Цифровой и оптический зум (zoom) в камерах видеонаблюдения.
Слово зум перекочевало в Русский язык от английского zoom, что означает «Увеличение». С помощью него можно визуально приближать или отдалять видимые объекты. Увеличения картинки можно добиться двумя способами: аппаратным (с помощью оптики объектива) или программным (с помощью приложений).
Цифровой зум (Zoom).
Он же программный. Увеличение достигается за счет «растягивания» изображения. Применительно к камерам видеонаблюдения, такой зум в основном применяется на поворотных ptz камерах, оператор увидел что-то интересное, навел на объект объектив, если есть оптический зум, сперва использовал его, в случае когда изображение не достаточно крупное применяется цифровое увеличение. Нужно понимать , если разрешение не достаточно большое, а объект находится далеко, то мы получим через чур растянутое, плохо различимое изображение состоящее из крупных пикселей (точек). Другое дело, если у вас современные цифровые камеры видеонаблюдения с огромным разрешением 4К, в этом случае изображение с применением цифрового зума будет состоять из большего количества точек, следовательно качество полученного изображение будет на порядок выше.
Оптический зум (Zoom).
Увеличение происходит за счет изменения фокусного расстояния объектива. Камеры видеонаблюдения с таким объективом называют вариофокальные. Большое распространение получили вариофокальные камеры с объективом 2.8-12мм. Как вы уже поняли это диапазон фокусных расстояний, который можно изменять, и тем самым увеличивать или отдалять изображение.
Вариообъектив может оснащаться электропроводом, то есть изменять фокусные расстояния можно удаленно, с помощью настроек на видеорегистраторе, компьютере или с мобильного приложения. Объектив с такой конструкцией называется «моторизованный». Стоимость камер с таким объективом будет значительно выше. Также стоит отметить недостаток такой конструкции: в сильные морозы может нарушиться работа механических элементов автопривода, что может привести к неработоспособности трансфокатора в зимнее время или до наступления потеплений.
Вариообъектив без электропривода лишен такого недостатка, фокусное расстояние и резкость на камерах с таким объективом как правило настраивается один раз — при монтаже. В итоге мы получаем нужный нам зум и нужные углы обзора, в зависимости от условий эксплуатации.
Рассмотрим особенности трансфокаторного (варио) объектива 2.8-12мм.
2.8мм — в нашем случае это минимальное крайнее положение, картинка будет максимально отдалена, изображение будет мелким, но при этом увеличиваются углы обзора.
Можно найти компромисс, задать среднее положение, например 7.4 мм. Все зависит от ваших потребностей.
Если сравнивать полученные изображения при использовании цифрового и оптического зум’а, то оптический несомненно выигрывает, потому как при хорошей матрице и оптики не дает видимых оптических искажений.
Zoom камеры видеонаблюдения (Зоом).
Это камеры выдеонаблюдения с «моторизованным» объективом, который ранее нами упоминался. Чаще всего это поворотные уличные камеры, с возможностью настройки зума, фокуса и диафрагмы. Большинство моделей оснащены возможностью использовать помимо оптического увеличения еще и цифровое.
Обратите внимание, чтобы такая камера имела автофокус, иначе после каждого наведения на новый объект придется фокус настраивать вручную, что не очень удобно.
Автор: Дмитрий Самохвалов, технический редактор компании Rucam-Video.
Вопросы, замечания и предложения пишите на: [email protected]
Что такое оптический зум и цифровой зум
За последние два-три года производители смартфонов значительно разнообразили гонку камер. Теперь они стараются не только увеличить количество модулей и мегапикселей, но и улучшить качество съёмки при слабом освещении, а также добавить другие полезные функции, например, оптический зум (масштабирование кадра).
Больших успехов на этом поприще добились не только A-бренды, такие как Huawei, Apple, Samsung и Google, но и представители второго эшелона (OPPO, Vivo, Xiaomi). Однако, если разобраться, многие производители фактически вводят потребителей в заблуждение, рассказывая о каких-то невероятных возможностях масштабирования без адекватного объяснения технологии. Сомнительный маркетинг заключается в том, что представляет собой понятие «оптический зум» в смартфоне, которое граничит с понятиями «гибридный зум» и «цифровой зум».
