چرا اندازه سنسور دوربین از مگاپیکسل مهمتر است؟

یکی از مواردی که هنگام خرید تلفن هوشمند می‌تواند نظر ما را به خود جلب کند، دوربین گوشی است. معمولا تعداد پیکسل‌ها در تصمیم نهایی ما نقش مهمی را ایفا می‌‌کنند. در بازار داغ دوربین‌ها، عدد مگاپیکسل به ترند مهمی تبدیل شده. در حالی که بسیاری از برندها هر روز درحال افزایش سایز مگاپیکسل دوربین خود و استفاده تبلیغاتی از آن هستند. اما در واقع اندازه سنسور دوربین بیشترین تاثیر را در کیفیت نهایی تصاویر دارد.

اخیرا هواوی، سامسونگ و سونی -نسبت به رقبا- بیشتر درباره اندازه سنسور دوربین صحبت می‌کنند و اندازه این سنسور را در پرچمداران خود به نمایش می‌گذارند. اما چرا اندازه سنسور دوربین امری حیاتی در عکسبرداری است؟

برای فهمیدن دلیل اهمیت سنسور دوربین و اندازه آن، باید به سراغ ابتدایی‌ترین موارد عکاسی مانند نورپردازی در عکس‌ها بپردازیم. واضح است که سنسور بزرگتر نور بیشتری به خود جذب کرده و در نتیجه تصاویر باکیفیت‌تری ارائه می‌دهد. این جمله چکیده از مطلب امروز را در اختیار شما قرار می‌دهد، همراه مای رند باشید تا به شکل کامل‌تر به این موضوع بپردازیم.

تاثیر اندازه سنسور دوربین در ضبط نور

آسان‌ترین توضیح برای تاثیر سایز این است که اندازه سنسور دوربین تعیین کننده مقدار نوری است که دوربین می‌تواند ضبط کند تا به کمک آن یک عکس بسازد. در حالی که رزولوشن (وضوح) در نمایش جزئیات نقش دارد، میزان نور گرفته شده است که تعادل نوردهی دوربین، دامنه دینامیکی، شفافیت تصاویر و شارپ بودن آن را تعیین می کند. به همین دلیل دوربین‌های 16 و 20 مگاپیکسلی DSLR هنوز هم بهتر از موبایل با دوربین 108 مگاپیکسلی امروزی به نظر می رسند.

بیشتر سنسورهای تلفن های هوشمند به طور معمول فقط 1 / 2.55 اینچ بوده و عرض آنان حدود 1 سانتی متر می‌باشد، اگرچه برخی از آنها در اندازه 1 / 1.7 اینچ و بیشتر هم قابل مشاهده‌اند. در مقایسه، دوربین‌های DSLR حدود یک اینچ بزرگتر می‌باشند که این عدد 4 الی 5 برابر بهتر از دیگر دوربین‌ها است. همانطور که گفته شد، دوربین‌ها در تلفن‌های همراه کوچکتر می‌باشند. البته برندهایی مانند هواوی سنت قدیم افزایش تعداد مگاپیکسل را کنار گذاشته‌اند و مشغول کار بر روی اندازه سنسور برای بهبود آن هستند. برای مثال، سری P40 هواوی با اندازه سنسور دوربین 1/1.28 اینچی، با افتخار در صدر جدول در بازار موبایل می‌درخشد.

با داشتن نور بیشتر می‌توانیم از سرعت شاتر با دقت بهره‌مند باشیم و برای انجام تنظیمات قرارگیری در معرض نور (ISO) و دهانه دوربین کار آسانتری در پیش داشته باشیم. به لطف ISO طولانی‌تر هم‌اکنون قادر هستیم که اشکالات حسگر را برطرف کرده و تصاویری با تاری، لرزش و حرکت کمتر در صحنه داشته باشیم.

فتوسایت‌ها و میزان نور گرفته شده توسط سنسور دوربین

اهمیتی ندارد رزولوشن سنسور شما چه مقدار است، اگر قسمتی از عکس تار شود وضوح پایین آمده و در نتیجه، کیفیت کاهش می‌یابد. ساخت لنز با دیافراگم و عرض بیشتر به سختی انجام می‌شود. همچنین نباید ایجاد تغییر در چشم انداز مورد نظر و ساخت تصاویر مصنوعی را فراموش کرد. احتمالا تا الان متوجه شده باشید که نور بیشتر باعث بهبود عکاسی با سنسورهای بزرگتر در نور کم نسبت به سنسورهای کوچک می‌شود.

قطعه‌های کوچکی که مسئولیت تبدیل صحنه به سیگنال‌های الکتریکی را دارند فتوسایت نامیده می‌شوند. این قطعات علاقه فراوانی به نور دارند، به‌طوری که با نور بیشتر محدوده دینامیکی بهتری را ضبط خواهند کرد. بسته به نوع سنسور، آنها می‌توانند به روش‌های مختلفی تنظیم شوند، اما معمولاً در سنسورهای جدید در هر پیکسل یک فتوسایت وجود دارد.

