Що таке мегапікселі і для чого вони потрібні

Піксель – це світлочутлива комірка, яка розташована на матриці об'єктиву і формує зображення. Кожна з них складається з п'яти елементів інформації: три відповідають за визначення кольору (яскравість червоного, синього та зеленого), ще два – за координати (положення по вертикалі та горизонталі). Разом вони дають змогу зчитувальному пристрою визначити правильний колір точки і помістити її у правильному місці на екрані. Піксель це той самий крихітний квадратик, «сітку» яких ви бачите на екрані при сильному збільшенні зображення. Разом пікселі утворюють готове зображення.

При цьому приставка «мега» означає мільйон, тобто мегапіксель – це величина в 1 мільйон пікселів. У МП вимірюється роздільна здатність матриці та розмір (але не якість) фотографії. Достатня кількість мегапікселів впливає на деталізацію та збільшує роздільну здатність зображення. Висока роздільна здатність актуальна для широкоформатного друку, де кількість МП впливає на якість друку. Але погодьтеся, навряд чи хтось друкуватиме білборди зі смартфона, а для звичайного перегляду особистого архіву на екрані телефону, планшета або комп'ютера вам буде достатньо і кількох мегапікселів. Якщо ви хочете якісний знімок, а не просто зображення, яке не буде «зернистим» при збільшенні, необхідно враховувати інші фактори.

Розмір має значення

На жаль, кількість мегапікселів присутня в кожній рекламі смартфона, проте виробники часто замовчують про важливіший показник — розмір пікселя. Цей показник вимірюється в мкм (або μм латиницею). Чим більший розмір пікселя – тим більше фотонів він поглинає під час експозиції кадру. Простіше кажучи, більші пікселі вловлюють більше світла, знижують рівень шуму зображення та гарантують більш високу деталізацію. При гарному освітленні різниця може бути менш помітна, а ось при поганому камера зі «скромними» 12 МП, але великими пікселями видаватиме якісніші фото, ніж 20-мегапіксельна камера з меншими пікселями. Тому запам'ятайте важливе правило: краще мало мегапікселів із точками більших розмірів, ніж багато – з точками маленьких розмірів.

Чому ж тоді виробники смартфонів не дотримуються цього правила? Все просто: розміри пікселів впливають на розмір матриці, великий сенсор потребує масштабних розмірів оптики, а це відбивається на товщині і ширині самого смартфона. Користувачі звикли до тонких і легких гаджетів, та й камеру, що випирає, мало хто любить. Тому часто розмір матриці віддають у жертву заради зручного та привабливого корпусу.

Розмір сенсора позначається у частках дюйма і відбивається у вигляді дробу 1/х – наприклад, 1/1.7. І чим менше число «х», тим краще сенсор. З 2022 року розпочався тренд на дюймові фотоматриці, тобто величезні (за мірками смартфона) матриці з діагоналлю 1 дюйм. Вони здатні розмістити великі пікселі та захопити більше світла, тим самим підвищуючи якість зйомки в умовах поганого освітлення. Цей показник вже близький до того, що пропонують компактні мильниці і навіть дзеркальні камери. Наявністю дюймового сенсора можуть похвалитися такі смартфони, як Sony Xperia Pro-I, Xiaomi 12S Ultra, Xiaomi 13 Pro, Vivo X90 Pro Plus тощо.

Смартфон Xiaomi 13 Pro із 1-дюймовим сенсором камери.
Смартфони з гарною камерою

Що таке бінінг

Щоб не збільшувати розмір матриці, виробники вигадали таку хитрість, як технологія бінінгу. Це об'єднання сусідніх пікселів камери для підвищення чутливості в обмін на зменшення роздільної здатності. Комбінувати можна 4, 9, 16 і більше пікселів одночасно, об'єднуючи їх в один великий світлочутливий піксель. В результаті фото виходять більш деталізованими в умовах поганого освітлення. Але їхня реальна роздільна здатність у рази менша від тих самих маркетингових 108 або 200 МП. Наприклад, камера на 64 МП видає знімки з роздільною здатністю 16 МП, оскільки використовує об'єднання чотирьох пікселів в один. На камерах з невеликою (а точніше — достатньою) кількістю мегапікселів ця технологія зазвичай не застосовується, тому що в ній просто немає необхідності. При цьому реалізується бінінг з допомогою не апаратної, а програмної частини, тобто спеціальними алгоритмами.