Telegram-канал создателя Трешбокса про технологии
Как работает цифровой зум?
Цифровой зум используется не только для камер смартфонов. Известно, что многие камеры типа «наведи и снимай» имеют оптическое и цифровое увеличение. Но из-за ограничений по размеру цифровой зум в основном распространен в камерах мобильных телефонов.
Строго говоря, цифровой зум на самом деле вовсе не зум, а скорее цифровое моделирование оптического зума. С цифровым зумом камера в основном обрезает изображение, а затем изменяет его размер, чтобы оно снова соответствовало кадру.
Цифровой зум на самом деле является одной из причин, почему некоторые производители смартфонов обеспечивают свои камеры большим количеством мегапикселей. Чем больше мегапикселей у камеры, тем больше вероятность получения фотографии без заметного снижения качества изображения.
Усилить!
Однако у цифрового зума есть немного времени. Оптический зум стоит дорого, как с точки зрения стоимости производства, так и с точки зрения компромиссов, необходимых для его добавления в смартфон. Линзы перископа — относительно новая разработка (по крайней мере, для смартфонов), так что еще предстоит кое-что выяснить.
Таким образом, производители смартфонов используют следующие приемы, чтобы улучшить цифровой зум и минимизировать потерю качества:
- Использование сенсоров невероятно высокого разрешения: Samsung Galaxy S20 имеет телеобъектив на 64 МП. Такой датчик с высоким разрешением означает, что нужно обрезать больше изображения и, следовательно, иметь больший цифровой зум.
- Pixel binning: Объединение нескольких пикселей в единый супер-пикселей обеспечивает более высокое качество на цифровое увеличение в изображениях, а не только кадрирование позже.
- Искусственный интеллект и машинное обучение: многообещающие перспективы в области фотографии. Производители фотоаппаратов могут использовать его для автоматического повышения качества изображений с цифровым увеличением.
Однако высокие уровни цифрового увеличения невозможны без оптического увеличения. Эти безумные 50- и 100-кратные зумы возможны только потому, что они представляют собой гибрид оптического и цифрового зума. Настоящий оптический объектив выполняет часть тяжелой работы, в то время как цифровые методы обеспечивают более заметный зум.
Samsung, возможно, увеличивает свои показатели масштабирования , но есть настоящие улучшения в технологии линз, лежащие в основе некоторой шумихи.
В чем недостаток цифрового зума
Даже при незначительном увеличении, вы обязательно заметите потерю качества изображения при использовании цифрового увеличения.
Гарантированно.
Просто подумайте об этом. Если вы сделаете снимок с типичным разрешением 4000 x 3000 (12 Мп) и обрежете его до 3000 x 2000 (6 Мп), вы определенно потеряете в детализации и резкости изображения, пытаясь растянуть его до размеров фотографии 12 Мп. Это происходит потому, что вы уменьшите разрешение фотографии вдвое и увеличите ее до прежних размеров.пример
В чем недостаток цифрового зума
Производители смартфонов придумали разные методы, чтобы заполнить эти пробелы пиксельных данных. Одним из способов сделать это является интерполяция. Алгоритм камеры просматривает соседние пиксели и делает расчетные предположения, чтобы определить, какой цветовой пиксель необходим для заполнения пробела.
Именно эта комбинация данных реальных пикселей и программное интерполирование пикселей обеспечивает окончательное цифровое увеличение изображения. Результаты этого варьируются от производителя к производителю в зависимости от сложности их алгоритмов, но обычно это не так уж и эффективно.
Поэтому фотоснимки могут терять реальные качества!
Руководство по использованию
В процессе съемке рекомендовано отключение цифрового зума в настройках фотоаппарата. Нельзя заменять построение композиции приближением или отдалением предметов при помощи зума – усвойте это правило. Пользоваться цифровым зумом следует с особой осторожностью. Его использование допустимо лишь в тех случаях, когда матрица обладает высоким разрешением. При необходимости стоит сделать снимок с приближением объекта. Понимание того, что такое зум, упростит использование данной опции.
