Ночь – смартфонам не помеха, или почему мобильные камеры стали так хорошо снимать в темноте

Начиная с P20 Pro флагманы компании Huawei стали одними из лучших, если не лучшими смартфонами, снимающими в условиях недостаточного освещения. Новейший Mate 30 Pro хвалят за то, что он пошел дальше в этом направлении, но его первенство оспаривает новое детище Google, Pixel 4, который также превосходно снимает при недостаточном свете.

Хорошие снимки при недостаточном освещении позволяют делать и флагманы Galaxy от Samsung, и значение этой возможности для общей оценки камеры смартфона продолжает расти. Ведь на свету сделать приличный кадр может уже практически любое устройство. Давайте посмотрим, что делают компании, чтобы их смартфоны достойно справлялись с нехваткой света при фотографировании.

Все начинается с «железа»

Ключ к тому, чтобы делать классные кадры в темноте, в том, чтобы сенсор камеры мог улавливать как можно больше света. В случае с маленьким сенсором мобильной камеры в сравнении с зеркалкой это проще сказать, чем сделать. За улавливание света в любом модуле камеры отвечают три ключевых компонента: качество и апертура объектива, размер сенсора и его пикселей и, конечно, экспозиция. И для каждого показателя у производителей смартфонов есть свои хитрости.

Шире диафрагма = больше света

Первое и главное – это широкая диафрагма (большая апертура). В Huawei P20 Pro и Mate 20 Pro этот показатель был f/1.8, а в P30 Pro и Mate 30 Pro диафрагма была еще шире – f/1.6. В Samsung Galaxy Note 10 диафрагма изменяемая, f/1.5-2.4, а в Google Pixel 3 – f/1.8, тогда как в Pixel 4 перешли к f/1.7. В iPhone 11 диафрагма f/1.8.

Большее раскрытие объектива позволяет большему количеству света достичь сенсора. Но высококачественные широкие объективы маленького размера очень трудно создать так, чтобы избежать искажений. Вот почему не все производители предлагают настолько широкую диафрагму. Также широкая диафрагма обеспечивает более мягкий эффект глубины резкости, и за счет этого такие камеры отлично справляются с макросъемкой, но не дают лучшего результата при фокусировке в пейзажных снимках.

Диафрагма – это только один из факторов, и потому смартфоны, которые не уступают по этому критерию Huawei, такие как OnePlus 7 Pro, не настолько хорошо снимают при недостаточном освещении. Есть еще и такой фактор, как размер сенсора.

Huawei P20 Pro f/1.8

Huawei Mate 30 Pro f/1.6

Большие сенсоры и пиксельный биннинг

Когда на камеру воздействует больше света, лучшая возможность уловить этот свет – это сенсор большего размера. Тут уместнее всего будет аналогия с ведром. Чем оно шире, тем больше можно собрать за меньшее время, а значит, в нашем случае тем лучше будут кадры, снятые при недостаточном освещении. Иными словами, возвращаясь к фото, вы можете получить более короткую экспозицию и более низкое значение ISO, а в итоге – менее мутные и шумные кадры даже при недостаточном свете.

Huawei по показателю размера сенсора впереди планеты всей. Два последних поколения линеек P и Mate оснащены 1/1.7-дюймовым сенсором. Это значительно больше, чем у многих конкурентов компании, таких как Apple, Google и Samsung с их 1/2.55-дюймовыми сенсорами. В Huawei утверждают, что их сенсор улавливает на 137% больше света, чем iPhone 11 Pro Max. И если это так, этот фактор оказывает большое влияние на количество света, которое улавливается в темноте.



Однако сенсор от Huawei – 40-мегапиксельный, тогда как у ее конкурентов это обычно 12 МП. А это значит, что каждый отдельный пиксель имеет размер 1 мкм против 1.4 мкм у конкурентов с меньшим сенсором. И конкуренты Huawei, таким образом, должны делать снимки с меньшим уровнем шума при недостаточном освещении. Впрочем, в сенсоре от Huawei используется технология, известная как пиксельный биннинг (или четверной фильтр Байера). И в реальности это не 40 МП сенсор с размером пикселя 1 мкм, это скорее улучшенные 10 МП с размером пикселя 2 мкм.

Популярность пиксельного биннинга в камерах растет. Эта технология применена во флагманах Huawei и OnePlus, смартфонах среднего и бюджетного сегмента брендов Realme и Honor. В теории, она должна объединять лучшее от двух миров – режим высокого разрешения для дневного света и пиксели большего размера для недостаточного освещения. Однако на деле такие камеры не позволяют сохранять качество снимка при переключении на максимально возможное разрешение.

