Как iPhone выдавливает с рынка фотокамеры (и выдавит почти все)

121

То, что современные смартфоны (и в первую очередь iPhone) практически выдавили с рынка компактные цифровые камеры — ни для кого не секрет. Достаточно взглянуть на статистику того же Flickr по используемым камерам, чтобы это стало очевидным. Это уже стало причиной банкротства некоторых именитых игроков на рынке цифровых камер и серьезной перестройки для оставшихся игроков, а что мы увидим по мере развития технологий?

Burberryspring14


Внимание, в объяснениях ниже я намеренно утрирую некоторые вещи, чтобы сделать их понятнее, я знаю, что на самом деле все «немного сложнее».

В ходе презентации нового iPhone 6 многие недалекие люди высказались пренебрежительно на предмет того, что в Apple использовали «всего лишь» 8-мегапиксельную матрицу, в то время как другие производители радуют бездумных поклонников циферок куда большими числами. На самом деле, то, что Apple не стремится добиваться рекордов в этом параметре — это очень хорошо для конечных пользователей, и я сейчас объясню — почему (вы серьезно думаете, что Apple не сделали бы 12 или 16 мегапикселов, если бы захотели?).

Что такое «мегапиксели»? Это миллион пикселей, которые составляют светочувствительную матрицу, которая фиксирует картинку. Берем разрешение матрицы по горизонтали, умножаем на разрешение по вертикали, делим на миллион, получаем те самые мегапиксели. Тут нас ждет первое маркетологическое разочарование: дело в том, что за 1 пиксел реальной фотографии отвечает реально 4 ячейки матрицы и цифру мегапикселей надо делить на 4. Чтобы не делать этого — большинство фотоаппаратов производят растягивание картинки с интерполяцией, чтобы количество мегапикселей фотографии совпадало с мегапикселями матрицы. На самом деле, тут все сложнее, так на реальное разрешение влияет много параметров: фильтр, размещенный перед матрицей, возможности объектива, сложность алгоритмов обработки данных с сенсора, поэтому пока просто будем считать, что у нас каждый пиксель мегапикселя — это одна ячейка, воспринимающая фотоны.
1900px-Sensorauflösungen.svg
Теперь немного здравого смысла и геометрии. Размеры, которые может занимать матрица в современном телефоне — весьма ограничены, поэтому практически любое увеличение количества мегапикселей достигается за счет повышения их плотности на матрице, а следовательно, за счет уменьшения их размеров. А уменьшение размеров — чаще всего не идет на пользу качеству картинки. Задача каждой ячейки матрицы — регистрировать, сколько на нее попало фотонов за заданный промежуток времени, чем больше это число — тем ярче эта точка на фотографии. Подсчет фотонов — занятие весьма сложное и приблизительное. Чем меньше размер ячейки, тем меньше на нее попадет фотонов и тем грубее окажется погрешность оценки количества фотонов. Это, в свою очередь, приводит к тому, что камера хуже определяет разницу между самыми яркими и самыми темными участками фотографии, это называется «снижение динамического диапазона».

Вторая беда — это шум. Все ячейки матрицы — шумят, периодически выдавая «неверный» результат, но современные алгоритмы позволяют отфильтровать в сигнале, поступающем с ячейки этот шум, и получить-таки нужное значение. Но чем меньше размер ячейки, тем хуже соотношение полезного сигнала к шуму и больше вероятность того, что результирующий пиксел на фото будет «некорректным». Если съемка производилась при достаточном количестве света — это небольшая беда, шумящих пикселов будет немного, и хитрые алгоритмы спокойно найдут эти шумные точки и с помощью соседних пикселов восстановят то, что должно быть там. Разумеется, это работает только до определенного предела, и при увеличении числа шумящих пикселов — алгоритм начнет пасовать.

Разумеется, технологии создания матриц улучшаются, и регистрация фотонов становится все более четкой, но, во-первых, технологии не успевают за ростом мегапикселов телефонов, а, во-вторых, новые технологии стоят дороже, и их до последнего не внедряют, обходясь различными ухищрениями.
iphone-tri-lens-pro-53c0
Почитав статьи о том, как работают матрицы фотоаппаратов, можно подумать, что чем меньше мегапикселов, тем лучше. На самом деле это тоже не так, тут есть два соображения. Во-первых, фотографии должны быть какого-то минимально приемлемого разрешения, их хочется смотреть на хороших современных экранах, а иногда и распечатать на бумаге. Во-вторых, при большом числе мегапикселей — эффективнее работают многие алгоритмы, например, то же подавление шума. Такой вот парадокс: увеличивая число мегапикселов, мы получаем больше шума, но можем эффективней с ним бороться. Так что тут нужно соблюдать разумный баланс.

Сколько же мегапикселов фотографии необходимо? Простые расчёты показывают, что если вы собираетесь печатать фотографии с разрешением 300 точек на дюйм, то 8 мегапикселов вам хватит для отпечатка размерами 28 см на 21 см, то есть практически формата А4. То есть 8 мегапикселей для большинства бытовых нужд будет достаточно, думаю, именно поэтому уже несколько лет Apple оставляет эту цифру неизменной.

Если взять 3264 x 2448 пикселей фотографий iPhone 5, то это и даст нам 7990272 пикселей изображения, или 8 мегапикселей. Но матрица — это лишь одна из составных частей хорошей фотографии, и именно над этим и работает Apple.