Обзор фотоаппарата с зумом в видео ниже.
Оптический зум
На традиционной камере объектив с постоянным фокусным расстоянием пропускает свет и проецирует на фото матрицу. Расстояние от центра объектива до места, где световые лучи сходятся к фокусной точке сенсора, называется фокусным расстоянием, измеряемым в миллиметрах. А поскольку объектив зафиксирован и не двигается, фокусное расстояние всегда будет одинаковым.
Например, 50-мм объектив всегда будет иметь это фокусное расстояние. Если вам нужно сделать более близкий снимок, вам нужно либо приблизиться к объекту, либо заменить на объектив более длинным фокусным расстоянием.
Фикс объектив или
телеобъектив с переменным фокусным расстоянием
Зум-объектив, с другой стороны, состоит из нескольких линз, которые перемещаются взад и вперед относительно друг друга, чтобы увеличить изображение или уменьшить его. При этом фокусное расстояние меняется.
Например, объектив Nikon AF-P DX NIKKOR 18-55mm f/3.5-5.6G VR изменяет свое фокусное расстояние с 18 мм (широкоугольный снимок) увеличивая фокусное расстояние до 55 мм, что дает более узкое поле зрения.
Zoom, светосила и кое-что еще
Фокусное расстояние и соответственно зум тесно связаны с таким фактором, как светосила. Значение светосилы определяет, сколько света пройдет через объектив и попадет на матрицу.
Чем больше будет зум, тем больше в объективе используется линз и тем меньше света будет попадать на матрицу. Следовательно, качество потеряется.
Во всех объективах рядом с ФР указывается параметр светосилы для каждого из расстояний. Если параметр ФР для двух разных фотоаппаратов одинаков, то лучше выбирать модель, где параметр светосилы будет выше. Качество снимков на таком девайсе будет лучше. Если взять компактный фотоаппарат со значением зума более 4x, то здесь значение светосилы не будет высоким и качество фото вряд ли порадует.
Также часто можно встретить фотоаппараты с одинаковым значением зума, но с разными фокусными расстояниями. Например, оба девайса имеют зум 3x. При этом ФР в одном равно 70-210 мм, в другом – 18-55 мм. В данном случае один девайс используется для съемки пейзажей, другой – для портретной съемки. Хоть значение зума здесь одинаково, но назначение их совершенно разное. Поэтому не стоит при выборе фотоаппарата руководиться параметром зума как критерием выбора.
Пожалуйста, оцените статью:
Присоединиться в Telegram
Как работает оптический зум на смартфонах?
Оптический зум на смартфонах. Когда дело доходит до размера смартфона, чем тоньше – тем премиальнее, поэтому вы не найдете устройств с выступающими зум-объективами. Некоторые бренды, такие как Samsung, пытались в прошлом продвигать такие телефоны, как Galaxy Zoom, у которого был объектив с 10-кратным оптическим зумом, выдвигавшимся сзади, но концепция не прижилась, вероятно из-за громоздкости и неказистого вида.
Решение? Несколько модулей камер с различным фокусным расстоянием.
В наши дни очень часто встречаются две, три или более модулей камер на задней панели смартфона. Это может показаться излишним, но каждая из этих камер особенная и служит определенной цели.
Как правило, в конструкции с тремя камерами вы найдете модуль с телеобъективом, широкоугольным объективом и сверхширокоугольным объективом.
Все эти объективы имеют различное фокусное расстояние в зависимости от поля зрения (также называемого углом зрения), которое они обеспечивают.
Когда вы увеличиваете или уменьшаете масштаб, телефон автоматически переключается на модуль камеры с объективом, который даст вам нужное увеличение. Другими словами, если вы хотите уменьшить масштаб от стандартного широкоформатного снимка, ваш телефон переключится на сверхширокоугольный объектив, а при увеличении автоматически включится телеобъектив.
Степень увеличения камеры смартфона зависит от фокусного расстояния телеобъектива. Взяв фокусное расстояние телеобъектива и разделив его на фокусное расстояние широкоугольного объектива, вы получите диапазон увеличения камеры.
