Moje zainteresowania: Aparaty fotograficzne w komórkach

Nie tak dawno wdałem się w dyskusje z posiadaczem Samsunga S4 z aparatem wyposażonym w sensor 13 MP. Oczywiście próbował mnie przekonać o wyższości jego matrycy nad innymi, nie wspominając już o mojej 4 MP z HTC ONE. Dyskusja ta skłoniła mnie do zastanowienia się nad sensem stosowania tak gęsto upakowanych matryc.
Jeśli podejść do tematu od strony czysto fizycznej, to sens stosowania matryc o 8 czy 13 MP mija się z celem, ponieważ występuje tzw limit dyfrakcyjny.
Czyli próbując to wytłumaczyć na chłopski rozum, matryca posiada parametr rozdzielczości własnej wyrażony w postaci funkcji MTF (Modulation Transfer Function.) MTF można wytłumaczyć jako ilość lini jaka jesteśmy wstanie rozróżnić w jednostce długości. Czyli ile lini widzimy na na przykład 1 cm. Im więcej lini tym rozdzielczość układu jest wyższa. W pewnym momencie linie te zaczynają się zlewać i możemy uznać ze doszliśmy do limitu rozdzielczości układu.

Wiec patrząc na matryce w aparatach smartfonow logicznym się nam wydaje ze 13 MP musi mieć wyższa rozdzielczość niż 8MP, itd. bo rejestruje więcej szczegółów. Ale matryca to nie wszystko, mamy jeszcze obiektyw.
A ten w smartfonach wygląda raczej jak mały czarny otworek niż obiektyw znany z lustrzanek czy choćby kompaktów. I własnie ten obiektyw stanowi najsłabszy punkt całego układu. Jego otwór względny jest tak mały, ze na brzegach tego otworu następuje dyfrakcja, czyli załamywanie się fal świetlnych i tym sposobem fale nakładają się na siebie powodując ograniczenie faktycznej rozdzielczości układu.
Wiec możemy sobie wkładać matryce coraz większe, ale malutkie obiektywy i tak spowodują ze faktyczna rozdzielczość będzie znacznie ograniczona i nie wykorzystamy dużej ilości pikseli matrycy.

Tyle fizyka. Dla klienta i tak nie ma znaczenia. On uzna, ze 13 MP to lepiej niż 8 MP i zdecydowanie lepiej niż 4MP. Wiec zastanówmy się czy w smartfonie potrzebne są nam tak duże matryce?
Wielkość matrycy określa nam jak duże zdjęcie otrzymamy. Czyli określa nam wielkość zdjęcia wyrażoną w pikselach i ciężar zdjęcia wyrażony w MB (Mega Bajtach).

Załóżmy ze robimy zdjęcia rodzinne. Zdjęcia pstrykamy jeden za drugim, w nadziei ze spośród nich znajdzie się 1 czy dwa warte pokazania i o jakości która nas zadowoli. Zdjęcia później lądują na dysku komputera albo na jakiś serwerach publicznych typu Facebook, Flickr itp.
Nikt specjalnie nie będzie zajmował się obróbką tych zdjęć, ich kadrowaniem czy wyciąganiem cieni itd. Większość pozostawi zdjęcia takie jakie są, a niektórzy skorzystają z narzędzi wbudowanych w smartfon czy dostępnych na serwisach jak np dostępne w serwisie Instagram czy Google Plus.

Określiliśmy sobie target naszych zdjęć, bo umówmy się, nikt nie będzie robił zdjęć studyjnych czy profesjonalnych stokowych aparatem ze smartfonu.
Wiec znamy już target, to zastanówmy się po co nam 13 czy 20 MP w takim aparacie?
Takie zdjęcia maja tylko same wady.

Są ciężkie, zajmują parę MB cennej pojemności pamieć smartfona
Są zwykle zaszumione bo na tak gęsto upakowanych matrycach o szum bardzo łatwo
Aparat wolniej działa, bo potrzebuje czasu na obróbkę i zapisanie wykonanego zdjęcia
Tracimy dużo czasu i transferu danych na przesłanie zdjęcia na publiczne serwisy.
A serwisy te i tak nam zmniejszają zdjęcia aby dostosować do swoich potrzeb

Poniżej przedstawiam infografikę pokazująca jakie są wymiary zdjęć pojawiających się w popularnych serwisach społecznościowych:

Wiec wracając do matryc stosowanych w smartfonach i znając ograniczenia malutkich obiektywów osobiście uważam ze instalacja tak dużych matryc w smartfonie pozbawiona jest sensu. Nawet duże lustrzanki posiadające wielokrotnie większe matryce posiadają mniejsza ilość pikseli. Np taki półprofesjonalny Nikon D300s posiada matryce o wielkości 12 MP, a fizyczna wielkość matrycy jest wielokrotnie większa. Poniżej przedstawiam grafikę przedstawiająca porównanie matrycy zastosowanej w Iphonie z matrycami Sony Xperia Z1 oraz jednym z najlepszych obecnie smartofonow do zdjęć czyli Nokia 1020. A to wszystko zestawione z matryca Nikona D300s

Widzimy tutaj jaka kolosalna jest różnica w wielkości sensora. Sensor APS-C Nikona D300s ma 12 MP a Nokia Lumia 1020 ma ich 41MP. Bez odpowiednich algorytmów odszumiających skutecznie degradujących jakość obrazu nie ma fizycznego sposobu na utrzymanie w ryzach szumu jaki powstaje na tak gęsto upakowanym sensorze.

Czy wiec potrzebujemy takich matryc w smartfonach? Moim zdaniem nie. Mając na uwadze to do czego wykorzystujemy smartfony i ich aparaty, nie mamy potrzeby robienia zdjęć w takich rozdzielczościach. Chcąc zrobić lepszej jakości zdjęcie i tak sięgniemy po inny aparat. Aparat w smartfonie wykorzystujemy aby szybko uwiecznić jakąś chwile i czy ma 4 MP czy 13 to nie ma to w danej chwili znaczenia.

Oglądając te zdjęcia na ekranie smartfona nie ma fizycznej możliwości aby rozróżnić zdjęcia 13 MP czy 4 MP. A nawet te 4MP wystarcza nam do wydrukowania dobrej jakości zdjęcia w formacie 10x15 czyli popularnej pocztówce.

Osobiście bardzo cenie sobie dobra jakość zdjęć. Posiadam lustrzankę z 3 rożnymi obiektywami do rożnych zastosowań. I nie są ta jakieś tam kitowe obiektywy tylko dobrej jakości obiektywy ze stałym światłem 2.8 czy stało ogniskowe o jeszcze lepszym świetle.

A w telefonie posiadam 4MP aparat i uważam ze nie potrzeba mi więcej. Jakość jaką oferuje w zupełności mi wystarcza, bo zdaje sobie sprawę z jego ograniczeń i nie wymagam od niego nie wiadomo czego. To w końcu tylko smartfonowy aparat. Ale plusy z posiadania takiej niewielkiej matrycy są dla mnie nieocenione.

To przede wszystkim