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.
یک شایعه ای بین عموم مردم رایج است و مستمسک شرکت های تولید کننده دوربین و گوشی موبایل ، برای فروش بیشتر شده و آن تعیین کیفیت دوربین با عدد مگاپیکسل است
اینجا یک ویدیویی با توضیح کامل و جامع برای مشاهده عزیزان قرار داده شده.
و برای آن دسته از عزیزانی که نمیخواهند ترافیک اینترنتشان مصرف شود و وقت بیشتری دارند در ادامه مطلب توضیح متنی این ویدیو قرار گرفته.
البته توصیه بنده دیدن ویدیو است.
یکی از پیشرفت‌هایی که در عرصه‌ی دوربین شاهد هستیم، مگاپیکسل بالاتر یا به عبارتی عکس‌هایی با رزولوشن بالاتر است. اما وقتی عکس‌هایی که توسط گوشی‌های مختلف گرفته شده‌اند را در کنار هم قرار می‌دهیم و مقایسه می‌کنیم، این سوال پیش می‌آید که چرا دوربین‌هایی با مگاپیکسل بالاتر، کیفیت بهتری ندارند؟ در این مقاله به مسأله‌ی مگاپیکسل می‌پردازیم و عوامل مهم در ارزیابی کیفیت دوربین را معرفی می‌کنیم
در دنیای گوشی‌ها، رفته رفته دوربین‌های ۸ مگاپیکسلی جای خود را به دوربین‌های ۱۳ مگاپیکسلی و بالاتر داده‌اند. گلکسی اس ۴ و آپتیموس جی پروی ال‌جی هم از این قاعده مستثنی نبوده و دوربین‌های ۱۳ مگاپیکسلی دارند. کمپانی پنتچ در ماه ژانویه گوشی دیسکاور خود را با دوربین ۱۲٫۶ مگاپیکسلی رونمایی کرده، ال‌جی در اکتوبر سال قبل آپتیموس جی را با دوربین ۱۳ مگاپیکسلی روانه‌ی بازار کرد و از همه مهم‌تر نوکیاست که حدود یکسال پیش ۸۰۸ پیورویو را با دوربین ۴۱ مگاپیکسلی عرضه کرد.
تفاوت برندها در بخش دوربین هم واضح است به طوری که دوربین ۸ مگاپیکسلی یک گوشی نسبت به گوشی دیگری با دوربین ۱۳ مگاپیکسلی، از نظر کیفیت برتری دارد و حتی ممکن است قیمت گوشی اول پایین‌تر و به صرفه‌تر باشد.
اچ‌تی‌سی در زمینه‌ی کیفیت دوربین با مگاپیکسل پایین‌تر، حرف اول و آخر را زده است. اگر کمی به عقب برگردیم، همین کمپانی تایوانی بود که می‌خواست در پرچم‌داری به نام تایتان ۲ از دوربین ۱۶ مگاپیکسلی استفاده کند و حالا بعد از چند ماه می‌بینیم که در جدیدترین پرچم‌دار این کمپانی یعنی اچ‌تی‌سی وان، یک دوربین ۴ مگاپیکسلی به کار رفته است. دوربینی با یک تکنولوژی جدید و خلاقانه به نام اولتراپیکسل که در کالبد زیبای این گوشی آلومینیومی، جای گرفته است. در اچ‌تی‌سی وان حسگری به مراتب بزرگتر از حد معمول به کار رفته و لذا پیکسل‌های آن بزرگتر هستند. به همین علت است که در نور کم، عملکرد دوربین این گوشی فراتر از تمام رقباست.
گوشی‌هایی مثل اچ‌تی‌سی وان به عموم علاقه‌مندان گوشی و عکاسی ثابت می‌کنند که شاید عکس‌های یک گوشی ۵ مگاپیکسلی بهتر از یک گوشی ۱۲ مگاپیکسلی باشد. حالا دیگر مگاپیکسل بالاتر به معنای کیفیت بهتر عکس‌ها نیست.
امروزه فرمولی که برای تخمین کیفیت دوربین یک گوشی می‌توان استفاده کرد شامل جنس و اندازه‌ی لنز، حسگر نور، سخت‌افزار مورد استفاده برای پردازش تصویر و در نهایت نرم‌افزاری برای هماهنگی بین بخش‌های ذکر شده، می‌شود. در یک کلام تمام ماژول دوربین را باید بررسی کرد تا به کیفیت عکس‌ها پی برد.
