در سالهای اخیر دوربینهای پشت گوشی در یک قاب به نام «ماژول» در کنار هم قرار گرفتهاند و از انواع دوربینهای گوشی برای ساخت ماژول بهره گرفته میشود؛ چراکه هر کدام از این دوربینها قابلیت خاصی را برای عکاسی (یا فیلمبرداری) در اختیار کاربر قرار میدهد. از آنجایی که کیفیت دوربین نقش زیادی در انتخاب و خرید گوشی موبایل دارد، شرکتهای سازنده در رقابتی نفسگیر، از انواع ماژولهای دوگانه تا چهارگانه استفاده میکنند.
با توجه به اهداف کاربر برای عکاسی یا فیلمبرداری در طبیعت از سوژههای زنده یا سوژههای ایستا، همچنین عکاسی از نماهای بسیار نزدیک یا از مناظر بسیار گسترده، عکاسی در شب یا عکاسی در شهر، انواع دوربینها و کارایی آنها متفاوت خواهد بود. همچنین علاوهبر ماژول پشتی، دوربین سلفی گوشی هم مشخصات و ویژگیهای خاص خود را دارد.
یکی از مهمترین دوربینها در ماژول، دوربین یا حسگری است که بیشترین رزولوشن تصویر را ارائه میدهد و از کیفیت بسیار بالاتری نسبت به سایر دوربینهای آن گوشی بهره میبرد و به عنوان «دوربین اصلی» شناخته میشود. دوربینهای اصلی معمولاً توانایی عکاسی با فوکوس اتوماتیک یا لرزشگیر خودکار را دارند و ممکن است دوربین عریض (Wide) هم باشد که توانایی عکاسی از مناظر با زاویهی دیدی گسترده را خواهد داشت.
همچنین در ماژول دوربینها میتواند دوربین تلهفوتو یا پریسکوپ نیز قرار بگیرد. دوربین تلهفوتو توانایی زوم بسیار بالایی دارد و برای عکاسی از دوردست و سوژههایی که از نظر مسافتی به عکاس دور هستند بهکار میآید. اکثر دوربینها با زوم کردن روی سوژه، کیفیت خودشان را از دست میدهند اما دوربین تلهفوتو، حسگری مخصوص زوم کردن است و با زوم کردن روی سوژه دچار افت کیفیت نمیشود.
یکی دیگر از انواع سنسورهای موبایل، سنسور «تشخیص عمق» است که امکان جدا شدن پسزمینه از زمینهی اصلی را به کاربر میدهد. در برخی عکسها شما با کمک سنسور تشخیص عمق میتوانید سوژهی اصلی را از کمپوزیسیون (ترکیببندی) جدا کرده و به سوژه، حالت برجسته بدهید تا پدیدههایی که در پشت و اطراف سوژه قرار دارند ماتتر از خود سوژه اصلی ثبت شوند. در این حالت اولین نقطهای که چشم مخاطب و ناظر را به خودش جلب میکند سوژهی اصلی عکس خواهد بود که در عکاسی پرتره بسیار کارایی دارد.
در ماژولهای جدید یک لنز برای عکاسی ماکرو هم تعبیه شده که مناسب عکاسی از جزییات و سوژههای بسیار کوچک است که عکاس با نزدیک کردن لنز به سوژه میتواند از جزیبات یک سوژه عکاسی کند. مثلاً میتواند با نزدیک کردن دوربین ماکرو به یک تکه پارچه، از پُرزهای روی سطح آن به صورت واضح عکس بگیرد یا حتی این کار را برای عکاسی از حشرات یا سایر سوژههای دارای جزئیات ریز به کار ببرد.
در ادامه این مقاله از مجله تکنولوژی لیپک، شما را با انواع دوربین و لنز گوشی و نیز ویژگیها و مشخصات دوربینهای موبایل آشنا خواهیم کرد.
در مجموع، هفت نوع دوربین مختلف وجود دارد که در گوشیهای هوشمند استفاده میشود و در هر نوع گوشی ممکن است یک یا چند مورد از آنها وجود نداشته باشد. ابتدا این هفت مورد را به صورت خلاصه در زیر ارائه کرده و سپس انواع مختلف دوربینهای گوشی و نیز نوع کارایی آنها در عکاسی را با هم مرور میکنیم.
