اولین عامل کلیدی: سنسور یا حسگر

سه‌شنبه 29 فروردین 1396 ساعت 15:12

وقتی از کیفیت دوربین یک محصول صحبت به میان آید، نظر بیشتر کاربران معمولی و حرفه‌ای این است که حسگر نور مهم‌ترین عامل است چرا که مسئولیت دریافت و ثبت نور بر عهده‌ی این جزء دوربین می‌باشد. نقش حسگر در یک دوربین دیجیتال به مثابه‌ی نقش فیلم در دوربین‌های عکاسی قدیمی است. نوری نباشد، عکسی هم به دست نمی‌آید.

نور از لنز دوربین وارد شده و به سمت حسگر هدایت می‌شود. حسگر نور و تمام اطلاعات آن را می‌گیرد و به زبان سیگنال‌های الکتریکی ترجمه می‌کند. سیگنال‌های تولید شده توسط پردازنده‌ی تصویر، پردازش شده و عکس ایجاد می‌شود. پردازنده‌ی تصویر نقش بهینه کردن و تصحیح عکس نهایی را بر عهده دارد و برخی موارد مشکل‌زا مثل نویز را حذف یا کاهش می‌دهد.

اندازه‌ی حسگر اهمیت بسیار زیادی دارد. به طور کلی هر چه حسگر بزرگ‌تر باشد، پیکسل‌ها هم بزرگ‌تر می‌شوند و هر چه پیکسل‌ها بزرگ‌تر باشند، نوری که جمع می‌کنند هم بیشتر است. بنابراین در نهایت به این نتیجه می‌رسیم که حسگر بزرگ‌تر به جذب نور بیشتر و افزایش کیفیت عکس می‌انجامد.

وقتی با متخصصین صحبت می‌کنیم، عبارات جالبی برای توضیح رابطه‌ی بین حسگر و پیکسل به کار می‌برند. یکی از عبارات معروف سطل آب و چاه است که داستان را بیش از حد ساده می‌کند.

فرض کنید یک پیکسل به مثابه‌ی سطل آبی است که روی صفحه‌ی سیاه حسگر قرار گرفته است. اگر بخواهید آب یا نور بیشتری جمع کنید، باید حجم سطل‌ها افزایش یابد. بنابراین برای قرار دادن سطل‌های بزرگ‌تر به سطح بیشتری نیاز پیدا می‌کنید و به عبارت دیگر برای جذب نور بیشتر، به پیکسل‌های بزرگ‌تر و لذا به حسگر بزرگ‌تر نیاز دارید.

یکی از اساسی‌ترین تفاوت‌های بین یک دوربین تک لنز انعکاسی یا به اصطلاح حرفه‌ای که رزولوشن ۵، ۸ و یا ۱۳ مگاپیکسل دارد با دوربین ۱۳ مگاپیکسلی یک گوشی هوشمند، در اندازه‌ی حسگر است.

معمولاً حسگر بزرگتر نور بیشتری جذب کرده و نویز کمتری در عکس باقی می‌ماند، از طرفی محدوده‌ی دینامیکی یا Dynamic Range تصویر افزایش می‌یابد. منظور از محدوده‌ی دینامیکی نسبت روشنایی روشن‌ترین نقاط تصویر به تاریک‌ترین نقاط آن است.

حالا با توضیحاتی که دادیم، کم‌کم به این حقیقت پی می‌برید که افزایش پیکسل‌های یک حسگر، بهترین راه ممکن برای افزایش دقت پیکسل‌ها نیست ولیکن در سال‌های اخیر، صنعت گوشی‌های هوشمند به سمت افزایش تعداد پیکسل حرکت کرده، بدون اینکه حسگر بزرگ‌تر شود.

چند سال پیش وقتی روزلوشن دوربین‌ها از ۱ مگاپیکسل به ۲ مگاپیکسل افزایش یافت، جان ایرِنسِن که یکی از تحلیلگران گارتنر است و در مورد حسگر دوربین‌ها اطلاعات خوبی دارد، اینگونه اظهار کرده: “آنها اندازه‌ی پیکسل را کوچکتر کرده‌اند تا پیکسل‌های بیشتری جای گیرند” و نیز: “اما حسگر، همان حسگر قبلی است”.

نتیجه‌گیری وی به این صورت است:

آنچه در نهایت اتفاق می‌افتد این است که نور به چاه آب یا سطل که همان بخش حساس به نور حسگر است، برخورد می‌کند و جذب می‌شود. حال اگر شما چاه را کوچکتر کنید، رسیدن نور به بخش حساس مشکل‌تر می‌شود. در نهایت افزایش رزولوشن آنچنان که باید و شاید نتیجه نمی‌دهد و نویز افزایش می‌یابد.

رابطه‌ی بین تعداد پیکسل‌ها و اندازه‌ی فیزیکی حسگر پاسخ این سوال جالب است که چرا برخی دوربین‌های ۸ مگاپیکسلی، رقبای ۱۲، ۱۳ و حتی ۱۶ مگاپیکسلی خود را به راحتی مغلوب می‌کنند.

اما عوامل دیگری هم در کیفیت دوربین گوشی‌های هوشمند دخیل هستند. کوچکی و به عبارت دیگر باریکی گوشی‌ها، اندازه‌ی حسگر را محدود می‌کند. افزایش مگاپیکسل باعث کوچکتر شدن پیکسل‌ها و جذب نور کمتر شده و در نهایت کیفیت عکس را کاهش می‌دهد. البته همیشه اینطور نیست، به عنوان مثال وقتی نور محیط زیاد یا کافی باشد، روزولوشن بیشتر منجر به افزایش کیفیت تصویر می‌شود.

نکته‌ی دیگر این است که همیشه افزایش رزولوشن دوربین گوشی‌های هوشمند با کاهش اندازه‌ی پیکسل‌ها همراه نیست. به عنوان مثال پیکسل‌های گوشی تایتان ۲ اچ‌تی‌سی ۱٫۱۲ میکرونی بوده و پیکسل‌های دوربین اچ‌تی‌سی وان ایکس کمی بزرگ‌تر یعنی ۱٫۴ میکرونی هستند. بنابراین اگر عکس‌های ۱۶ مگاپیکسلی تایتان ۲ را با اچ‌تی‌سی وان ایکس به صورت پیکسل به پیکسل مقایسه کنیم، اختلاف زیادی ندارند و این نتیجه‌ی استفاده از حسگر بزرگ‌تر برای افزایش رزولوشن است.

متأسفانه بیشتر سازندگان گوشی اطلاعات دقیق در مورد اجزای دوربین و مخصوصاً اندازه‌ی حسگر آن منتشر نمی‌کنند، بنابراین تا زمانی که دوربین محصولات جدید را آزمایش نکنیم، کیفیت عکس تا حد زیادی نامعلوم باقی می‌ماند. حتی اگر سازنده‌ای به انتشار اطلاعات دقیق دوربین روی آورد هم این اطلاعات برای عموم مشتریان تا حدی مبهم و غیر قابل استفاده خواهند بود.

نظرات (0)
امکان ثبت نظر جدید برای این مطلب وجود ندارد.