При переходе с iPhone 5 к iPhone 5S Apple увеличили размер матрицы с 1/3.2 дюйма до 1/3 дюйма, сохранив разрешение, это позволило им увеличить размер одной ячейки с 1,4 микрон до 1,5 микрон. Результаты при съемке в условиях плохого освещения лучше всего продемонстрирует картинка.
low-light-comp-3
Кроме того, Apple улучшили объектив и доработали вспышку, оснастив ее технологией TrueTone, что дало результаты лучше, чем ненужный рост мегапикселов.

В ходе анонса 6-ки (той, что плюс) Apple анонсировала еще два важных нововведения, не касающихся непосредственно мегапикселов (кроме традиционных улучшения алгоритмов обработки, более качественной матрицы и лучшего объектива). Первое — это фазовые датчики автофокуса, которые позволят iPhone быстрее фокусироваться на объектах съемки. Второе — оптическая стабилизация, которая в первую очередь улучшит съемку в условиях плохого освещения. Сейчас разберёмся — почему.
14.02.05-iPhone5s-Burb
Проблемы съемки в темноте я описал выше. Главным способом их решения является удлинение выдержки — чем дольше камера делает фотографию, тем больше полезной информации попадет на сенсор. Но тут появляется другая проблема — при удлинении выдержки есть вероятность, что человек, держащий камеру, ее случайно немного пошевелит, и это приведет к смазыванию фотографии. Значит, выдержка должна быть длиннее, но не настолько, чтобы приводить к появлению «шевеленки». Оптическая стабилизация за счет движения линз объектива позволяет устранить эффекты незначительных колебаний камеры при съемке и использовать более длительную выдержку, уменьшая количество шумов и делая динамический диапазон фотографии лучше.

Та же Samsung в своем S5 не реализовала оптическую стабилизацию (угадайте, что будет в списке нововведений S6?) и поэтому пошла другим путем: камера снимает много фотографий на короткой выдержке на протяжении длительного времени и пытается комбинировать их с целью снижения шумов и лучшей проработки деталей. На фотографиях с множеством движущихся объектов в кадре порой заметны последствия работы этого алгоритма (две следующие фотографии взяты с trustedreviews.com).
low-kl
Кроме того, судя по всему, Samsung сильно задрали светочувствительность своей матрицы и добавили к этому очень злой алгоритм подавления шумов, что приводит к тому, что картинки превращаются в «акварель».
low-light-5
iPhone 6 Plus еще не вышел, но, я думаю, в области фотографии реальные тесты покажут приятный прогресс. На самом деле, мало какие компактные цифровые камеры способны похвастаться такими технологиями, поэтому в сегменте любительской съемки iPhone будет и дальше помогать компактным ЦФК уходить на покой.

В сегменте профессиональных камер пока еще безраздельно властвуют зеркальные фотоаппараты, но на них идет наступление с разных фронтов.
Фотосессия с iPhone
Во-первых, эту рыночную нишу все сильнее атакуют «беззеркалки». Фотоаппараты со сменными объективами и большой (обычно) матрицей дают в большинстве случаев результат не хуже «профессиональных» решений, а за счет того, что они лишены атавизмов в виде пентапризмы и механического зеркала — они обладают намного меньшими размерами и весом. Последние наработки Sony и Panasonic все больше нивелируют разрыв между «зеркалками» и «беззеркалками», последние уже обзавелись фазовым автофокусом, большими матрицами, хорошими видеоискателями, замечательными возможностями по съемке видео высокого разрешения и многим другим. Даже банальная логика подсказывает, что при использовании тех же матриц и процессоров обработки фотографий результат будет неизменен, независимо от того, будет ли перед матрицей рудиментарное механическое зеркало или нет. К сожалению, Canon и Nikon игнорируют медленную революцию, и их решения в сегменте «беззеркалок» продиктованы маркетологами, изо всех сил пытающимися не дать беззеркалкам этих компаний вытеснить «старшие» модели. Такая позиция пока работает, но если посмотреть в будущее — неминуемый проигрыш становится очевиден. К счастью, пока еще у обеих компаний есть ресурсы для того, чтобы возглавить то, с чем они не в силах бороться, дело только за желанием. Но окно возможностей для них уменьшается.
The-Russian-synchronised--011
Во-вторых, очень много людей задумывается, нужно ли им то самое «непревзойденное качество зеркальной камеры». Чаще всего, в фотографии главное — не крутое бокэ и обработка тончайших деталей, а идея, композиция и сюжет, а для запечатления этого — камеры того же iPhone хватает с головой (и дальше будет еще лучше). Уже сейчас есть масса интересных примеров использования iPhone в сферах, где традиционно «правили бал» профессиональные камеры, начиная с фэшн-съемок и заканчивая спортивными репортажами. А с учетом удобств, которые предоставляет iPhone: компактность, возможности обработки и моментальной публикации фотографий — поводов задуматься становится даже больше.

После просмотра работ многих фотографов, выбравших смартфон в роли инструмента для повседневной съемки, становится понятно, что снимает не камера, а фотограф, и для 95% людей покупка «зеркалки» — это всего лишь способ приобщиться к миру профессионалов. К сожалению, только техникой эта покупка чаще всего и оканчивается.

 
Авторизуйтесь Чтобы оставить комментарий