در ادامه، توضیحات کاملتری از هر کدام از لنزهای بالا بیان شده است.
دوربین عریض رایجترین نوع دوربینی است که در اکثر گوشیهای هوشمند یافت میشود. در حال حاضر اکثر دوربینهای اصلی (دوربین پشتی) دارای دوربین عریض هستند. همچنین برخی از دوربینهای سلفی نیز دارای لنز عریض هستند.
فاصله کانونی دوربین زاویه باز در گوشیهای هوشمند بین 22 تا 30 میلیمتر است. این فاصله کانونی کوتاه، زاویهدید وسیعی را به دوربین میدهد و به همین دلیل این دوربینها با نام عریض شناخته میشوند.
دوربین زاویه باز یا عریض برای ثبت مناظر، عکسهای گروهی یا هر سوژه دیگری که میخواهید فضای زیادی را پوشش دهد کارایی دارد.
همانطور که از نام دوربین فوق عریض پیداست، دوربین فوق عریض زاویهدید گستردهتری نسبت به لنزهای با زاویهدید عریض استاندارد دارد. با این حال، این نوع از دوربینها به اندازه دوربینهای زاویه باز، به ویژه به عنوان یک دوربین تنها در گوشی رایج نیست.
برخی از گوشیهای هوشمند دارای تنظیمات دوربین سلفی دوگانه عریض و فوق عریض هستند و به کاربر امکان میدهند در تصاویر سلفی، افراد یا مناظر بیشتری را ثبت کند.
کانون دوربین گوشی با زاویه فوق عریض معمولاً از 12 میلیمتر تا 18 میلیمتر است. این فاصله کنونی زاویهدیدی تا حدود 120 درجه را ممکن میسازد.
نقطه ضعف لنزهای فوق عریض این است که هرچه زاویهدید آنها بازتر باشد، تصاویر در اطراف لبهها با اعوجاج بیشتری به نظر میرسند. بهترین دوربینهای موبایل میتوانند اعوجاج را برطرف کرده و تصاویر مناسبی ارائه دهند.
دوربین تلهفوتو در گوشیهای هوشمند فاصله کانونی بسیار بیشتری نسبت به دوربینهای زاویه عریض دارد (معمولاً دو یا سه برابر). این دوربین همان قابلیت زوم اپتیکال 2x یا 3x در گوشیهای هوشمند میباشد.
فاصله کانونی دوربین تلهفوتوی موبایل بین 50 تا 85 میلیمتر است؛ بنابراین اگر دوربین اصلی دارای لنز 26 میلیمتری و دوربین تلهفوتو دارای لنز 52 میلیمتری باشد، ضریب زوم اپتیکال 2 برابر خواهد بود.
از آنجایی که لنزهای تلهفوتو فاصله کانونی بیشتری نسبت به لنزهای واید دارند، زاویهدید آنها باریک تر است و باعث میشود دوربین تلهفوتو برای گرفتن پرتره با گوشی ایده آل باشد.
لنزهای تلهفوتو در دوربینهای گوشی به دلیل اندازه خود، به ضریب زوم کم محدود هستند. هر دوربینی با بیش از 3 برابر زوم اپتیکال منجر به برآمدگی بزرگ در پشت گوشی میشود که ظاهر نامناسبی به گوشی میدهد.
برندهای گوشی برای اینکه بتوانند بدون ایجاد برآمدگی بیشتر، قابلیت زوم دوربین را بیشتر کنند، به یک فناوری قدیمی روی آوردند که از اپتیکهای تا شده مشابه پریسکوپهای زیردریایی برای ثبت تصویر استفاده میکند. یک منشور، نوری را که وارد دوربین میشود منعکس کرده و آن را به سمت سنسوری که در کنار آن قرار دارد هدایت میکند.
از آنجایی که دوربین پریسکوپ میتواند بیشتر از تلهفوتو استاندارد زوم کند، این دوربینها معمولاً دارای فاصله کانونی در حدود 105 میلیمتر تا 130 میلیمتر میباشند. گوشیهای دارای دوربین پریسکوپ اغلب از زوم اپتیکال تا 10 برابر برخوردار هستند.
