افزایش مگاپیکسل؛ انقلابی در دوربین‌های موبایل یا بازی اعداد و ارقام
این روزها رقابت بر سر مگاپیکسل است؛ اما آیا افزایش در مقدار آن تاثیر قابل‌توجهی در کیفیت تصاویر ایجاد خواهد کرد یا فقط بازی اعداد و ارقام شرکت‌های سازنده است؟ این مورد ممکن است سوال بسیاری از کاربرها در هنگام خرید گوشی موبایل باشد. چندی می‌شود که لنزهای ۴۸ مگاپیکسلی به جریان رایج در طراحی گوشیهای موبایل تبدیل شده و تاکنون مدلهای متعددی با این نوع لنز عرضه شده‌اند. از این میان میتوان به مدلهای گلکسی ای ۵۰ اس، ردمی نوت ۷ و می ای ۳ اشاره کرد.
در مقابل استفاده از لنزهای ۶۴ مگاپیکسلی و یا حتی لنزهای ۱۰۰ یا ۱۰۸ مگاپیکسلی نیز ممکن است در آینده نزدیک به روند متداول طراحی در سال ۲۰۲۰ تبدیل شود. حال این سوال مطرح می‌شود که بکارگیری لنزهای ۴۸ و ۶۴ مگاپیکسل و یا حتی بالاتر کارایی لازم را دارد یا خیر؟ و تا چه میزان در کیفیت عکسها تاثیرگذار خواهند بود؟ آیا این لنزها به پای لنزهای موجود در پرچم‌دارانی چون گلکسی اس ۱۰ و گلکسی نوت ۱۰ و یا آیفون ۱۱ پرو مکس خواهند رسید یا خیر؟ در ادامه به بررسی این موضوع خواهیم پرداخت.
افزایش مگاپیکسل دوربین اندروید
افزایش اندازه مگاپیکسل تا چه اندازه بر کیفیت گوشیهای موبایل تاثیر خواهد داشت
این سوال همواره مطرح است که با وجود اینکه پرچمداران برجسته بازار هنوز از اندازه‌های ۱۲ مگاپیکسل استفاده میکنند. به خدمت گرفتن سنسورهای ۴۸ و ۶۴ مگاپیکسلی در موبایل‌های میان‌رده میتواند بر کیفیت ارائه شده در گوشیهای پرچم‌دار غلبه کند یا خیر؟ قبل از اشاره این موضوع می‌بایست گفت که ویژگی‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری زیادی در کیفیت عکسهای گرفته شده تاثیرگذار خواهد بود. برای مثال اندازه دیافراگم، نوع لنز بکار رفته، اندازه پیکسلهای استفاده شده، فاصله کانونی که همواره یکی از محدودیت‌های عکاسی با موبایل به حساب می‌آید را می توان از جمله عوامل تاثیرگذار بر کیفیت دوربین موبایل در نظر گرفت. به علاوه ویژگی‌های نرم‌افزاری و الگوریتم‌های هوش مصنوعی پردازنده موبایل همه و همه بر کیفیت عکس تأثیر خواهند داشت.
عده زیادی از کابران تصور میکنند که مگاپیکسل بیشتر به معنای تصاویر بهتر خواهد بود در صورتی که این گونه نیست. در حقیقت مگاپیکسل معیار سنجش دوربین و یا کیفیت عکسها نیست. یک دوربین با مگاپیکسل ۲۰۰۰ باز هم میتواند عکسهای متوسطی ثبت کند. با این حال هر چه میزان مگاپیکسل بیشتر باشد دوربین در ثبت جزئیات موفقتر عمل خواهد کرد؛ اما باز هم کیفیت خارقالعاده را تضمین نمیکند.