در اینجا می‌خواهیم نگاه عمیق‌تری به موارد یاد شده در ارزیابی کیفیت دوربین گوشی‌های امروزی داشته باشیم.
بیایید فرض کنیم که قرار است یک موبایل با یک دوربین با کیفیت تهیه کنیم. اگر مگاپیکسل ها در کیفیت دوربین بی تاثیر هستند، پس باید به چه چیزی توجه کرد؟ جواب دقت رنگ کارائی در نور کم و کیفیت لنز است.شاید تعجب کنید اگر بگوییم که اندازه ی سنسور اکثر موبایل ها یکسان و چیزی در حدود 4 در 6 میلی متر است ( این عدد را با سنسور های فول فریم 35 در 24 میلی متری مقایسه کنید).
متاسفانه شرکت های سازنده اطلاعات مناسبی را در زمینه های ذکر شده ارائه نمی دهند. بهترین راه حل مراجعه به سایت ها، وبلاگ ها و کلا مجامع تخصصی بررسی دوربین های موبایل است، که تعداد آنها نیز کم نیست. بسیاری از سایت ها نمونه عکس های دوربین ها را در حالت های مختلف عرضه می کنند که می تواند کمک بزرگی باشد. در حال حاضر بهترین دوربین های بازار موبایل توسط نوکیا تولید می شود (یا تولید می شد) و به واقع لنز دوربین Lumia 1020 از کیفیت بسیار خوبی برخوردار است. عکس های این موبایل نزدیک ترین کیفیت را به دوربین های DSLR دارا هستند.
یکی از امیدهای دوربین دوستان دوربین های Pelican Imaging هستند. این محصولات متشکل از چند دوربین دیجیتال معمولی هستند و هر دوربین از رنگ خاصی عکس برداری می کند- تا در کیفیت رنگ های مختلف اختلالی ایجاد نشود- سپس این عکس های تک رنگ توسط پردازنده با هم ترکیب می شوند و عکس با کیفیتی را تشکیل می دهند.
این نوع از دوربین هزینه ی تولید کمتری نسبت به دوربین موبایل های هوشمند فعلی دارند و اگرچه محصول یاد شده هنوز وارد بازار نگشته است، اما انتظار می رود تا یک سال دیگر با ورودش به عرصه ی تجاری کیفیت عکس برداری تلفن های هوشمند را تا حد زیادی متحول نماید.
به نظر شما در حال حاضر بهترین دوربین های دیجیتال – غیر از DSLRها- کدام دوربین ها هستند؟ شما از کیفیت عکس برداری دوربین موبایل تان راضی هستید؟ کدام موبایل ها را پیشنهاد می کنید؟ نظرات خود را با ما در میان بگذارید.
شیوه ی ثبت عکس در دوربین های Point and Shoot و همچنین موبایل های هوشمند بسیار ساده است. این دوربین ها ار یک لنز ابتدایی برای فوکوس روی سوژه استفاده می کنند، نور از دهانه ی لنز وارد می شود و بر روی صفحه ای شیشه ای متشکل از دانه های رنگی به رنگ قرمز، سبز و آبی که به ترتیب یاد شده نیز چیده گشته اند تابانده می شوند. پشت شیشه ی مشبک، سنسوری کوچک و ارزان قیمت قرار دارد که از سیلیکون ساخته شده است. سنسور مذکور با توجه به نور خروجی از شبکه های رنگی، متوجه می شود که هر پیکسل باید به چه رنگی باشد.
از اینجا به بعد است که پای محدودیت ها به دوربین ها باز می شود. هر سنسور مقدار خاصی نویز را به همراه دارد. نویز در عکس یعنی تفاوت های تصادفی در شدت نوری که در تصویر دیده می شود. این اتفاق زمانی رخ می دهد که نور کافی به سنسور نرسد. "تفاوت های تصادفی در شدت نور" در منظره ی واقعی وجود ندارند و تنها در عکس ظاهر می شوند.
سنسور هایی که نویز کمتری دارند گران تر هستند و برای سنسور های بزرگتر ( البته نه با مگا پیکسل نجومی) مسئله ی نویز سال ها است که حل شده، زیرا نور کافی به آنها می رسد و عدم وجود نویز تضمین می گردد (دلیل اصلی نویز زیاد دوربین موبایل ها در مکان های تاریک، کوچکی سنسورشان است). حذف نویز از تصویر تشکیل شده در سنسور های کوچک کاری به واقع سخت است و اگر هم شدنی باشد، بسیار هزینه بر است. بسیاری از شرکت ها به دلیل این که کاربران تنها با مگاپیکسل آشنا هستند، قید کیفیت واقعی عکس را می زنند و سنسور هایی بسیار کوچک با مگا پیکسل های بزرگ –و البته تصاویری پر از نویز- را تولید می کنند.
