Что такое диафрагма и почему на неё стоит обращать внимание
Сегодня продвинутого пользователя сложно удивить размером диафрагмы f/1,8 — не так давно это значение было поразительным даже для полноразмерных фотоаппаратов профессионального уровня, но сегодня оно используется даже в топовых смартфонах. Таким и даже большим значением диафрагмы могут похвастаться iPhone 11, Pixel 4, Huawei Mate 30 Pro, а также многие другие смартфоны. Да, размер диафрагмы становится отличным маркетинговым инструментом для продвижения недешевых гаджетов. Тем не менее, действительно ли он настолько важен для получения по-настоящему качественных снимков? Именно это и обсудим.
Что собой представляет диафрагма и как она связана со светом
Чтобы создать качественную фотографию, нужно получить достаточное количество света. Поэтому для того, чтобы оценить любую камеру, первоначально нужно выяснить, насколько она хорошо подходит для того, чтобы захватывать свет. Первоклассная матрица в паре с безупречным стеклом — эта комбинация гарантирует получение достойной фотографии при использовании полноразмерной зеркальной или беззеркальной камеры. Аналогичное правило, пусть и с некоторыми оговорками, также работает в отношении смартфонов.
С одной стороны, относительно небольшой размер современных гаджетов дает возможность регулярно брать их с собой. С другой стороны, он ограничивает габариты компонентов, которые можно в них установить. Чем меньше линзы и сенсоры, тем меньше света они могут получить — это влияет на качество итоговой фотографии в первую очередь. На рынке уже появлялись смартфоны с аномально большим размером пикселей на матрице: от 1,2 до 1,55 мкм — подобные эксперименты дали возможность получить очень неплохой результат. Вторая часть уравнения по максимальному захвату света — насколько много его может пройти через объектив, чтобы попасть на матрицу. Это количество зависит от размера диафрагмы.
Как разобраться с определением размера диафрагмы в камере
«Привет, Siri, расскажи, что же такое диафрагма!». Диафрагма определяется размером отверстия, через которое свет может попасть на матрицу камеры. Для измерения диафрагмы используется отношение фокусного расстояния к размеру все того же отверстия. Чем меньше значение диафрагмы, тем шире отверстие и, как следствие, большие света может попасть на сенсор камеры. При увеличении количества света растет качество изображения и падает число шумов.
Чем меньше значение диафрагмы, тем шире отверстие, через которое на матрицу камеры попадает свет. При слабом освещении уменьшение значения диафрагмы даст возможность увеличить скорость спуска затвора.
Да, чем меньше размер диафрагмы, тем меньшая выдержка нужна для получения необходимого количества света. Это даст возможность минимизировать размытие деталей в кадре, когда объекты двигаются, снизить последствия дрожания рук — вкупе с оптической стабилизацией изображения все преимущества большого отверстия становятся особенно заметными. В общем, получить действительно качественный кадр с минимальным значением диафрагмы действительно проще.
Чем меньшее число находится после символов «f/» при определении размера диафрагмы, тем больше отверстие, через которое свет попадает на матрицу
Сенсор камеры смартфона находится совсем рядом со стеклом — куда ближе, чем в полноразмерных зеркальных и беззеркальных фотоаппаратах. Из-за этого у мобильных устройств заметно более маленькое фокусное расстояние. Исходя из формулы определения значения размера диафрагмы в виде отношения фокусного расстояния к размеру отверстия, это помогает объяснить, почему у современных смартфонов она значительно шире, чем у большинства больших камер. Тем не менее, это необязательно говорит про их преимущество в захвате света.
В смартфонах сенсор камеры находится очень близко к стеклу, что приводит к короткому фокусному расстоянию. Тем не менее, сенсоры небольшого размера не позволяют получить ощутимый эффект глубины резкости
Когда речь заходит про объективы, фотографы-любители зачастую ассоциируют более широкую диафрагму и минимальную глубину резкости с более приятным и мягким эффектом размытия заднего плана. Тем не менее, это не про смартфоны — в этом плане они отстают вместе с фиксированным размером диафрагмы, небольшим сенсором, расположенным близко к стеклу, а также достаточно широким углом обзора. Про боке на «железном» уровне с ними речь даже не идет.
Камеру смартфона с диафрагмой f/2,2 с точки зрения глубины резкости можно сравнить с полнокадровым фотоаппаратом с диафрагмой небольшого размера — f/13 или f/14. Именно поэтому производители современных смартфонов в вопросе получения эффекта размытия заднего плана больше ориентируются на программное обеспечение, а не аппаратное.
Сенсор камеры у смартфона расположен куда ближе к стеклу, чем у полноразмерного фотоаппарата, поэтому у портативного гаджета может быть куда большее значение диафрагмы, несмотря на небольшой фактический размер отверстия, через которое проходит свет.