Например, если телефон оснащен телеобъективом с фокусным расстоянием 52 мм и широкоугольным объективом 26 мм, это дает вам диапазон 2-кратного оптического увеличения.
Недостатки зум объективов
Главным недостатком таких объективов является дисторсия по краям кадра на широких углах.
Другими словами бочкообразные искажения. Которые, кстати, легко устраняются на постобработке в Лайтруме или в любом другом графическом редакторе.
Второй недостаток – это слабая светосила по сравнению с фикс объективами. Большинство таких объективов имеют максимально открытую диафрагму f2.8. В то время как у фиксов профессиональные модели имеют диафрагму f1.2. Для сравнения, разница в количестве пропускаемого света получается в несколько раз.
Третий недостаток – они уступают по резкости и качеству картинки фикс объективам. Причем на разных фокусных расстояниях одного и того же объектива резкость и хроматические аберрации могут варьироваться.
Четвертый недостаток – высокий ценник. Это объясняется более сложной конструкцией. По цене одного профессионального зум объектива можно купить несколько фикс объективов, покрывающих всю длину этих фокусных расстояний.
Это на самом деле оптический зум?
Нет, не совсем. В отличие от традиционных зум-объективов фотокамер, оптический зум в смартфоне не имеет реальных движущихся стеклянных элементов, поэтому его трудно классифицировать как таковой.
Тем не менее, он работает через оптику всех модулей камеры смартфона. Вероятно, именно с учетом этого компании, выпускающие смартфоны, решили преподносить его как оптический зум.
Поскольку он переключается между камерами с объективами с фиксированным фокусным расстоянием, некоторые утверждают, что оптический зум на смартфонах следует скорее называть многокамерным зумом.
Преимущества зум объективов
Первое преимущество – это универсальность. Такой объектив можно поставить на камеру и не менять годами, если он подходит вам своим диапазоном фокусных расстояний.
Второе преимущество – легко приближать и отдалять объекты. Нет необходимости каждый раз ходить ногами.
Третье преимущество – легко сойти за профессионального фотографа, изумив окружающих большими размерами объектива. Это, конечно же, шутка. На самом деле, качество объектива никак не зависит от его размеров. Теперь перейдем к недостаткам.
Действительно ли оптический зум лучше цифрового?
Да, это лучше, чем цифровой, но эта технология далека от совершенства.
Оптический зум на смартфонах также может терять качество изображения.
Также стоит отметить, что в большинстве случаев модули камеры смартфона имеют разные матрицы. Нередко встречаются телефоны с основными камерами, которые имеют больше мегапикселей, чем другие модули. Поэтому при переключении модулей камер используемом при зуммировании вы можете потерять в качестве изображения.
Производители смартфонов представляют так называемый гибридный зум для борьбы с этой проблемой. Чтобы получить наилучшие результаты, используются интеллектуальные алгоритмы для сбора данных со всех камер и использования их для формирования изображения с минимальным ухудшением качества фотографий при увеличении.
В любом случае оптический зум на смартфонах намного лучше, чем цифровой. Несмотря на впечатляющие результаты, связанные с размерами и существующей технологией, он в смартфоне не совсем соответствует истинному оптическому приближению. Но, как мы видели, технологии мобильных камер с каждым годом становится все лучше и лучше.
Так что это только вопрос времени.
Кстати, если интересует отличный камерофон читайте сравнение Honor 30 Pro Plus против Huawei P40
Зум-эффект в фотошопе
Если у фотографа нет фотоаппарата с трансфокатором, то эффект размазанности на фотографии можно получить, используя инструменты фотошопа. Для этого в фоторедакторе открывается нужная фотография и последовательно включаются следующие функции: «Фильтр» → «Размытие» → «Радиальное размытие». В окне в строке «Метод» выбирается пункт «Линейный/ZOOM», а в строке «Качество» → «Наилучшее». В окне «Центр» перемещением крестика выбирается точка, которая будет основным объектом фотосъёмки. Далее перемещением горизонтального ползунка «Количество» выбирается уровень зум-эффекта и нажимается «ОК». После отработки алгоритма можно посмотреть на обработанную фотографию. Изменяя центральную точку и уровень можно получить интересные результаты.