Технологія бінінгу передбачає об'єднання сусідніх пікселів.

Діафрагма

Але навіть смартфони з дюймовим сенсором та технологією бінінгу далеко не завжди можуть стати кращими камерафонами та забезпечити користувачеві професійну якість зйомки. Адже вона залежить і від інших факторів. І один із важливих показників — розмір діафрагми, який також називають світлосилою чи апертурою. Говорячи максимально простою мовою, це невеликий отвір в об'єктиві, через який світло потрапляє всередину пристрою. На щастя, на відміну від розміру пікселів та фотоматриці, цей показник компанії вказують у характеристиках практично завжди. Чим більше діафрагма — тим більша «відкритість» об'єктиву, а отже, він зможе пропустити більше світла. Чим більше світла пропустить об'єктив — тим яскравішими та деталізованішими будуть фото. До речі, тут варто згадати про розмір матриці, адже чим вона більша, тим більше має бути розмір діафрагми. Якщо вона пропускає недостатньо світла, навіть гігантський сенсор виявиться не корисним. Тому при виборі смартфона точно не варто пропускати цей пункт.

Розмір діафрагми позначається буквою f та цифрою з дробом. Чим менша ця цифра – тим більше світлосила. Наприклад, значення f/1.8, f/1.7, f/1.6 є оптимальними для яскравих, деталізованих фото, а з такими показниками, як f/2.2 та f/2.0, ви отримаєте менш якісні змазані знімки.

Чим більший розмір діафрагми – тим більше світла вона поглине.
Смартфони зі світлосильним об'єктивом

Софт

Навіть якщо ви візьмете два різні смартфони з ідентичними характеристиками камери — швидше за все, вони будуть знімати по-різному. Адже велике значення має обробка фотографій, за яку відповідає програмна частина. І йдеться не про інтерфейс програми камери або фільтри, які можна «накласти» для красивого селфі в Instagram, а про робочі алгоритми, які розкривають потенціал технічної частини. Навіть гарне обладнання за наявності «сирої» програмної підтримки видаватиме посередні знімки. І навпаки, не топовий сенсор стане гідним конкурентом у парі з якісним ПЗ. Важливу роль у цьому грає процесор обробки зображень.

Саме завдяки цьому айфони вважаються одними з найкращих камерафонів, а смартфони інших виробників, навіть маючи великі сенсори та вражаючу кількість мегапікселів, часто не можуть дістати їх рівня. Компанія Google також не бере участі в «гонці мегапікселів», але її смартфони зазвичай знімають набагато краще за конкурентів з тієї ж цінової категорії або навіть вище.

Окрему увагу варто приділити штучному інтелекту, який сьогодні використовується в багатьох смартфонах. Навчившись на величезній кількості знімків, ШІ може сміливо називатися професіоналом, який допоможе підібрати оптимальні налаштування кольору, контрасту, глибини тощо. А оскільки більшість користувачів не хочуть розбиратися з численними нюансами і заходити в нетрі ручних налаштувань (багато хто навіть не намагається це робити або навіть не знає про наявність налаштувань), штучний інтелект стає вельми корисним доповненням. І тут також важливо, як його налаштували першопочатково: іноді ШІ занадто намагається, і при перегляді фото виникає бажання зробити новий кадр або відкотити знімок до початкової версії. На жаль, програмну частину не можна перевести в цифри та точні характеристики, тому оцінити її можна лише при безпосередньому використанні камери.

На що ще звернути увагу

Оптична стабілізація (вона ж OIS) – це так званий амортизатор (насправді – спеціальний рухомий блок лінз), який робить фото та відео чіткішими, навіть незважаючи на рухи та тряску камери. Вона стане в нагоді, якщо ви, наприклад, фотографуєте пам'ятки, проїжджаючи повз на автомобілі, або знімаєте спуск з американських гірок. Та просто з рук вже може бути тряска. З OIS із цього вийдуть не розмиті плями, а чіткі кадри. Грубо кажучи, оптична стабілізація є певною альтернативою штативу і особливо актуальна під час зйомки відео в русі. Вона переважно притаманна дорожчим моделям. Дешевим рішенням є електронна стабілізація, яка не потребує спеціального обладнання лише програмні алгоритми. Її використовують у бюджетних пристроях, але вона, звичайно, не така ефективна, як оптична стабілізація. А відносно нещодавно виробники почали використовувати стабілізацію на основі зсуву матриці. У цьому разі механізм стабілізації розташований не в об'єктиві, а безпосередньо на матриці. Він здатний погасити коливання камери в п'яти напрямках: нахили вгору/вниз та в боки, лінійні зміщення та поворот навколо оптичної осі.