برای تولید عکسهای رنگی، یک آرایه فیلتر رنگی RGB (قرمز، سبز، آبی) که به اختصار CFA نامیده میشود، در بالای سنسور دوربینهای گوشی قرار میگیرد. بدون این فیلتر، دوربین تصاویر سیاه و سفید میگیرد زیرا یک سنسور به تنهایی فقط شدت نور را تشخیص میدهد و قادر به تشخیص رنگ نیست.
نقطه ضعف آرایه فیلتر رنگ این است که امواج نوری متناسب با رنگ فیلتر را جذب و بقیه را منعکس میکند. بهعنوان مثال، یک فیلتر قرمز فقط نور قرمز را جذب کرده و بقیه را منعکس میکند، همانطور که فیلترهای آبی و سبز با امواج نوری همسان خود این کار را انجام میدهند. این یعنی مقدار زیادی نور توسط CFA منعکس شده و هدر میرود.
برخی از گوشیهای هوشمند از سنسورهای تکرنگ بدون CFA استفاده میکنند تا بتوانند تا حد امکان، نور را به ویژه در شرایط کمنور جذب کنند. این قابلیت معمولاً منجر به تصاویری واضح و دارای کنتراست بالا میشود. اکثر گوشیهای هوشمند با سنسورهای تکرنگ از آنچه به عنوان «عکاسی محاسباتی» شناخته میشود برای ترکیب تصاویر سایر سنسورها با CFA و بهبود ظاهر کلی خود استفاده میکنند.
بسته به نوع گوشی، میتوان بدون نیاز به فیلتر سیاه و سفید، عکسهای سیاه و سفید واقعی را با حسگر تکرنگ ثبت کرد. با این حال، برخی از گوشیها به کاربر اجازه نمی دهند با دوربین تکرنگ عکس بگیرد و از دادههای حسگر فقط برای مقاصد محاسباتی استفاده میکنند.
یک لنز ماکرو برای عکاسی از نمای نزدیک و به منظور ثبت جزئیات کوچک سوژه مفید است. تفاوت دوربین ماکرو گوشیهای هوشمند با دوربینهای تلهفوتو و پریسکوپ در این است که لنز ماکرو روی سوژههای دور زوم نمی کند، بلکه سوژههایی را که به دوربین نزدیک هستند – بسیار شبیه به یک ذرهبین – بزرگنمایی میکند.
از آنجاییکه تعداد علاقهمندان عکاسی ماکرو با موبایل زیادند بسیاری از گوشیهای میانرده و مخصوصاً گوشیهای پرچمدار با دوربین ماکرو عرضه شدهاند.
در حال حاضر کمتر گوشی هوشمندی با دوربین ماکروی بالاتر از 5 مگاپیکسل وجود دارد؛ این موضوع باعث شده تا بسیاری افراد تصور کنند که وجود این نوع دوربین در گوشی غیر ضروری است؛ در حالیکه یک دوربین برای گرفتن عکسهای خوب به مگاپیکسل زیادی نیاز ندارد!
آخرین نوع دوربینی که در گوشیهای هوشمند دیده میشود، نامهای مختلفی دارد؛ دوربین ToF (Time of Flight) که به عنوان سنسور تشخیص عمق نیز شناخته میشود، دوربینی نیست که برای عکسبرداری استفاده شودف بلکه برای جمعآوری دادهها به منظور استفاده در عکاسی محاسباتی استفاده میشود. از اینرو، این دوربین بهطور کلی با وضوح پایین (2 مگاپیکسل یا کمتر) در گوشیها قرار داده میشود.
هدف دوربین ToF ایجاد یک نقشه سهبَعدی یا نقشه عمقی از یک صحنه است. این کار با ثبت محاسبه زمان لازم برای جهش لیزر از سطح و انعکاس آن به دوربین انجام میشود. این اطلاعات برای تجزیهوتحلیل آنچه که به دوربین نزدیک و آنچه در پسزمینه است استفاده میشود.