Зум-эффект позволяет получить очень интересные фотографии, но это не значит, что таким образом можно снимать всё подряд.
Любым техническим приёмом в художественной фотографии нужно пользоваться выборочно и осторожно. Начинающим фотографам рекомендуется избегать использования фотошопа. Многочисленные эксперименты с зум-эффектом и другие приёмы позволяют наработать мастерство, а это самое важное. Если передоверить всю работу компьютерным программам, то такая важная составляющая фотоискусства как творчество, попросту исчезнет.Что означает оптический и цифровой зум в фотографии на смартфон?
Возможности масштабирования все больше привлекают внимание, когда речь идет о характеристиках камеры смартфона. С такими брендами, как Samsung, Sony и Huawei, которые разрушают рынок устройствами, обладающими сумасшедшими возможностями масштабирования, оптический и цифровой зум — это некоторые из слов, которые бросаются в глаза.
Но что именно они означают? Какая технология лежит в основе каждого из них? Как это влияет на качество изображений, которые может создавать камера вашего смартфона? И какие из них вы должны искать в смартфоне?
Что такое масштабирование в камерах смартфонов?
При съемке со смартфона масштабирование — это просто способ увеличить интересующий объект перед камерой или сделать его ближе.
Конечно, в более общем определении масштабирование также охватывает способ уменьшить внешний вид объекта, чтобы он казался дальше, чем он есть на самом деле. Вот почему вы часто слышите такие термины, как «уменьшение масштаба».
Тем не менее, большинство людей не заботятся о том, насколько камера их смартфона может уменьшить масштаб; они в основном заботятся о том, насколько он может увеличить масштаб. Итак, мы сосредоточимся на «масштабировании» стороны вещей. Но как именно происходит масштабирование?
Будь то камера типа DSLR или камера вашего смартфона, масштабирование достигается путем изменения или регулировки фокусного расстояния вашей камеры. Фокусное расстояние — это расстояние между датчиком изображения камеры вашего смартфона и местом, где свет сходится и фокусирует изображение.
Чем больше фокусное расстояние, тем больше увеличение. И наоборот, более короткое фокусное расстояние дает больший угол обзора, но меньшее увеличение. Если вы хотите узнать больше о фокусном расстоянии, мы уже сделали подробное введение в фокусное расстояние в фотографии.
В традиционной фотографии одним из способов увеличения является замена объектива на объектив с предпочтительным фокусным расстоянием. Кроме того, вы можете использовать зум-объектив. Зум-объектив позволяет механически регулировать или увеличивать фокусное расстояние для увеличения или, проще говоря, увеличения.
К сожалению, зум-объективы имеют тенденцию быть громоздкими. Чтобы разместить механические устройства компонентов и деталей, необходимых для создания настоящего зум-объектива, ваш телефон должен быть толстым и тяжелым, а его камера будет иметь неприглядный выступ. В эпоху, когда потребители тоскуют по гладким, тонким телефонам, массивные выступы камеры были бы неудачными.
Тем не менее, масштабирование должно осуществляться на смартфонах. Но как?
Оптический зум В фотосъемке со смартфона
Оптический зум — это правильная форма зума, при которой движущиеся части объектива камеры механически регулируются для увеличения фокусного расстояния для достижения увеличения.
Оптический зум — это «зумирование таким, каким оно должно быть». К сожалению, зум-объективы, которые могут регулировать свое фокусное расстояние, еще не используются на смартфонах, поэтому оптический зум в смартфонах достигается за счет чередования камер с разными фокусными расстояниями.
В отличие от цифровых зеркальных камер, оптический зум в камерах смартфонов не достигается за счет фактического перемещения механических частей для регулировки фокусного расстояния. Вместо этого, когда вы хотите использовать 2-кратный зум, ваш смартфон переключится на другую камеру, которая соответствует фокусному расстоянию, необходимому для достижения этой мощности масштабирования. Если вам интересно, почему многие современные смартфоны оснащены более чем одной камерой, то это одна из причин.
