Rozmiar sensora w smartfonach
Wielokrotnie spotykamy się z pytaniem w stylu: „Mój smartfon ma matrycę 1/2.3 cala - co to oznacza?”. Sprawa jest dość istotna, a przy okazji nieco skomplikowana i jak się okazuje - myląca. Czy powinniśmy ufać w stu procentach cyferkom podanym w specyfikacji lub niekiedy naniesionym na obudowę smartfona? Okazuje się, że... nie!
W zdecydowanej większości współczesnych smartfonów sensor światłoczuły jest maleńki. Jego format wielkości to zazwyczaj 1/3.2”, 1/3” lub 1/2.3”, ale warto uświadomić sobie, że wartości te nie odnoszą się bezpośrednio do przekątnej samego sensora.
Jakiś czas temu kamery telewizyjne nie przechwytywały obrazu optycznego czujnikami typu CCD, lecz znacznie prostszymi lampami elektronowymi (lampami analizującymi). Przetwarzały one światło na odpowiedni sygnał elektryczny. Taka typowa lampa zamknięta była w podłużnej, szklanej tubie o średnicy np. 1/2”, 2/3” lub 1”. Inżynierowie odkryli jednak szybko, że użyteczny obszar ma przekątną (a właściwie średnicę) wynoszącą w zaokrągleniu 2/3 średnicy tej szklanej tuby. Standard mimo swojej niedoskonałości pozostaje wykorzystywany do dziś. Z tego właśnie powodu sensor o formacie 1” nie ma realnej przekątnej 25,4 mm, lecz około 16 mm.
Dla przykładu sensor topowego Samsunga Galaxy S4 ma 1/3.2” (proporcje 4:3), czyli w teorii ok. 8 mm, ale w praktyce nieco mniej - ok. 5,7 mm. Dla porównania nowy iPhone 5S ma matrycę światłoczułą w rozmiarze 1/3” czyli odrobinę większą. Zasada pozostaje jednak ta sama: 1/3” to ok. 8,5 mm, ale sam sensor ma 6 mm przekątnej. Taki sam format matrycy ma np. Nokia Lumia 925
Na rynku są jednak dostępne smartfony, które dysponują większymi sensorami: Sony Xperia Z1 ma 1/2.3”, a Nokia Lumia 1020 znana ze swojego imponującego aparatu ma matrycę światłoczułą 1/1.5” czyli w przeliczeniu 2/3”. Wciąż jednak sensor Lumii 1020 nie ma realnej przekątnej wynoszącej ok. 16,9 mm, lecz ok. 11 mm.
Czy rozmiar jest najważniejszy?
W przypadku niektórych smartfonów jest jednak pewien problem z ilością pikseli z których składa się sensor. Na przykład w Lumii 1020 jest ich ok. 40 milionów, więc siłą rzeczy muszą być one bardzo małe, aby zmieściły się na tak ograniczonej powierzchni. W praktyce mniejszy piksel łapie mniej światła, a więc generuje słabszy sygnał, który później trzeba sztucznie wzmacniać aby uzyskać jasny obraz. Innym wyjściem byłoby wydłużenie naświetlania przy niższym ISO, ale tryby manualne nie są często spotykane w smartfonach. Podbijanie sygnału (czułości) zazwyczaj prowadzi do zwiększenia ilości szumów monochromatycznych i kolorowych widocznych na zdjęciach. Szumy te producenci usuwają lub przynajmniej ograniczają przy użyciu specjalnych algorytmów.
Wielkość pikseli to jednak nie wszystko. Dużą rolę gra też jasność obiektywu oznaczana literką „f”. Im mniejsza jej wartość, tym większa ilość światła realnie dociera do matrycy. Tak więc optyka f/2.0 będzie realnie jaśniejsza od f/2.4, a ta będzie jaśniejsza np. od f/2.8 itd. Jeszcze inną kwestią jest ogólnie pojęta jakość obiektywu. Optyka plastikowa będzie zazwyczaj znacznie gorsza od szklanej (i przy okazji mniej odporna na zarysowania). Ilość oraz precyzja wykonania soczewek może mieć wpływ na aberracje, winietowanie i inne niepożądane zachowania.
Nierzadko bywa też tak, że dwaj różni producenci stosują jednakowy sensor w swoich smartfonach, a mimo to zdjęcia wykonane tymi urządzeniami cechują się odmienną jakością. Ważną rolę gra tutaj przetwarzanie sygnału. Niektórzy preferują silniejsze odszumianie i wyższy poziom wyostrzania, narażając się tym samym na widoczne artefakty. Inni z kolei wolą obraz bardziej naturalny, który może zawierać więcej szumu i być nieco bardziej rozmyty. Wszystko zależy od gustu. Naszym zdaniem im mniej ingerencji w sygnał, tym lepiej. Cieszy nas też fakt pojawiania się smartfonów umożliwiających zapisywanie zdjęć w formacie RAW. Daje on znacznie szersze możliwości edycji w programach takich jak Adobe Lightroom.
Podsumowując można śmiało stwierdzić, że rozmiar sensora jest bardzo ważny i zazwyczaj wpływa korzystnie na jakość zdjęć oraz głębię ostrości, ale zdecydowanie nie należy go przeceniać. Optymalne byłoby połączenie dużego sensora składającego się z umiarkowanej ilości pikseli, z dobrej jakości obiektywem o dużej jasności. Taki zestaw należałoby jeszcze dobrze oprogramować i umożliwić zapis w formacie RAW. Na dobrej drodze są współczesne smartfony i phablety Nokii, takie jak np. Lumia 1520,1020 czy 925. Do ideału wciąż im daleko, ale i tak stanowić mogą wzór dla wielu konkurentów.
Zobacz również:
