?

Log in

No account? Create an account
Share
Теория фотографии и камера в Nokia N8
alxs
alxs_as_is
Вступление

В последнее время в сети встречаю много разных мнений о камере в Nokia N8. Мнения эти разного характера, есть и ругательные ("Зачем в мобильнике так много мегапикселей?"), и восхищенные ("Как же тут много мегапикселей!"), и вообще разные. Хочется внести некоторую ясность в этот вопрос, как для себя, так и для тех, кто прочитает эту заметку. Но прежде чем разобраться с камерой...

Кто я такой, чтобы судить о камере в Nokia N8?
Действительно, почему это мое мнение можно воспринимать всерьез?
Ответа на этот вопрос, если честно, у меня нет. Как воспринимать мою заметку, решать Вам. А чтобы решение это было основано хоть на чем-то, расскажу немного о себе.
Я достаточно давно увлекаюсь фотографией, последние лет 5 снимаю на зеркалку от Canon – 20D, так что представление о том, что такое камера и как ей снимать, я имею. И, кстати, практически всегда снимаю в ручном режиме, мне так приятнее. Поэтому я вполне себе представляю, что такое выдержка, диафрагма и баланс белого. До зеркалки пользовался цифрокомпактом от той же Canon – S60, а это также немаловажно для того, чтобы иметь собственное мнение о непрофессиональных камерах – "мыльницах" и камерофонах. Ну и, разумеется, на телефонные камеры разного качества я тоже фотографировал, хотя это уже было совсем без удовольствия.
Кроме того, я работаю программистом, что предполагает технический склад ума и, я полагаю, позволяет мне делать некоторые умозаключения по технической составляющей камеры.

Давайте разберемся

Итак, давайте попробуем разобраться, что же такого особенного в камере N8 и почему это отличается от существующих решений на рынке камерофонов. 12 Мегапикселей – это плохо или хорошо? Что дает увеличенный размер сенсора?



Ключевая особенность камеры N8 – вовсе не количество мегапикселей, а их качество.
Качество этих самых пикселей зависит от множества параметров и технических "фишек". Разные компании используют свои фирменные ухищрения для повышения качества пикселей – это и микролинзы от Canon, применяемые в матрицах для самых современных зеркалок, и технология матриц с обратной засветкой (Back-illuminated sensor), и куча всего еще. Но все эти технологии не дают гигантского прорыва в качестве по сравнению с текущим поколением матриц. Улучшение качества есть, но оно не настолько велико, как при увеличении площади отдельно взятого пикселя, площадь является первостепенным фактором. Вот почему так важно иметь сенсор большого физического размера. И в Nokia N8 он есть.
Я не нашел данных о размере матрицы в официальных источниках, но по сети гуляет цифра 1/1.83". Напомню, что это дробь, и чем меньше знаменатель (второе число), тем больше площадь.
Именно так называемый "жирный пиксель" дает нам и меньшие шумы, и больший динамический диапазон. Это позволяет снимать при слабом освещении, а цвета будут более насыщенными, чем при съемке на обычный мобильник.

Для сравнения, две ультратонкие новинки от Canon – IXUS 1000 HS и IXUS 300 HS – имеют матрицы размером 1/2,3" (правда, с обратной засветкой) и разрешение 10 мегапикселей. Эти параметры примерно сравнимы с камерой в N8. Понятное дело, что на "Иксусы" профессионалы снимать не будут, однако эти фотоаппараты считаются неплохими устройствами для обычного пользователя. Если поискать информацию о других цифрокомпактах, то можно найти схожие параметры. Получается, что матрица в N8 по своим параметрам примерно соответствует матрицам в цифрокомпактах сегодняшнего дня.