Изображение предоставлено Apple Итак, каждая камера имеет фиксированное фокусное расстояние, у кого-то меньше, у кого-то больше. Ваш смартфон просто переключается на объектив с большим фокусным расстоянием, чтобы обеспечить увеличение.
Вот почему некоторые эксперты называют версию оптического зума на смартфонах многокамерным зумом. Тем не менее, оптический зум является «истинной формой масштабирования» и дает такие же результаты, как если бы вы приблизились к объекту.
Хотя метод замены объектива или камеры, используемый в смартфонах, работает, есть небольшая проблема. Поскольку в камерах не используется зум-объектив, который плавно регулирует фокусное расстояние, непрерывный зум возможен не на всех смартфонах.
Это означает, что если ваш смартфон поставляется с несколькими камерами с фиксированным фокусным расстоянием, которые могут обеспечивать 2-кратное, 4-кратное и 5-кратное оптическое увеличение, при масштабировании реальный уровень оптического увеличения просто увеличивается с 2-кратного до 4-кратного, а затем до 5-кратного в зависимости от камеры. переключаются. Все промежуточные значения, такие как 3-кратное или 4,5-кратное увеличение, например, достигаются с помощью цифрового увеличения.
Но что такое цифровой зум?
Цифровой зум в фотосъемке со смартфона
Цифровой зум — это программная попытка воспроизвести результаты оптического зума.
В цифровом зуме фокусное расстояние не меняется. Камера просто берет изображение перед собой, обрезает часть и расширяет обрезанную часть, чтобы заполнить доступную рамку дисплея. Цифровой зум — это не столько реальное масштабирование, сколько блестящая технология кадрирования.
Поскольку цифровой зум предполагает обрезку, получаемое изображение обычно имеет заметную потерю качества. Допустим, у вас есть смартфон с 20-мегапиксельной камерой, и вы хотите сделать 2-кратный цифровой зум. Что происходит, так это то, что камера вашего смартфона захватывает изображение с разрешением 20 МП, фиксирует 10-мегапиксельную часть изображения, содержащую объект, который вы хотите увеличить, а затем обрезает остальные 10 МП.
10-мегапиксельная часть, содержащая интересующий объект, растягивается на весь кадр, что часто приводит к пикселизации и общей потере качества.
Итак, если ваш телефон предлагает 2-кратное и 5-кратное увеличение, все промежуточные значения, скорее всего, обрабатываются в цифровом виде или с использованием гибридного подхода, называемого гибридным увеличением.
Гибридный зум объединяет данные оптического и цифрового зума с использованием вычислительной фотографии для создания увеличенных изображений, выходящих за пределы реальных оптических возможностей объектива.
На какой тип увеличения следует обратить внимание?
Часто производители смартфонов рекламируют свои продукты с помощью таких ярлыков, как 20-кратный или 60-кратный зум. Иногда добавляется броское имя. Samsung имеет 100-кратный космический зум. К сожалению, большинство этих ярлыков — просто маркетинговые уловки.
Прежде чем восторгаться мощностью зума, спросите себя: «Сколько из них составляет настоящий оптический зум?» Конечно, такие смартфоны, как серия Galaxy S от Samsung, обладают замечательным цифровым зумом. Это возможно благодаря большим датчикам и большому количеству мегапикселей, что дает им большее разрешение для работы.
Тем не менее, цифровой зум все равно кадрирует. Оптический зум — это то, что обеспечивает истинное увеличение, и это лучшая форма увеличения, которую вы должны искать в смартфоне.
Некоторые смартфоны с впечатляющим оптическим зумом включают Sony Xperia 1 IV, Samsung Galaxy S22 Ultra, Vivo X80 Pro, Pixel 6 Pro и iPhone 14 Pro Max.
Масштабирование не так просто, как кажется
Хотя некоторые производители смартфонов много говорят о возможностях масштабирования своих смартфонов, возможности масштабирования не так просты, как кажется. Больше зум не обязательно лучше; это зависит от типа масштабирования и базовой технологии, которая его обеспечивает.
