее f-число) и Highest f-number (Наивысшее f-число).

Внимание стоит обратить на максимальное значение, так как оно показывает насколько быстр ваш объектив. Так, объектив с наивысшим f-числом, равным где-то f/1.2 или f/1.4 считается быстрым, так как может пропустить больше света, чем, например, объектив с диафрагмой f/4.0. Поэтому объективы с большой апертурой более пригодны для фотографии в условиях недостаточной освещенности. Кроме того, широкая апертура позволяет лучше изолировать предметы переднего плана от заднего фона. Так что при покупке объектива следует внимательно отнестись к этим параметрам.

Наименьшее же значение диафрагмы не настолько важно, так как почти все современные фотоаппараты имеют апертуру равную как минимум f/16 – чего вполне достаточно для обыкновенной каждодневной съемки.