جای دادن پیکسلهای بیشتر در یک سنسور دوربین به معنای کوچکتر شدن پیکسلهاست. این امر به دلیل محدودیت اندازه بدنه و ضخامت گوشیهای هوشمند و سنسور دوربین داخل آن است. این ممکن است بر کیفیت عکسها تاثیر داشته باشد؛ اما در مقابل تمرکز بیشتر بر ویژگی‌های نرم‌افزاری میتواند به تولید عکسهای بهتر کمک کند.
کدام یک موثرتر است: ساخت یک سنسور بزرگ با پیکسل کمتر و یا سنسور کوچک و پیکسل بیشتر
همان طور که اشاره شد یکی از دوراهی‌هایی که شرکت‌های سازنده با آن روبه‌رو بوده این است که کدام یک موثرتر است: ساخت یک سنسور بزرگ با پیکسل کمتر و یا سنسور کوچک و پیکسل بیشتر. سنسورهایی با پیکسلهای کوچکتر در مقایسه با سنسورهایی که از پیکسلهای بزرگتر و کمتر استفاده کردهاند با اندازه مشابه، در نور کم عملکرد ضعیفتری دارند. از طرفی استفاده از پیکسلهای بزرگتر و کمتر نیز به معنای رزولوشن پایینتر است. اگر اینگونه باشد، چگونه شرکت‌ها این مشکلات را حل کرده و سنسورهایی با مقدار مگاپیکسل بالا را تولید میکنند که باز هم در محیط‌های مختلف عکسهای خوبی می‌گیرند؟
سنسور های ۴۸ مگاپیکسلی:
امروزه متداول‌ترین سنسور ۴۸ مگاپیکسلی سونی IMX586 است که در ژوئیه سال ۲۰۱۸ معرفی شده است. سونی اذعان می‌کند که با مشکلاتی روبه‌رو بوده است. به گفته این شرکت: «به طور کلی، کوچک‌سازی پیکسل‌ها منجر به جمع‌آوری نور ضعیف در هر پیکسل شده از این رو میزان اشباع و دقت تصاویر کاهش می‌یابد»در ادامه توضیح داده می‌شود که چگونه با این مشکلات ذاتی مقابله می‌کند.
معمولاً برای جبران این موضوع، شرکت‌های سازنده همواره ترفند‌هایی را نیز به خدمت گرفته‌اند. یکی از این ترفند‌ها Pixel-binning است. در این روش برای جبران و جذب نور بیشتر ۴ پیکسل با هم ترکیب شده تا پیکسل بزرگتری را تشکیل دهند. از این رو نور بیشتری به سنسور رسیده و کیفیت عکسها در نور کم بهبود پیدا می‌کند؛ اما رزولوشن به یک چهارم افت می‌کند. برای مثال اگر لنز ۴۸ مگاپیکسلی IMG586 سونی را در نظر بگیرید که تاکنون در گوشیهای زیادی مورد استفاده قرار گرفته است رزولوشن نهایی تصاویر در نور کم به جای ۴۸ مگاپیکسل به ۱۲ مگاپیکسل تنزل پیدا می‌کند.
سنسورهای ۶۴ مگاپیکسلی:
در رابطه با سنسورهای ۶۴ مگاپیکسلی نیز گفته می‌شود که به طور کلی، واضح است که سنسورهای ۶۴ مگاپیکسلی می‌توانند در شرایط مناسب نتایج بسیار جالبی به دست بیاورند و حتی نسبت به حسگرهای ۴۸ مگاپیکسلی جهش قابل‌ملاحضه‌ای به شمار می‌روند؛ اما تنها در صورتی که قصد داشته باشید یک منظره لندسکیپ از مناظر را چاپ کنید، احتمالاً این ویژگی برای اکثر افراد کاربردی نخواهد بود. این نوع دوربین‌ها معمولاً به دلایلی به طور پیش‌فرض با یک چهارم وضوح تصویر خود عکس می‌گیرند.