Никогда не покупайте один смартфон вместо другого, потому что на нем указана большая мощность зума. 5-кратный зум может быть лучше, чем 10-кратный. Истинная мощность зума не зависит от того, сколько раз зум имеет камера. Речь идет о том, насколько ваша камера может регулировать свое фокусное расстояние, и о мощности базового программного обеспечения, которое может помочь ей улучшить увеличение изображения за пределами своих оптических возможностей.
Введение в оптический зум и цифровой зум
Оптический зум основан на структуре оптического объектива для достижения масштабирования, т.
е. объектив камеры перемещается для увеличения и уменьшения масштаба снимаемой сцены и разрешения и качество изображения не изменится. Чем больше коэффициент оптического увеличения, тем больше удаленных объектов можно захватить. Цифровой зум использует процессор цифровой камеры для увеличения площади каждого пикселя изображения для достижения цели увеличения.
Каталог
Ⅰ Оптический зум
Оптический зум достигается изменением положения объектива, объекта и фокуса. Когда поверхность изображения перемещается в горизонтальном направлении, угол зрения и фокусное расстояние изменяются, и удаленная сцена становится более четкой.
Очевидно, должно быть два способа изменить угол обзора. Один из них заключается в изменении фокусного расстояния объектива. С точки зрения фотографии, это оптический зум. Фокусное расстояние объектива изменяется путем изменения относительного положения каждой линзы в трансфокаторе.
Второй — цифровой зум. Цифровой зум на самом деле представляет собой электронное увеличение экрана, которое использует «интерполяцию» для увеличения части пикселей на исходном датчике изображения CCD. Через цифровой зум сцена съёмки увеличивается, но неизбежно теряется качество изображения. На самом деле цифровой зум не изменяет фокусное расстояние объектива, а только изменяет угол обзора за счет изменения угла изображения лица, что дает эффект, «эквивалентный» фокусному расстоянию объектива.
Таким образом, мы видим, что некоторые цифровые камеры с более длинными объективами имеют больше места для перемещения внутренних линз и фоторецепторов, поэтому коэффициент масштабирования также больше. Мы видим, что некоторые ультратонкие цифровые камеры на рынке вообще не имеют функции оптического зума, потому что перемещение светочувствительного устройства внутри корпуса не допускается, в то время как цифровые камеры с «длинным объективом», такие как Sony F828 и Fuji S7000 есть функция оптического зума.
Широкий, 5-кратный и 100-кратный зум
Коэффициент оптического увеличения современных цифровых камер в основном составляет от 2x до 5x, что позволяет приблизить объекты на расстоянии 10 метров к 5-3 метрам. Есть также некоторые цифровые камеры, которые имеют эффект 10-кратного оптического увеличения. Оптический зум домашней видеокамеры составляет от 10 до 22 крат, что позволяет четко снимать объекты на расстоянии до 70 метров. Использование удлинителя может увеличить оптический зум видеокамеры. Если оптического зума недостаточно, мы можем добавить экстендер перед объективом. Метод расчета: 2-кратный телеконвертер подключается к цифровой камере с 4-кратным оптическим зумом. Затем кратность оптического увеличения этой цифровой камеры изменилась с 1x, 2x, 3x и 4x на 2x, 4x, 6x и 8x, что получается путем умножения увеличения телеконвертера и увеличения оптического увеличения.
Работа оптического зума
Принцип работы камеры заключается в том, что свет на объекте проходит через объектив и проецируется на задний светочувствительный элемент.
Точка, в которой сходится свет, называется фокусом. Расстояние от точки фокуса до плоскости позади изображения называется фокусным расстоянием.
Принцип оптического увеличения
Из приведенного выше рисунка видно, что за объективом находятся три плоскости, и имеется три фокусных расстояния соответственно «фокусное расстояние 1», «фокусное расстояние 2» и «фокусное расстояние 2». длина 3″. Как видно из рисунка, расстояние между двумя оранжевыми линиями и есть размер изображения. При «фокусном расстоянии 1», поскольку фокусное расстояние относительно невелико, свет, проходящий через линзу, проецируется на плоскость до того, как он «рассеивается», поэтому изображение будет меньше. «фокусное расстояние 2» немного длиннее, и изображение будет «крупнее». По аналогии, чем больше фокусное расстояние, тем «больше» изображение. Принцип оптического зума заключается в изменении размера изображения за счет изменения величины фокусного расстояния. Внутри объектива камеры с оптическим зумом есть линзы, которые могут двигаться.