В общем, несмотря на то, что большое значение диафрагмы еще не гарантирует качество снимков, оно обеспечивает большее количество света для сенсора, что уменьшает время срабатывания затвора, а это, в свою очередь, уменьшает размытие объектов и снижает число шумов. Значение диафрагмы желательно рассматривать вместе с размером пикселей на матрице, потому что для более крупных точек слишком широкое отверстие для захвата достаточного количества света не так уж важно. Тем не менее, небольшие пиксели на матрице и крохотный размер диафрагмы — залог посредственных снимков, особенно при плохом освещении.
Samsung Galaxy S9 был первым смартфоном с технологией Dual Aperture, которая дала возможность выбрать между физическим размером диафрагмы f/1,5 и f/2,4 у одной и той же камеры
На что влияет качество используемого в камере объектива
Не менее важным компонентом камеры, про который многие часто забывают, является объектив. Конечно, почти каждый производитель использует свой, и все стекла очень сильно различаются по качеству. Да что там говорить, когда у вашего смартфона банально грязное стекло на камере, получить с помощью нее приличный снимок если и получится, то с большим трудом. Собственно, именно этот факт намекает на то, что четкость и прозрачность стекла также самым прямым образом влияет на количество света, которое оно может пропускать на матрицу. А от этого зависит и качество получаемого изображения.
Смартфоны, которые используют камеры с большой диафрагмой, особенно требовательны к конструкции объектива. Некачественное стекло может вызвать искажения, аберрации, эффекты бликов — все это очень часто встречается даже на флагманских моделях. А все из-за того, что свет куда сложнее сфокусировать в заданной точке, когда он проходит через более широкое отверстие, поэтому при изготовлении линз нужно проявлять еще большее внимание к качеству стекла. Аберрационное искажение как раз связано с целым рядом проблем, которые возникают, когда объектив не может достаточно точно сфокусировать точку света. Смартфоны, в камерах которых используется широкая диафрагма, по определению хуже фокусируются на определенной сцене, чем гаджеты с более закрытой диафрагмой.
У аберрационного искажения может быть огромное число эффектов. К ним, к примеру, относится сферическая аберрация, которая характеризуется пониженной четкостью и резкостью. Встречается также размытие и искажение, потеря фокуса на краях, выпуклость или вогнутость изображения, разделение белого цвета. Словом, вариантов масса.
Объективы камер — да, это, в том числе, касается смартфонов — состоят из нескольких корректирующих слоев, которые предназначены для правильной фокусировки света и уменьшения аберрации. У более дешевых объективов таких слоев меньше, поэтому и проблем больше. Более того, на качество получаемого изображения также ощутимо влияют материалы, из которых изготавливается объектив. Если у объектива большое число корректирующих слоев и стекло максимально прозрачное, то и вопросов к получаемому изображению будет заметно меньше. Кстати, такие объективы фотографы обычно называют быстрыми.
Чем больше размер диафрагмы, тем сложнее точно сфокусировать свет, поэтому производители должны более трепетно относиться к качеству используемого объектива.
Жаль, о качестве объектива практически невозможно судить по номеру или другому обозначению в спецификации — да что там, большинство производителей вообще не указывает все это. Этот вопрос делает разговоры о ширине диафрагмы и размере пикселей заметно более сложным, ведь любые удешевления в производстве объективов делают все остальные потуги практически бесполезными. К счастью, на рыке смартфонов сейчас достаточно компаний, которые делают действительно качественную оптику, — в их числе Zeiss, Leica и другие.
В общем, качество линзы не менее важно, чем другие особенности камеры, которые обсуждались выше. Хороший объектив может быть даже более важен, чем все остальные качественные характеристики камеры. К сожалению, их очень сложно оценить без реального тестирования камеры.
Как диафрагма и все сопутствующее влияет на качество фото
Подводя итоги, нужно отметить, что диафрагма — не лучший показатель, который подходит для оценки камеры смартфона. Как и в других областях, связанных с фотографией, при принятии решения о покупке показатель размера диафрагмы не очень полезен сам по себе — в отрыве от остальных нюансов. Тем не менее, широкое отверстие, через которое на матрицу попадает свет, увеличивает качество фото при низком освещении и дает возможность уменьшить выдержку без потери качества.
Если вы занимаетесь постановочной креативной съемкой, то широкая диафрагма не даст вам слишком много действительно важных возможностей — вы просто сможете получать более качественные фотографии. Заменить объектив не получится, размер сенсоров также оставляет желать лучшего — да, ни о каком размытии заднего плана без нейронных сетей не может быть даже речи. Чтобы как-то разнообразить процесс съемки, можно разве что использовать телевик или ультраширокоугольную камеру — вариантов не так много.
Тем не менее, в конце концов, небольшие сенсоры смартфонов особенно чувствительны к слабому освещению, а более широкая диафрагма в сочетании с объективом высокого качества должны ощутимо снизить количество шумов и улучшить качество картинки.
Внимание: это перевод статьи Android Authority.