Что действительно имеет значение, так это размер отдельных пикселей. Apple, Google и Samsung остановились на 1.4 мкм и достигают отличных результатов. Huawei пошла дальше со своими большими 2 мкм пикселями, хоть и в комплекте с фильтром Байера.

Экспозиция как искусство 

Основу для нынешних технологий съемки в условиях недостаточного освещения заложила Google в своем первом Pixel. Режим HDR+ объединяет в себе множество вариантов экспозиции, улучшая детализацию светлых участков как при хорошем, так и при недостаточном освещении. В свою очередь, Huawei в своем P20 Pro представила технологию  «one-shot HDR», которая также полезна для съемок при плохом свете. Она предполагает, что информация о цветах берется из 10 МП кадра с пиксельным биннингом, а для информации об экспозиции берутся 40 МП. Половина пикселей используются для длинной экспозиции, а вторая половина – для короткой. Затем эти данные об освещении объединяются для создания всего лишь одного HDR снимка, а не нескольких.

В том же году Huawei и Google представили свои ночные режимы с длинной экспозицией. В этой технологии объединяются кадры, снятые с длинной и короткой экспозицией, чтобы в итоге получить более динамичные и хорошо освещенные ночные снимки. Все, что вам нужно, – это неподвижно держать смартфон несколько секунд.

Многократная экспозиция и ночные режимы – это мейнстрим в нынешних приложениях камеры. Это больше не привилегия флагманов, и вы можете встретить те же самые идеи во множестве недорогих устройств. Однако результаты будут различаться в зависимости от качества камеры и программных алгоритмов. Ночной режим не поможет камере, которая плохо снимает в темноте. Но сносные кадры он может превратить в исключительные. И возможно, лидером здесь является Google с ее режимом астрофотографии в Pixel 4.

OnePlus 7 Pro с отключенным ночным режимом

OnePlus 7 Pro с включенным ночным режимом

Ночной режим в Huawei Mate 30 Pro

Ночной режим в iPhone 11

Ночной режим в OnePlus 7T

Новые технологии для сенсоров

Все вышеупомянутые технологии, так или иначе, присутствуют во множестве устройств, а вот следующая является эксклюзивом от Huawei.

В линейке P30 компания заменила традиционную технологию фильтра RGGB новым фильтром RYYB SuperSpectrum, разработанным для того, чтобы собирать больше информации об освещении. Вкратце, сенсор SuperSpectrum от Huawei заменяет традиционный фильтр RGB (красный-зеленый-синий) на фильтр RYB (красный-желтый-синий). Этот тип фильтра улавливает больше света, но использует цветовые фильтры, отличные от тех, которые будут применены для создания конечного изображения.

Ключ к пониманию технологии в том, что желтые фильтры собирают информацию и о зеленом, и о красном цветах. И поэтому в итоге улавливают свет более широкого спектра. Правда, в качестве издержки мы получаем необходимость восстановления алгоритмом данных о зеленом цвете из желтого света. Это выполнимо, но процесс сложный, и не всегда в итоге цвета передаются правильно. Huawei значительно усовершенствовала технологию между выходом P30 и Mate 30 Pro.

Эта технология не является незаменимой для создания хороших кадров при плохом освещении. Однако именно она позволяет смартфонам линеек Huawei P30 и Mate 30 снимать исключительно яркие и детализированные кадры при нехватке света без использования ночного режима. И большой плюс в том, что уменьшается риск получить смазанный кадр из-за дрожания рук или движущихся объектов.



Заключение

Для получения отличных снимков в условиях плохой освещенности требуется сочетание аппаратных средств и специализированного программного обеспечения. Производители смартфонов совершенствуют свои камеры в этом отношении, предлагая превосходные объективы и сенсоры. Программные алгоритмы также играют огромную роль, управляя экспозицией, уменьшая шумы не в ущерб детализации, улучшая качество снимков в ночном режиме с многократной экспозицией.

Флагманские смартфоны, особенно от Google и Huawei, преуспели почти во всех этих областях технологии, им удаются отличные кадры в далеко не идеальных условиях съемки. Некоторые производители все еще пытаются решать проблемы, связанные со съемкой при недостаточном свете, но не удивляйтесь, если мы скоро увидим технологический скачок и в бюджетном сегменте. Похоже, съемка в условиях недостаточного освещения останется главным полем битвы для камер смартфонов в течение следующего года и даже дольше.

Источник: nig.mirtesen.ru

уникальные шаблоны и модули для dle