به یاد داشته باشید که آیفون ۱۱ و پیکسل ۳ که هر دو اوج کیفیت دوربین گوشی در نظر گرفته می‌شوند، توانسته‌اند با سنسورهای ۱۲ مگاپیکسلی کوچکتر این کار را انجام دهند. تعداد مگاپیکسل یا حتی اندازه حسگر فیزیکی در این مرحله چندان تاثیری نداشته است-پردازش تصویر و عکاسی محاسباتی تاثیر بسیار چشمگیری در عملکرد دوربین این گوشی ها داشته است.
سامسونگ تاکنون دو سنسور تصویر با وضوح فوق‌العاده بالای ۶۴ مگاپیکسلی برای دوربین‌های گوشی تولید کرده است. لنز ISOCELL Bright GW1 این شرکت در دو حالت کار می‌کند: در نور روشن میتواند یک تصویر کامل ۶۴ مگاپیکسلی ثبت کند. همچنین میتواند از ادغام پیکسلی Tetracell (ترکیب پیکسلی) برای ترکیب چهار پیکسل و تشکیل یک پیکسل بزرگتر استفاده کند. در واقع به عنوان سنسور ۱۶ مگاپیکسلی عمل کرده و عملکرد بهتری در نور ضعیف داشته باشد
لنزهای ۱۰۰ مگاپیکسلی یا بالاتر:
در رابطه با این نوع لنزها نیز محدودیت‌هایی وجود دارد. اولین مورد این است که از آنجایی که اندازه پیکسلهای این نوع لنزها بسیار کوچک بوده ترفند Pixel-binning نیز چندان موثر نخواهد بود. از طرفی با توجه به ابعاد محدود آن نیز نمیتوان اندازه این نوع سنسورها را بزرگتر ساخت. از دیگر مشکلات پیرامون این نوع سنسورها میتوان گفت که عکسهای ثبت شده با این نوع لنزها نیز به مقدار فضای ذخیرهسازی بیشتری نیاز خواهند داشت.
نظرات کارشناسی در مورد افزایش مگاپیکسل دوربین اندروید :
به نقل از آنوشا قوش؛ یکی از مقامات DxOMark، اگر دوربین‌های ۱۲ مگاپیکسلی تصاویر خوبی را ثبت میکنند به این معنی نیست که نیازی به رزولوشن بالاتر از این مقدار نیست. در حقیقت ارزش بالقوه و واقعی در افزودن مقدار مگاپیکسل نهفته است. برای مثال بزرگنمایی نوری در موبایل سخت است؛ اما یک سنسور ۴۸ مگاپیکسلی میتواند بدون هیچگونه جابجایی دیجیتالی معادل بزرگنمایی نوری ۲ برابر را فقط با برش یا کراپ ارائه دهد. زوم‌های هیبریدی موجود در گوشیهای هوشمند کنونی شاهدی بر این ادعا هستند. بزرگنمایی در دوربین گوشیهای هوشمند یک ویژگی واقعا مفید بوده و دوربین‌هایی با مگاپیکسل بالاتر این امکان را بدون ایجاد تغییرات سخت‌افزاری چشمگیر فراهم میکنند.
در قسمت نقاط ضعف آن هم می‌بایست گفت که اندازه سنسور به دلیل طراحی باریک گوشی محدود است.
استفاده از پیکسلهای بیشتر معمولاً به معنای استفاده از پیکسلهای کوچکتر بوده که نویز تولید میکنند. در حالی که تعداد بیشتر پیکسل‌ها می‌توانند نویز را جبران کنند، از نظر تئوری عموماً این اتفاق نمی‌افتد، در نتیجه سنسورهای بزرگتر در موبایل‌ها در هنگام زوم کردن در نمایش جزئیات ریز مشکل داشته یا در نهایت تعداد قابل‌توجهی نویز را به نمایش می‌گذارند.