Смартфони з оптичною стабілізацією камери

Зум. Простіше кажучи, це збільшення або наближення об'єкта — наприклад, будинку, що знаходяться в кварталі від вас, падаючої зірки в небі або балкона на 6 поверсі багатоповерхівки. Найпростішим видом є цифровий зум, який просто обрізає необхідний фрагмент, розтягує його на весь кадр і погіршує якість знімка. Оптичний зум використовує інший підхід, змінюючи фокусну відстань камери. В результаті знімки виходять більш чіткими та деталізованими. Найчастіше оптичний зум забезпечує спеціальний модуль камери – телеоб'єктив. Є також гібридний зум, який поєднує оптичний зум, цифровий зум і програмне забезпечення для поліпшення результатів. Наприклад, Samsung Galaxy S23 Ultra має можливість 100-кратного наближення за допомогою гібридного зуму і спеціальний режим Space Zoom для деталізованих фото Місяця і не тільки.

Смартфон Samsung Galaxy S23 Ultra має 100-кратний гібридний зум.

Навіщо смартфону кілька камер?

На сьогоднішній день смартфони всього з одним модулем основної камери стали динозаврами, що вимирають, адже навіть бюджетні моделі оснащені як мінімум двома датчиками. Звичайно, бувають ситуації, коли їх кількість є лише черговим маркетинговим прийомом, але часто додаткові модулі відіграють важливу роль і значно покращують якість зйомки. У всіх камерах є основний датчик, який зазвичай має найбільшу кількість мегапікселів та є універсальним. Простіше кажучи, він може знімати і самостійно, але в рази краще з конкретними задачами справляються додаткові об'єктиви. Так, телеоб'єктив має велику фокусну відстань та краще знімає віддалені об'єкти, тобто відповідає за зум. Ультраширокий об'єктив допоможе відобразити великі будівлі, панорами та великі групи людей — тобто те, що за звичайної зйомки «не влазить» у камеру. Макрооб'єктив вступає в гру, коли необхідно сфотографувати дуже маленький об'єкт з відстані кілька сантиметрів і навіть менше — наприклад, комаху, краплю води тощо. Крім цього, можуть бути допоміжні об'єктиви, які не працюють самостійно, але допомагають основній камері. Наприклад, кілька років тому популярністю користувалися датчики TOF (Time of Flight — «час польоту» з англ.). Вони здатні визначати час, за який відбите від об'єкта світло повертається до нього. Завдяки цьому датчики TOF точно розраховують відстань до предметів та визначають їхню форму. Таким чином, додаткові модулі камери важливі, але якщо вони дійсно добре працюють і додані для якісного результату, а не просто для списку характеристик.

Смартфони з допоміжним об'єктивом

Якщо підсумувати, камера смартфона (як і інших гаджетів) це складний механізм, а не просто кількість мегапікселів. Без гарної оптики, правильного розміру матриці, пропрацьованих алгоритмів та програмного доопрацювання ці цифри нічого не означають. Саме тому за результатами тестування експертів DxOMark Huawei P60 Pro з 48 МП об'єктивом отримав максимальні (на момент написання статті) 156 балів, а Samsung Galaxy S23 Ultra з 200 МП знаходиться в рейтингу нижче, ніж Google Pixel 7 Pro з 50 МП основним датчиком і навіть Apple iPhone 13 Pro із трьома об'єктивами по 12 МП. Так що якщо ви вибираєте камерафон – при виборі звертайте увагу не на кількість мегапікселів, а на реальні можливості камери. Для цього почитайте огляди та відгуки, а якщо є можливість протестуйте гаджет особисто. На нашому сайті є фільтри для зручного пошуку: камерафони, смартфони з гарною камерою, ТОП DxOMark тощо.