با توجه به رزولوشن و اندازه سنسور دوربین، ابعاد فتوسایت‌ها متفاوت است. با ثابت نگه داشتن اندازه سنسور و افزایش وضوح تصویر، فتوسایت‌ها کوچک‌تر می‌شوند. همچنین در یک میزان وضوح مشخص، هر مقدار سایز photo site ها بیشتر شود، اندازه سنسور دوربین هم بیشتر می‌شود.

چرا اندازه حسگر دوربین از اهمیت بالایی برخوردار است؟

احتمالا دورانی را به‌خاطر دارید که بالاترین عدد مگاپیکسل مربوط به نوکیا لومیا با 41 مگاپیکسل بود. برندهای معروف مانند سونی هم در پرچمداران خود از دوربین‌هایی با رزولوشن حداکثر 23 مگاپیکسلی استفاده می‌کردند. در یکی دو سال اخیر و با افزایش روزانه‌ی عدد مگاپیکسل -که هم‌اکنون بیش از ۱۰۰ مگاپیکسل هم شده- در تلفن‌های همراه هوشمند، ارزش اندازه بیشتر سنسور دوربین بیش از پیش آشکار شده است. در واقع برای استفاده حداکثری از میزان وضوح بالا مانند 48، 64 و 108 مگاپیکسل، باید حسگر دوربین به اندازه کافی بزرگ باشد. البته ما هنوز منتظریم تا موبایلی ساخته شود که این اعداد معنای واقعی به خود گرفته و حتی در نور کم هم به اندازه نور بالا تصاویر با جزئیات بالا بگیرند.

از دیگر فناوری‌های محبوب سال‌های اخیر می‌توان به فناوری ترکیب پیکسل‌ها (binning pixel) اشاره کرد. با کمک این تکنولوژی، سنسورهایی که از رزولوشن بالا برخوردارند قادراند پیکسل‌ها را ترکیب کرده که این امر برای دریافت نور بهتر ضروری است. سنسورهای بزرگتر در کنار پیکسل‌های بزرگتر، کیفیت عکاسی در نور کم را بهبود می‌بخشند. نتیجه این فناوری تصاویری با نویز کمتر و رنگ پردازی بهتر در محیط‌های کم نور است.

اندازه سنسور دوربین و کیفیت تصاویر

کیفیت عکس رابطه مستقیمی با اندازه سنسور دوربین دارد، هر چقدر این سنسور بزرگتر باشد کیفیت بیشتر می‌شود. جالب است بدانید اهمیت سایز این سنسور حتی از میزان رزولوشن هم بیشتر است. تا الان فهمیدیم که با استفاده از سرعت شاتر بیشتر و ISO کمتر، کیفیت بهبود یافته و نویز تصاویر کاهش می‌یابند.  این مهم تنها با استفاده از سنسور دوربین بزرگتر دست یافتنی است. با داشتن سنسور بزرگتر نیازی به دیافراگم‌های وسیع‌تر برای دریافت نور بیشتر نیازی نیست و در نتیجه انحنای لنز کاهش یافته و هاله‌ بنفش در تصاویر ما دیده نخواهد شد.

به لطف سنسورهای دوربین بزرگتر، تصاویر بوکه همانند دوربین‌های DSLR بهتر می‌شوند. اندازه سنسور دوربین بیشتر باعث می‌شود بدون نیاز به داشتن دوربین‌های جداگانه جهت تشخیص عمق تصاویر، سوژه از پس زمینه به شکل بهتری جدا شود و پس‌زمینه به آسانی تار شود تا تمرکز روی سوژه بماند. سنسورهای بزرگ توانایی استفاده از دیافراگم‌های سریعتر (بیشتر) و لنزهای زاویه دید عریض‌تر را دارند تا بتوانند تاثیری مشابه سنسورهای کوچکتر بگذارند. در حالی که سنسورهای تلفن‌های همراه توانایی رقابت با دوربین‌های DSLR را ندارند. اما اندازه سنسور دوربین بیشتر می‌تواند شکاف میان این دو را کاهش داده و کیفیت دوربین موبایل‌ها را بهبود بدهند.

مقایسه اندازه سنسور دوربین در پرچمداران

در بازار تلفن‌های هوشمند، طیف گسترده‌ای از سنسورهای تصویر وجود دارد که در نمودار زیر به بررسی اندازه سنسور آنها پرداخته شده است:

7 سال طول کشید تا دوربین‌های گوشی‌های هوشمند بتوانند به سنسوری بیش از حسگر 1 / 1.5 اینچی ارائه شده توسط نوکیا Lumia 1020 دست پیدا کنند. این موبایل هنگامی که در سال 2013 معرفی شد، عنوان غول عکاسی موبایل را به خود اختصاص داد، اما متاسفانه به‌خاطر نرم‌افزار ضعیف و سیستم‌عامل نه چندان قدرتمند ویندوز فون نتوانست در جایگاه واقعی خود قرار بگیرد. قطعا حسگرهای بزرگتر ایده جدید و خلاقانه‌ای نیستند، اما شرکت‌ها مشتاقانه در جستجوی سنسور دوربین بسیار بزرگی هستند که قابلیت جایگیری در گوشی‌ها را داشته باشد.