به منظور دور زدن این مشکلات شرکت‌های سازنده، سخت‌افزار و هم نرم‌افزار را مدنظر قرار می‌دهند. شاید دلیلی که بسیاری از گوشی‌هایی که از دوربین مشابه استفاده کرده، اما کیفیت متفاوتی را ارائه می‌دهند نیز همین باشد. کارشناسان بیان میکنند که مگاپیکسل‌های بیشتر به قدرت پردازشی بیشتری نیاز دارد. به عبارت دیگر، در بخش میان‌رده، پیکسلهای بیشتر به معنای قدرت پردازش کمتر در هر پیکسل است، بنابراین الگوریتم‌های پردازش موجود در حسگرهای بزرگتر کارایی کمتری دارند.
نتیجه‌گیری:
در پاسخ به سوالی که در ابتدای این مقاله مطرح شد می‌بایست گفت یک دوربین ۴۸ مگاپیکسلی ضروری نیست؛ اما چندین مزایا را به همراه خواهد داشت، به شرطی که در نظر داشته باشید که همیشه مگاپیکسل بیشتر به معنی عکس بهتر نیست. گول رقم‌های نجومی مگاپیکسل را نباید خورد. این نکته را مدنظر داشته باشید که نرم‌افزار نیز بخش مهمی از عکاسی با موبایل به حساب می‌آید. همچنین خاطر نشان می‌شود که نمیتوان گفت که این رقم‌های مگاپیکسل تنها جنبه بازاریابی و تبلیغات داشته بلکه دلیل اصلی تاثیر کم آن در عکاسی با موبایل محدودیت‌هایی است که شرکت‌های سازنده با آن روبه رو بوده و هنوز نتوانسته‌اند که این محدودیت‌ها را به طور کامل مرتفع سازند.
در پایان گفته می‌شود که گوشی‌هایی که به این نوع لنزها مجهز شده عکسهای خیره کننده‌ای را ثبت میکنند که در مقایسه با عکسهای ثبت شده تا قبل از این، توسط میان‌رده‌ها پیشرفت قابل‌توجهی به حساب می‌آیند.
سوالات متداول
افزایش اندازه مگاپیکسل تا چه اندازه بر کیفیت گوشیهای موبایل تاثیر خواهد داشت؟
✔️ جای دادن پیکسلهای بیشتر در یک سنسور دوربین به معنای کوچکتر شدن پیکسلهاست و عده زیادی از کابران تصور میکنند که مگاپیکسل بیشتر به معنای تصاویر بهتر خواهد بود در صورتی که این گونه نیست. در حقیقت مگاپیکسل معیار سنجش دوربین و یا کیفیت عکسها نیست. یک دوربین با مگاپیکسل ۲۰۰۰ باز هم میتواند عکسهای متوسطی ثبت کند. با این حال هر چه میزان مگاپیکسل بیشتر باشد دوربین در ثبت جزئیات موفقتر عمل خواهد کرد؛ اما باز هم کیفیت خارقالعاده را تضمین نمیکند.
یک سنسور بزرگ دوربین با پیکسل کمتر کارآمدتر است یا سنسور کوچک با پیکسل بیشتر؟
✔️ سنسورهایی با پیکسلهای کوچکتر در مقایسه با سنسورهایی که از پیکسلهای بزرگتر و کمتر استفاده کردهاند با اندازه مشابه، در نور کم عملکرد ضعیفتری دارند. از طرفی استفاده از پیکسلهای بزرگتر و کمتر نیز به معنای رزولوشن پایینتر تصویر است.
لنزهای بالای 100 مگاپیکسل چه مشکلاتی دارند؟
✔️ از آنجایی که اندازه پیکسلهای این نوع لنزها بسیار کوچک بوده ترفند Pixel-binning در آنها موثر نخواهد بود. از طرفی با توجه به ابعاد محدود آن نیز نمیتوان اندازه این نوع سنسورها را بزرگتر ساخت. از دیگر مشکلات پیرامون این نوع سنسورها میتوان گفت که عکسهای ثبت شده با این نوع لنزها نیز به مقدار فضای ذخیرهسازی بیشتری نیاز خواهند داشت.