Ну так сделали бы поменьше мегапикселей на матрице телефонного размера! Раньше ведь делали 2 мегапикселя, а качество было ужасным!
Помимо площади одного пикселя имеет значение и размеры самой матрицы. Слышали, наверное, такую фразу как "эквивалентное фокусное расстояние"? Это фокусное расстояние, приведенное к 35-миллиметровым размерам сенсора (или пленки). То есть, к примеру, реальное фокусное расстояние у объектива цифрокомпакта 4,9 мм, а эквивалентное – 28 мм.
И что с того? А то, что при таких хитростях, с одной стороны, удается уменьшить не только матрицу, но и оптику (и это хорошо в плане компактности), но с другой стороны, эквивалентным становится не только фокусное расстояние, но и диафрагма, и ISO, и много чего еще. Помимо светочувствительности (ISO) и шумов (про которые мы узнали выше) нас также волнует диафрагма, ведь от нее зависит ГРИП – глубина резко изображаемого пространства. Чем больше значение эквивалентной диафрагмы (а с уменьшением размеров матрицы оно растет), тем больше эта самая глубина. В результате фотографии, снятые такими фотоаппаратами, не имеют красиво размытого фона, как на "зеркалках", вся фотография в фокусе, одинаково четкая. Это бывает хорошо при фотографировании пейзажей, но портреты с такой ГРИП получаются так себе, теряется объем снимка.
Размытый фон на цифрокомпактах можно получить разве что при фотографирования макро, а вот на телефонных фотоаппаратах даже в макро-режиме размытие фона весьма незначительное. Камера в N8 с этой задачей справляется ничуть не хуже, чем цифрокомпакт.

Официальный сэмпл. Пример красиво размытого фона. Кликабельно.Официальный сэмпл. Пример красиво размытого фона. Кликабельно.

Добавим к этому механический (а не электронный) затвор, автофокус, ксеноновую вспышку и получаем фотоаппарат на уровне современных цифрокомпактов. Но не в отдельном корпусе, а вместе с телефоном, что добавляет жирный плюс к мобильности.

А как же этот ничтожно-маленький объектив? У мыльниц – и то выезжает не хиленький объективчик!
У большинства "мыльниц" переменное фокусное расстояние (в просторечии – зум). Фикс-фокусные объективы всегда меньше "зумов".




Пример: фикс-фокус 50 мм почти в 2 раза короче "зума" 17-40 мм, хотя второй объектив при этом имеет меньшее максимальное фокусное расстояние, чем первый.

Впрочем, бывают цифрокомпакты с переменным фокусным расстоянием и одновременно компактным объективом (как, например, некоторые модели у Nikon), но я сомневаюсь, что это хорошо сказывается на качестве их оптики. Хотя и тут существуют технологии, например, линзы располагаются вдоль корпуса, а не поперек.

Конечно, отсутствие оптического "зума" можно назвать минусом, но это единственный минус по сравнению с цифрокомпактами, и то в угоду компактности камеры в телефоне (ведь кроме модуля камеры в этом же корпусе располагается еще куча всякого полезного).

Более подробно про влияние размера матрицы на цветопередачу, шумы и ГРИП можно почитать тут: Разумно о фото - 2009: Размер матрицы. Влияние на шумы и ГРИП.

И облегченная версия: Разумно о фото (лайт)


Так, первый минус уже нашли. Может, еще найдем? Почему снимки журналистам не дают делать, ссылаясь на сырой софт?
Все очень просто. От "софта" зависит очень многое, не меньше, чем от "железа".
То, что снимает "железо" – это набор цифр, а вовсе не фотография. Так называемый RAW. В этих цифрах нет цвета, он появляется после дебайеризации. Но и это еще не все. В процессоре камеры происходит еще множество изменений (экспокоррекция, баланс белого и т.д.), прежде чем Вы получите тот самый JPEG на выходе. В профессиональных камерах есть возможность записать вышеупоиянутый RAW на флешку (вместе с JPEG или вместо него) и уже на компьютере колдовать над параметрами преобразования. И результаты получаются весьма разными!
Так что от прошивки, которая отвечает за все преобразования от матрицы к финальному снимку, качество фотографий может зависеть очень сильно.