مسئله ی بعدی هم شاید جالب توجه باشد، وقتی اندازه ی سنسور ثابت باشد، هر چه تعداد پیکسل ها افزایش یابد، کیفیت لنز نقش پر رنگ تری پیدا می کند. لنز های ارزان تا حدی باعث محو شدن تصویر می شوند، البته این محو شدگی با چشم عادی قابل مشاهده نیست.
حال تصور نمایید بدون در نظر گرفتن کیفیت لنز، تعداد پیکسل های سنسور را افزایش دهیم، چه اتفاقی رخ خواهد داد؟ لنز نمی تواند برای هر پیکسل اطلاعات متمایزی را وارد سنسور کند و این یعنی پیکسل های کنار هم، همرنگ می شوند. در نهایت چیزی که عاید شما می گردد، عکس مثلا 15 مگا پیکسلی است که در واقع از 5 میلیون رنگ دانه ی مجزا تشکیل شده است.
بدتر از همه ی این ها، لنز های بی کیفیت می توانند باعث نفوذ رنگ ها در هم شوند. نوری که به فیلتر رنگی می رسد، آن قدر زیاد است که در بقیه پیکسل ها هم تاثیر می گذارد. اگر با یک دوربین ارزان اما با مگاپیکسل بالا در یک روز آفتابی از یک گل سرخ آتشین عکس گرفته باشید، حتما متوجه هاله ی قرمز رنگ دور گل شده اید. این هاله ی قرمز رنگ همین نفوذ رنگ ها در یکدیگر است.
در واقع پیکسل ها در عکس، مثل اتم ها در مواد می مانند که به جز کوچکتری قابل تقسیم نیستند. هر تصویر را –اگر مستطیل در نظر بگیریم- از لحاظ پیکسلی طول و عرض خاصی دارد. اگر تعداد پیکسل های افقی را در عمودی ضرب کنیم، تعداد کل پیکسل ها به دست می آید. یک مگا پیکسل در واقع یک میلیون پیکسل است.
برای محاسبه ی مگاپیکسل دوربین ها هم می توان تعداد پیکسل های روی سنسور را شمرد. به عنوان مثال اگر سنسور دوربینی از 1000 پیکسل در 1000 پیکسل تشکیل شده باشد، این سنسور یک مگا پیکسلی است. یا اگر دوربینی با کیفیت FHD عکس می گیرد، یعنی سنسورش 1080 در 1920 پیکسل است. این سنسور به ما عکسی را با اندازه ی حدوداً 2 مگاپیکسل ارائه می دهد.
یک عکس 4K کمی بزرگتر از 8 مگاپیکسل است. خب در این صورت چرا نمی توان مگا پیکسل ها را نماد کیفیت دوربین ها قلم داد کرد؟ در ابتدا، این افزایش پیکسل ها بسیار تاثیر گذار بود، مثلا زمانی که از کیفیت SD به سمت HD می رفتیم، تفاوت کاملا محسوس به چشم می آمد. در آن زمان تراکم پیکسل ها دوبرابر گردید. اما در نظر داشته باشید با افزایش تعداد پیکسل ها، شیب تاثیر گذاری آن ها نیز کمتر گشت.
شما به سختی می توانید بین یک عکس 5 مگاپیکسلی و 6 مگا پیکسلی تفاوتی قائل شوید. در حالی که عکس دوم یک میلیون پیکسل بیشتر از عکس اول دارد، تراکم پیکسلی تنها 20 درصد افزایش یافته است. پیکسل های بیشتر عکس بزرگی را خلق می کنند، اما به واقع آیا چنین سخت افزاری را برای مشاهده ی عکس در اندازه واقعی در اختیار داریم؟ در نظر داشته باشید که بیشتر لپ تاپ ها کیفیتی در حدود یک مگا پیکسل و تلویزیون های خانه مان تصویر را با کیفیت 2 مگا پیکسل به نمایش می گذارند. یک عکس 10 مگا پیکسلی را می توان در اندازه ی یک متر در 70 سانتی متر چاپ کرد به صورتی که پیکسل هایش قابل مشاهده نباشند. آیا تا به حال عکسی بزرگ تر از 30 در 40 سانتی متر چاپ کرده اید؟