از دیگر موارد قابل توجه، حضور پرچمداران گوگل و آیفون -گوگل پیکسل 4 و آیفون 11- در انتهای جدول اندازه سنسور دوربین بوده که تعجب برانگیز است! چرا که با وجود کوچک بودن اندازه سنسور دوربین هنوز هم از برترین‌های دوربین موبایل محسوب می‌شوند. با بررسی این جدول می‌توان فهمید که هنگام عکسبرداری، اندازه سنسور همه چیز نیست.

اندازه سنسور دوربین تنها قسمتی از زنجیره است...

سنسورهای بزرگتر تصویر، قسمت مهمی از پازل عکاسی موبایل هستند، اما آنها تنها قطعه نیستند. یک دوربین با کیفیت و عالی نیازمند لنز فوق‌العاده، پردازش تصویر قدرتمند و نرم افزاری است که به شما امکان دهد تا جای ممکن از سخت افزار بیشترین بهره را ببرید. خلاصه که باید به کل محتویات پکیج نگاه کرد، نه اعداد و ارقام بزرگ و بی‌معنی!

افزایش کیفیت دوربین تلفن‌های هوشمند امروزی ناشی از پیشرفت در عکاسی محاسباتی، یادگیری ماشین و هوش مصنوعی است. نگاهی به Google Pixel 4 بیندازید. به لطف نرم‌افزار هوشمند آن، دوربین‌های خوش رنگ و لعاب و پر مگاپیکسل(!) برخی رقبا نمی‌توانند به اندازه گوگل پیکسل 4 با کیفیت باشند. نکته مهم این است که نرم‌افزار قدرتمند در کنار سخت‌افزار ضعیف می‌تواند معجزه کند و این امر تنها به لطف هوش مصنوعی امکان پذیر است. برای ساخت دوربین قدرتمند و هوشمند یک مورد نقش حیاتی‌ای دارد که سنسور دوربین نام دارد، اما نباید دیگر موارد را فراموش کرد.

5 دوربین اصلی برتر سال 2021 به انتخاب DXoMARK

1. هواوی میت 40 پرو پلاس (لنز اصلی 50 مگاپیکسل، لنز فوق عریض 20 مگاپیکسل و 2 لنز تله 12 و 8 مگاپیکسلی)
2. شیائومی می 10 اولترا (لنز اصلی 48 مگاپیکسل، لنز فوق عریض 20 مگاپیکسل و 2 لنز تله 48 و 12 مگاپیکسلی)
3. هواوی پی 40 پرو (لنز اصلی 50 مگاپیکسل، لنز فوق عریض 40 مگاپیکسل و لنز تله 12 مگاپیکسلی)
4. ویوو X50 پرو پلاس (لنز اصلی 50 مگاپیکسل، لنز فوق عریض 13 مگاپیکسل و 2 لنز تله 32 و 13 مگاپیکسلی)
5. آیفون 12 پرو مکس (لنز اصلی 12 مگاپیکسل، لنز فوق عریض 12 مگاپیکسل و لنز تله 12 مگاپیکسلی)

5 دوربین سلفی برتر سال 2021 به انتخاب DXoMARK

1. هواوی میت 40 پرو (سنسور 12 مگاپیکسلی با اندازه 1/2.8)
2. هواوی پی 40 پرو (سنسور 32 مگاپیکسلی با اندازه 1/2.74)
3. ایسوز زنفون 7 (دوربین چرخشی، سنسور اصلی 64 مگاپیکسل، لنز فوق عریض 12 مگاپیکسل و لنز تله 8 مگاپیکسلی)
4. سامسونگ گلکسی S20 اولترا اگزینوس (سنسور 40 مگاپیکسلی با اندازه 1/2.65)
5. سامسونگ گلکسی نوت 20 اولترا 5G (سنسور 10 مگاپیکسلی با اندازه 1/3.2)

در نظر داشته باشید که غیر از تعداد دوربین‌ها، اندازه سنسور دوربین و میزان مگاپیکسل، عامل مهم دیگری نیز وجود دارد. نرم‌افزار گوشی شما، در پردازش تصویر و ارائه عکس با کیفیت نقش مهمی ایفا می‌کند. این موضوع بدین معناست که حتی با داشتن بهترین دوربین‌ها، بدون حضور نرم‌افزار قدرتمند برای پردازش عکس‌ها، نمی‌توانید انتظار کیفیت بالا را داشته باشید.

دوربین گوشی شما چند مگاپیکسل است؟