هنگام گرفتن عکسهای پرتره، اطلاعات پسزمینه/پیشزمینه جمعآوری شده توسط حسگر عمق میتواند برای ایجاد جلوههای مصنوعی مانند پسزمینه تار که سوژه را از پسزمینه جدا میکند استفاده شود. این دوربین همچنین اطلاعاتی را برای برنامههای AR (واقعیت افزوده) ارائه میدهد.
شاید علاقه داشته باشید: دلایل تار شدن دوربین گوشی
در این بخش بهطور خلاصه، مهمترین ویژگیها و مشخصات فنی انواع دوربین گوشی – که در بخش قبل معرفی کردیم – آورده شده است. صرف داشتن نوع دوربین خاص نمی تواند تضمینکننده کیفیت بالای عکسهای آن باشد. به همین دلیل باید هر کدام از مشخصات و فاکتورهای زیر را متناسب با نوع استفاده ما از دوربین گوشی جداگانه بررسی و در انتخاب گوشی لحاظ کرد.
مشخصات و ویژگیهای اصلی دوربین گوشی:
مشخصات موثر در عملکرد دوربین:
تعداد کل لنزهای موجود در سیستم دوربین اصلی و سلفی که به عنوان تکدوربینه، دوگانه یا سهگانه نامیده میشود. مشخصات هر دوربین شامل اندازه مگاپیکسل، دیافراگم، فاصله کانونی، اندازه سنسور، نوع زوم و روشهای تثبیت و فوکوس است.
در پیادهسازی گوشیهای هوشمند چند لنزی، تولیدکنندگان ترکیبهای مختلف از انواع لنز را انتخاب میکنند که برای ارائه بهترین و همهکارهترین راهحل مناسبتر خواهد بود؛ همچون ترکیب دوربینهای واید و ماکرو.
تثبیتکننده تصویر چیزی است که در دوربین گوشیهای هوشمند تعبیه شده است تا تأثیر لرزش روی عکسهای شما را به حداقل برساند. بدون آن، هر حرکتی که انجام میدهید میتواند توسط دوربین ثبت شده و عکس شما را خراب کند. همچنین میتواند به کیفیت فیلمهای ضبط شده در گوشی هوشمند شما نیز کمک کند.
دو نوع رایج تثبیتکننده عبارتند از تثبیتکننده تصویر الکترونیکی (EIS) و تثبیتکننده تصویر نوری یا اپتیکال (OIS). برخی از گوشیها از OIS دیجیتال استفاده میکنند، اما بهترین گوشیهای بازار دارای سیستم لرزشگیر اپتیکال مکانیکی هستند.
میکرومتر واحدی است که برای اندازهگیری اندازه پیکسل استفاده میشود؛ رقمی مانند 0.65 میکرومتر یا 0.65 میلیونیم متر. هر چه این عدد بزرگتر باشد، عملکرد دوربین بهتر خواهد شد. اندازه پیکسل بزرگتر به معنی استفاده بیشتر از نور در تصاویر و در نتیجه، بهبود کیفیت تصاویر خواهد بود (مخصوصاً برای عکاسی در شرایط کمنور).
گوشیهای هوشمند برتر دوربینهایی با حداقل مگاپیکسل بین 12 تا 21 دارند که میزان مناسبی است اما باید به شکل پیکسل micron/um نیز توجه کنید؛ زیرا میتواند به معنای بهبود کیفیت تصویر نیز باشد. به عنوان مثال، گوشیهایی که دارای پیکسلهای 1.4 میلیمتری هستند در دسته سایز بسیار بزرگ قرار میگیرند و به سنسور اجازه میدهد نور بیشتری را جمعآوری کرده و در نتیجه عکسهای بهتری ثبت نماید. این یعنی صرف بالا بودن عدد مگاپیکسل، تضمینکننده کیفیت بالای تصاویر دوربین نخواهد بود.
RAW نام یک نوع فایل خاص است و مزیت اصلی عکسبرداری در فرمت RAW این است که شما میتوانید هر عکس را همانطور که میخواهید به نظر برسد ثبت کنید (نه آنطور که دوربین تصمیم میگیرد به نظر برسد).