А как насчет заявлений о том, что скоро зеркалки будут не нужны и их заменят камерофоны?
А вот это пока преждевременное заявление.
Что отличает зеркалку от обычного цифрокомпакта (к которому уже сейчас вплотную приблизился Nokia N8)?
  • оптический видоискатель, позволяющий смотреть на объект съемки непосредственно через объектив (для чего, собственно, и нужно зеркало)
  • фазовая автофокусировка
  • размер матрицы – кроп (APS-C), полный кадр (35 мм) и средний формат (70 мм)
  • Сменные объективы
Оптический видоискатель зачастую удобнее, чем LiveView, когда при кадрировании фотографи используется дисплей. Оптический видоискатель не тратит энергию аккумулятора, его разрешение достаточно велико, чтобы можно было оценить фокусировку и какие-то мелкие детали (здесь под разрешением имеется ввиду не количество точек, а оптическое разрешение, т.к. фокусировка происходит, как правило, на матовом экране, и при этом часть мелких деталей теряется). Правда, экраны сейчас имеют также достаточно большое разрешение, так что это различие не является столь существенным. И, кстати, оптический видоискатель бесполезен, когда нужно сфотографировать, держа фотоаппарат над головой, например, в толпе.

Фазовая автофокусировка. Она быстрее, чем контрастная, применяемая в цифрокомпактах. Подробнее про фазовый автофокус здесь: Foto&Video № 2 2008: ТЕХНОЛОГИЯ АВТОФОКУСА. ОБЪЕКТИВ И АВТОФОКУС: ТРАГЕДИЯ НЕПОНИМАНИЯ
Правда, не так давно появились сведения о том, что компания Fujifilm смогла реализовать фазовый автофокус в цифрокомпакте, датчики автофокуса находятся прямо на матрице. Прочитать об этом можно, например, здесь.


Выше мы уже разобрались в том, что большой размер матрицы не только положительно сказывается на качестве фотографии, но и позволяет делать такие снимки, которые невозможно (из-за законов оптики) сделать на фотоаппарат с маленькой матрицей.
Размер матрицы можно увеличить. Ведь увеличили его в N8 до размера матрицы цифрокомпакта. Но увеличение матрицы неизбежно приведет к увеличению размеров оптики...


И вот тут-то и кроется, на мой взгляд, основная причина того, почему камерофоны не смогут заменить "зеркалки". Сменные объективы бывают самых разных размеров. Например, объектив EF 24-70mm f/2.8L USM (не самый большой, кстати), имеет диаметр 83.2 мм и длину 123.5 мм при весе 950 грамм! Захотите ли Вы таскать такой объектив вместе с телефоном, который весит значительно меньше, да и по размерам намного скромнее? Я думаю, что нет.


Что в итоге?

Думаю, что камера в Nokia N8 станет неплохой альтернативой цифрокомпакту. Далеко не всегда хочется брать с собой сумку с зеркалкой (в моем случае это body + два объектива), да и сам цифрокомпакт брать тоже не хочется, потому что это дополнительный девайс. А столь хорошая камера в телефоне, который всегда под рукой, весьма кстати.

Разумеется, о качестве снимков, равно как и о пригодности этой камеры для съемок, говорить пока рано. Реальное положение дел станет известно, как только Nokia N8 попадет в чьи-либо руки для тестов. Лично я собираюсь его купить в первый же день продаж и постараюсь как можно быстрее сделать сравнительные тесты камеры N8 с фотоаппаратами Canon 20D и Canon IXUS 60, которые есть у меня на руках (на IXUS изредка снимает жена).

PS: дополнения, уточнения и вопросы в комментариях приветствуются. Единственное, чего хотелось бы избежать – это холиваров на тему Canon vs Nikon vs <any_brand>. Я приводил в пример продукцию компании Canon просто потому, что с ней знаком лучше, чем с продукцией других производителей.


  • 1
Статья хороша, много сносок и пояснений для тех кто не в теме (то есть для меня).
Если у N8 действительно все так хорошо с камерой (ну и с прошивкой я надеюсь) то это еще один плюс к покупке сего аппарата.
Интересно ваше мнение по поводу выдвижного объектива в телефонах. Как скоро это появиться и нужно ли вообще?