Светочувствительный элемент за камерой неподвижен, а объектив перемещается, что эквивалентно перемещению фокуса. При перемещении фокуса меняется и расстояние до заднего светочувствительного элемента, а также изменяется фокусное расстояние. После изменения фокусного расстояния меняется и размер изображения.
Итак, мы можем понять, что оптический зум изменяет только расстояние прохождения света, сам свет не меняется. Поскольку свет не изменился, представляемое изображение остается прежним после изменения фокусного расстояния. Итак, самая большая особенность оптического зума заключается в том, что пиксели изображения не изменятся после увеличения, то есть изображение не пострадает.
Фокусное расстояние оптического зума цифровой камеры, с которым мы обычно связываемся, на самом деле равно фокусному расстоянию на картинке выше. Например, объектив Canon A9 с 3-кратным оптическим зумом.5 имеет фокусное расстояние 7,8-23,4 мм, что относится к диапазону, в котором фокусное расстояние может быть изменено, что на самом деле является диапазоном, в котором объект может быть увеличен.
Ⅱ Цифровой зум
В отличие от оптического зума, цифровой зум представляет собой изменение вертикального направления светочувствительного устройства, которое дает людям эффект увеличения. Чем меньше площадь на светочувствительном устройстве, тем визуально пользователь сможет увидеть только часть сцены. Цифровой зум на самом деле является своего рода электронным увеличением изображения, которое увеличивает часть пикселей на исходном датчике изображения до всего изображения. Благодаря цифровому зуму сцена съёмки увеличивается, но снижается её резкость. У цифрового зума нет подвижной или выдвижной части. Он использует процессор цифровой камеры и увеличивает только то, что может наблюдать, что на самом деле является электронным увеличением изображения. То есть часть пикселей на исходном ПЗС-датчике изображения увеличивается посредством обработки «интерполяции» для достижения цели увеличения. Этот метод похож на использование программного обеспечения для обработки изображений для увеличения площади изображения, но программа выполняется в цифровой камере.
Часть пикселей на исходном ПЗС-датчике изображения увеличивается с использованием методов обработки «интерполяции», а ПЗС-датчик изображения увеличивается. Он использует алгоритм интерполяции, чтобы увеличить изображение до полного. На самом деле цифровой зум не меняет фокусное расстояние объектива.
Разница в изображении между оптическим и цифровым зумом
Хотя снимаемая сцена становится больше, ее резкость в определенной степени снижается. Чем больше коэффициент масштабирования, тем ниже резкость. Цифровой зум обычно составляет около 3 раз, а цифровой зум камеры составляет 44 ~ 600 раз. При использовании цифрового зума степень пикселизации более серьезная, чем при использовании оптического зума. Это связано с тем, что камера использует методы обработки «интерполяции». При увеличении он может только оценить форму фотографии.
Ⅲ Гибридный зум
Гибридный зум — это довольно новая концепция, представленная на смартфонах.
Он сочетает в себе оптический зум, цифровой зум и программные алгоритмы, упомянутые выше. Когда требования к зуму превышают физический предел объектива, он может переключаться с оптического зума на цифровой зум для достижения лучших результатов.
В настоящее время любой мобильный телефон с функцией оптического увеличения обычно поддерживает 3-кратное или 5-кратное оптическое увеличение. Но если требования вашей сцены съемки превышают фокусное расстояние оптического зума, это приведет к искажению эффекта изображения. Потому что теоретически для продолжения масштабирования после превышения диапазона оптического масштабирования необходимо использовать цифровое масштабирование. И эта комбинация оптического зума и цифрового зума и есть так называемый гибридный зум.
Хотя алгоритмы и технологии, используемые каждым производителем смартфонов, различаются, общие концепции и принципы схожи. Гибридный зум использует усовершенствования программного обеспечения и алгоритмы для синтеза снимков из нескольких фотографий для создания лучшего изображения.