فایلهای RAW بر نحوه ظاهر تصویر نهایی کنترل بیشتری میدهند و به راحتی میتوانید نوردهی و رنگ تصویر را با دلخواه تنظیم کنید. البته یکی از نکات منفی فایلهای RAW این است که اندازه فایلهای آن بسیار بزرگتر از فرمت معمولی Jpeg هستند، بنابراین فضای بیشتری را در گوشی اشغال میکنند.
لنزهای موجود در گوشیهای هوشمند ممتاز عالی هستند و گاهی اوقات میتوانند دیافراگم بهتری نسبت به دوربینهای دیجیتال کوچک ارائه دهند. بهعلاوه، از آنجایی که برندها تمایل دارند گوشیهای هوشمند را تا حد ممکن جمعوجور طراحی کنند، فضای زیادی برای زوم اپتیکال وجود ندارد؛ بنابراین برندها به جای آن از یک لنز پرایم با زاویه واید یا تعدادی لنز پرایم مختلف استفاده میکنند. برخی از گوشیهای هوشمند دارای دو یا چند لنز با فواصل کانونی متفاوت هستند؛ همچون آیفون X که دارای زوم اپتیکال 2 برابری در مقایسه با یک لنز ثابت است، یا هواوی میت 20 پرو که دارای سه دوربین مختلف است.
HDR یا محدوده دینامیکی بالا، قابلیتی است که برای مدت طولانی در عکاسی وجود داشته است و اکنون، سازندگان دوربین گوشی از آن در دستگاههای خود استفاده میکنند. هدف استفاده از HDR کمک به کاربر جهت عکسبرداری با محدوده پویای بهتر (سایهها و هایلایت ها) است که به بهبود کیفیت تصویر هم کمک میکند.
استفاده از HDR در هنگام ثبت مناظر، پرترههای فضای باز در نور خورشید و در صحنههای با نور پسزمینه میتواند تاثیر ملموسی در کیفیت تصویر داشته باشد اما استفاده از آن برای سوژههای متحرک، به نتیجه نامطلوبی ختم خواهد شد. برای اطلاعات بیشتر، مقاله HDR چیست؟ را بخوانید.
نور کافی در مکانهایی مانند فضای داخلی در روزهای ابری، تونل ها، کنسرتها، اتاقهای تاریک و غیره وجود ندارد تا انواع دوربین گوشی بتواند عکسی خوب ثبت کند؛ بنابراین در شرایطی از این دست، دوربین سطوح ISO را بالا میبرد تا حساسیت به نور افزایش یابد؛ اما با انجام این کار، احتمال خراب شدن شات شما نیز افزایش مییابد. البته با داشتن لنز روشن و تثبیتکننده اپتیکال داخلی، ممکن است به استفاده از سرعت ISO بالاتر نیازی نباشد.
اینکه دوربین گوشی از چه ویژگیهای قابل کنترلی پشتیبانی کند، میتواند به عکسبرداری حرفهای تر با گوشی ختم شود. به عنوان مثال، کنترل دستی ISO، امکان عکسبرداری با RAW، تنظیم رنگ سفید، تنظیم نوردهی، امکان انتخاب فوکوس پرتره (پسزمینه تار)، فیلترهای پاناروما، تایملپس و….
شاید علاقه داشته باشید: ترفندهای عکاسی با گوشی
بخش مهمی از تجربه دوربین گوشیهای هوشمند به پردازشگر سیگنال تصویر (ISP) بستگی دارد. این پردازشگر بخشی از سیلیکون موجود در چیپست گوشیهای هوشمند است و در ارتباط با نرمافزار و سیستمعامل گوشی، قابلیتهای اضافی و جلوههای ویژه را در هنگام عکسبرداری ارائه میکند. در صورتی که گوشی دارای سنسور GPS داخلی باشد، تصاویر با مختصات GPS محل ثبت عکس، برچسب جغرافیایی میگیرند.
آگاهی از سرعت فوکوس و پاسخ شاتر دوربین و نیز تعداد فریم در ثانیه (fps) عکسها میتواند برای انتخاب بهترین دوربین گوشی مفید باشد. همچنین جزئیات قابلیت فوکوس دوربین نظیر فوکوس خودکار تشخیص فاز (PDAF) نیز میتواند برای عکاسان حرفهای مهم باشد.