Спасибо за мнение о статье, я действительно старался написать как можно подробнее и понятнее. Правда моя жена после прочтения (несмотря на ссылки) не до конца поняла, так что есть еще куда стремиться :)

Есть уже сравнительные фотографии N8 и Lumix TZ-10, их сделал the_ultimate111 в Лондоне на Nokia World. Но лично мне эта пара фотографий не нравится - там, видимо, обе камеры снимали на автомате, на Люмиксе кадр недодержан и нет таких теней, как на кадре с N8. В иторе на N8 в тенях видны шумы, а на Люмиксе в тенях просто всё черное. Не получается адекватно сравнить. Лучше я подожду еще полторы недельки и сам сделаю все тесты :)

По поводу выдвижного объектива в телефоне - а нужно ли оно? Места будет занимать много внутри корпуса, и вес телефона ощутимо возрастет. И, главное, фокусные расстояния (зум) навсегда останутся такими. Я бы предпочел увидеть в телефоне сменный объектив. Захотел - взял объектив побольше, не захотел - ходишь со штатным маленьким. Хотя, кому-то сменный объектив будет лень брать с собой и менять, и он предпочтет выдвижной. Тут каждому свое и на всех не угодишь :)
Я бы не стал делать каких-то прогнозов относительно того, когда появится и появится ли вообще. Технически для этого уже все есть сейчас. Просто маркетологи не видят, чем заинтересовать покупателей. Вот посмотрим, как "настоящая" фотокамера в N8 будет раскупаться. Если окажется, что большее преимущество имеет 4" экран у C7, то о фотоэкспериментах Nokia может забыть на некоторое время.

Хочу добавить что на ГРИП еще влияет соотношение диаметра линзы к размеру матрицы.
особенно если говорить про фиксы. и оптическая схема объектива.

И про размер объективов, хотел бы заметить что лучшие представители малоформатной оптики например leica, zeiss очень небольшого размера и рассчитать объектив для телефона например на схеме планара вполне возможно, но все упрется в матрицу и софт,

И не забывайте, что если диафрагмой управляет автомат, то в солнечный день получить малый грип проблематично. соответственно нужно еще ручное управление экспозицией или хотябы приоретет диафрагмы.

>> Хочу добавить что на ГРИП еще влияет соотношение диаметра линзы к размеру матрицы.
>> особенно если говорить про фиксы. и оптическая схема объектива.

Вы не добавляете, а лишь говорите частное из сказанного мной немного другими словами. Как я уже упоминал выше, ГРИП зависит от эквивалентной диафрагмы (это диафрагма, приведенная к матрице 35 мм): "<...> ГРИП – глубина резко изображаемого пространства. Чем больше значение эквивалентной диафрагмы (а с уменьшением размеров матрицы оно растет), тем больше эта самая глубина".
Таким образом, ГРИП зависит от числа диафрагмы (отношение фокусного расстояния к диаметру отверстия диафрагмы) и от отношения размера матрицы к "эталонной" матрице 35 мм.

При этом мне непонятно, как на ГРИП влияет оптическая схема объектива (и что Вы под этим понимаете), а так же почему это все к фиксам применимо более, чем к "зумам"?

>> И не забывайте, что если диафрагмой управляет автомат, то в солнечный день получить малый грип проблематично. соответственно нужно еще ручное управление экспозицией или хотябы приоретет диафрагмы.

А вот с этим абсолютно согласен! Но я полагаю, что было бы глупо со стороны Нокии дать потребителям такую "железку" и не обеспечить ее соответствующим софтом!
К сожалению, я не держал в руках N8, не фотографировал им и уж тем более не копался в меню камеры. Как только N8 поступит в продажу, тогда и станет понятно, насколько продвинутый там софт.

С другой стороны, на тех же мыльницах большинство людей снимает на автомате и не парится. А кто парится (с использованием полуавтоматических режимов), рано или поздно задумывается о зеркалке.

-вы не путайте диаметр объектива с диафрагмой, чем шире объектив тем больше его коэффициент пропускания ,который участвует в формуле эффективного относительного отверстия объектива. ктому же не последнюю роль играет светосила объектива.
у объективов с разным диаметром и одного фокусного расстояния ,на одной и той же диафрагме будут разные грип.

-оптическая схема это количество и расположение линз и их форма.

- у зумов есть дополнительные линзы и их схемы значительно сложнее, последнее время появилось еще много схем на асферических линзах , там более сложные формулы расчета, так как появляются новые факторы которые надо учитывать

-вы извините я к сожалению не так силен в фотооптике как 10 лет назад, поэтому формул не помню, помню факты. если интересно почитайте фотооптику, но осторожно, после таких книг вообще удивляешься что изображение вообще получается после всех этих аберраций.

Желаю вам всеже заполучить N8 и получить сатисфекшен.

>> -вы не путайте диаметр объектива с диафрагмой, чем шире объектив тем больше его коэффициент пропускания ,который участвует в формуле эффективного относительного отверстия объектива.

Я не путаю диаметр объектива с диафрагмой. Еще раз, на ГРИП влияет диафрагменное число (это отношение фокусного расстояния объектива к размеру отверстия диафрагмы). Диафрагменное число определяет интенсивность света попадающего на светочувствительный элемент. Вы можете взять очень-очень большую линзу и закрыть ее очень-очень маленькой диафрагмой. В итоге получите большую ГРИП, которая от размера линзы зависеть не будет. Большая линза в данном случае даст лишь уменьшение оптических искажений, которые усиливаются к краям линзы.
Можете привести формулу расчета ГРИП, в которой участвует диаметр объектива?

>> ктому же не последнюю роль играет светосила объектива.

Светосила объектива - это и есть значение его максимально открытой диафрагмы.

>> -оптическая схема это количество и расположение линз и их форма.

Я под оптической схемой понимаю то же самое. Объясните, как это влияет на ГРИП?

>> - у зумов есть дополнительные линзы и их схемы значительно сложнее, последнее время появилось еще много схем на асферических линзах , там более сложные формулы расчета, так как появляются новые факторы которые надо учитывать

Да, эти факторы вносят некий вклад в итоговую глубину резкости, но не из-за нарушения основной формулы расчета ГРИП, а из-за того, что эта формула дана для лучей света, проходящих вблизи оптической оси. Остальные лучи больше искажаются, и дополнительные линзы призваны как раз уменьшить эти искажения.
Но по сравнению с эквивалентным диафрагменным числом (т.е. приведенным к матрице 35 мм), вклад дополнительных линз минимален.
Также считается, что дополнительные линзы стабилизатора (у Canon стаб находится на объективе) "мылят" изображение. Но влияние не настолько велико, чтобы всерьез его учитывать применительно к нашему разговору.

>> Желаю вам всеже заполучить N8 и получить сатисфекшен.

А вот за это пожелание спасибо! Правда, слухи об очередной задержке N8 не добавляют оптимизма...

Да, кстати. Выше на картинках приведены два объектива - EF 50mm f/1.2L USM и EF 17-40 f/4.0L USM.
Диаметр объективов примерно одинаковый, у 50 миллиметрового даже чуть меньше, однако ГРИП при максимально открытых диафрагмах различается очень сильно :)

формула τ(d/f)
если расчитывать просто d/f как предлагаете вы то получается что все полтийники будут давать один и тотже грип на одинаковой диафрагме например 5,6 , а это не так.соответственно чем сложнее оптическая схема тем хуже τ соответственно у зумов куча доп линз . Это самая простая формула , есть сложнее

Если вам действительно интересно то посерфите интернет на "Эффективное относительное отверстие объектива"

да, все полтинники будут давать примерно одинаковую ГРИП на диафрагме 5.6 при условии, что съемка ведется на одинаковые по размерам матрицы/пленку (допустим, 35 мм).
Эффективная диафрагма - это приведенная к 35 мм. Если размер матрицы будет отличаться от 35 мм, то да, мы получим на том же полтиннике на той же диафрагме 5.6 другую ГРИП.

Являюсь поклонником Нокии уже давно. Симбианы все перепробовал. WindowsPhone юзал - 800, 920, 820, 950 и остановился на 830-й. В принципе устраивает всё. Платформа хороша но не идеально. Фотовозможности меня устраивали в Нокии всегда. С оптикой Цейс действительно всё супер. Поэтому фото делаю только на Нокию (звоню по Айфону). Жду каждый обзор о новой Нокия8. Хочу его приобрести, но я всегда тщательно изучаю новинку перед покупкой. Обзор ваш понравился. Спасибо!

  • 1