فناوری PDAF از پیکسلهای نقابدار جفتی روی سنسور تصویر – که برای تقلید از چشمان شما طراحی شدهاند – استفاده میکند. پردازشگر سیگنال تصویر، لنزهای دوربین را تا زمانی تنظیم میکند که هر دو تصویر با یکدیگر همگام شده و سوژه در فوکوس باشد. فوکوس PDAF سریعتر از فوکوس خودکار تشخیص کنتراست (CDAF) است و عکس واضح تری ارائه میدهد.
برای اطلاعات کاملتر، مقاله فوکوس گوشی چیست؟ آشنایی با انواع و عملکرد فوکوس خودکار را مطالعه کنید.
اکثر گوشیهای هوشمند دارای فلاش LED داخلی هستند، اما از آنجایی که استفاده از آنها در فاصله کم گوشی با سوژه و یا فاصله زیاد آنها میتواند غیر مفید باشد، بهتر است «فلاش خودکار» غیر فعال شود. برخی از گوشیها یک فلاش LED دو رنگ را برای روشنایی بهتر ارائه میدهند و برخی دیگر نیز برای دوربین سلفی هم فلاش ارائه میکنند.
گوشیهای هوشمند ردهبالا از غولهایی مانند سامسونگ و اپل دارای دیافراگم لنز بازتر نسبت به گوشیهای هوشمند ارزانقیمت هستند و در نتیجه کیفیت تصویر بسیار بهتری ارائه میدهند. به عنوان مثال، دوربین اصلی آیفون 14 پرومکس دارای دیافراگم f/1.78 است و در نتیجه میتواند زمانی که سوژه نزدیک به لنز است، پسزمینه را به خوبی تار کرده و روی سوژه اصلی تاکید نماید.
مراحل مختلفی در پشت صحنه انجام میشود تا گوشی بتواند یک عکس پانوراما ثبت کند. در مرحله اول، برنامه دوربین یک سری فریمهای همپوشانی میگیرد که باید گوشی را در سراسر صحنه یا منظره حرکت دهید. سپس فریمهای جداگانه توسط CPU/ISP به هم میچسبند تا پانورامیک تمام شده را تشکیل دهند.
CPU/ISP در ارتباط با هوش مصنوعی، ژیروسکوپ و سایر ویژگیهای دوربین گوشی هوشمند شما کار میکند تا نه تنها هر فریم را در پانورامای کلی قرار دهد، بلکه اطمینان حاصل کند که هر فریم با نوردهی، رنگ و سایر مشخصات فریم مجاور خود مطابقت دارد.
امکان ضبط ویدیوی 4K در تلفنهای هوشمند جدیدتر عرضه میشود و به این معنی است که ویدیوی ضبط شده، کیفیت بهتری خواهد داشت. جدیدترین گوشیهای هوشمند ویدیوی 4K با سرعت 60 فریم در ثانیه را برای فیلمبرداری ارائه میکنند، اما بسیاری از آنها فقط 30 فریم در ثانیه دارند.
پیش از خرید گوشی باید بررسی کنید که آیا هنگام ضبط فیلم از تثبیتکننده استفاده میشود یا خیر؛ زیرا این کار کیفیت ویدیوی نهایی را به میزان قابل توجهی بهبود میبخشد. همچنین گزینه استفاده از فوکوس خودکار پیوسته در حین ضبط نیز به این معنی است که میتوانید فیلمهای بهتری با تمرکز بر سوژه اصلی بگیرید.
گوشیهای هوشمند ارزانتر حداکثر کیفیت ویدیو 1080p یا 720p را پشتیبانی میکنند که نسبت به 4K فضای کمتری از حافظه گوشی را اشغال میکنند.
همچنین انواع دوربین گوشی با انواع قابلیتهای محبوب فیلمبرداری عرضه میشوند؛ از جمله ضبط ویدیوی اسلو موشن (حرکت آهسته)، ضبط ویدیو با سرعت بالا، تایملپس و … که هر کدام، طرفداران خاص خود را دارد.
منابع: