چه عواملی در کیفیت دوربین گوشی های روز دنیا موثر است ؟

در این چند ماهی که گذراندیم گوشی های تاپ و برتر دنیای تکنولوژی معرفی شدند و نکته جالبی که سعی شده بود در این انتخاب گوشی های برتر مورد ملاک و سنجش قرار گیرد ، کیفیت دوربین این گوشی ها بود.اگر اخبار مربوط به گوشی های روز دنیا را دنبال کنید خیلی زود خواهید یافت که روز به روز به کیفیت دوربین های گوشی ها اهمیت بیشتری داده می شود و بر عدد مگا پیکسل آن می افزایند و رزولیشن تصاویری که از دریچه دوربین این گوشی ها خارج می شوند کیفیتی بالاتر از گذشته دارد.رفته رفته گوشی های دارای دوربین ۱۳ مگاپیکسلی خود را جایگزین گوشی های دارای دوربین ۸ مگاپیکسلی می کنند.سامسونگ گلکسی اس ۴ (Galaxy S4) و ال جی آپتیموس جی پرو (LG Optimus G Pro) هم از این قافله عقب نمانده اند و خود را مجهز به دوربین های ۱۳ مگا پیکسلی کرده اند.کمپانی ” Pantech” (پن تک) هم به تازگی در ماه ژانویه میلادی از گوشی موبایل خود که مجهز به دوربینی ۱۲٫۶ مگاپیکسلی بود تحت نام ” Discover ” رونمایی کرد.در ماه اکتوبر میلادی سال پیش نیز ال جی آپتیموس جی (LG Optimus G) خود را با دوربینی ۱۳ مگاپیکسلی به بازار این صنعت معرفی کرد.نوکیا راهم از یاد نبریم ! یک سال پیش بود که “پیور ویو” (Nokia 808 PureView) را با دوربینی ۴۱ مگاپیکسلی عرضه کرد ! البته از این موضوع نباید غافل شد که ، کیفیت دوربین های هر برند نیز متفاوت است.به عنوان مثال ، دوربین یک گوشی ۸ مگا پیکسلی ممکن است در قیاس با دوربین ۱۳ مگاپیکسلی یک گوشی دیگر از کیفیت بالاتر و بهتری برخوردار باشد ، و همچنین شاید مقرون به صرفه تر نیز باشد.بد نیست بدانید که در زمینه کیفیت دوربین با مگاپیکسل پایین تر حرف اول و آخر را برند اچ تی سی (HTC) می زند.بیایید کمی به عقب برگردیم ؛ اچ تی سی قول داده بود که در اسمارت فون جدیدی که روانه بازار می کند از دوربینی ۱۶ مگاپیکسلی استفاده کند.منظورم همان گوشی تایتان ۲ ” Titan II” است.اما حالا شما می بینید که در جدیدترین محصول خود که همان اچ تی اس وان ” HTC One ” است ، از یک دوربین ۴ مگاپیکسلی بهره برده است ! البته در این دوربین تکنولوژی جدیدی به چشم می خورد که نامش را ” Ultrapixels” (اولترا پیکسل) نهاده اند که در پیکر این گوشی آلومینیومی جا داده شده است.شاید بتوانیم این تنیجه را بگیریم که ؛ گوشی هایی همانند اچ تی سی وان علاقه مندان به دنیای اسمارت فون و عکاسی را متقاعد می کند که یک گوشی مجهز به دوربین ۵ مگاپیکسلی می تواند از یک گوشی مجهز به دوربین ۱۲ مگاپیکسلی باشد.شاید بتوان گفت که دیگر عدد بالای مگاپیکسل به معنای کیفیت بالای واقعی عکس ها نیست ! برای تخمین زدن کیفیت دوربین گوشی های موبایل می توانیم از فرمولی استفاده نماییم.این فرمول شامل جنس لنز ، سایز لنز به کار رفته ، حسگر نور ، سخت افزار پردازش تصویر و نرم افزاری که موجب هماهنگی میان این اجزا می شود است.امروز قصد دارم برای کاربران خوب گویا آی تی ، روی مسئله کیفیت دوربین گوشی های امروزی ریز تر شوم و نگاهی فراخ تر به این مسئله داشته باشم.

​

• عنصر کلیدی شماره یک : سنسور

هم عکاسان آماتور و هم عکاسان حرفه ای ؛ هردو بر سر اینکه حسگر نور جزو کلیدی ترین عناصر تشکیل دهنده یک عکس با کیفیت از دریچه دوربین است اتفاق نظر دارند.کلیدی بودن این عنصر از این جهت است که ، مسئولیت دریافت نور و ثبت آن بر عهده این قسمت از دوربین است.اجازه دهید برای درک بهتر موضوع مثالی بزنم ؛ نقشی که حسگر نور در یک دوربین دیجیتال ایفا می کند ، مشابه با نقشی است که فیلم در دوربین های عکاسی قدیمی دارد.اگر نور نداشته باشیم طبیعتا هیچ عکسی هم نداریم ! نور که از لنز دوربین وارد می گردد ، هدایت می شود به سمت حسگر.حسگر نور تمامی اطلاعات آن را دریافت می کند و آن را به زبان سیگنال الکتریکی (electronic signal) ترجمه می کند.سیگنال هایی که تولید می شوند بوسیله پردازنده تصویر مورد پردازش قرار می گیرند و درنهایت عکس ایجاد می گردد.نقش پردازنده تصویر هم ؛ تصحیح عکس نهایی و بهینه سازی آن است.همچنین می کوشد تا عواملی که باعق افت کیفیت می شود مانند نویز را حذف کند.اما آیا اندازه حسگر اهمیتی دارد ؟ پاسخ این سوال ، بلی است.هرچه حسگر بزرگ تر باشد پیکسل ها نیز بزرگ تر خواهند بود (رابطه مستقیم دارد).هرچه که پیکسل ها بزرگ تر باشند نور جمع آوری شده توسط آن ها بیش تر است.پس نتیجه می گیریم که حسگر بزرگ تر جذب نور بیش تری را هم دارد که منجر به بالارفتن کیفیت عکس می گردد. در تصویر زیر دوربین های ۴ عدد از برترین اسمارت فون های امروزی را تهیه کرده ام.از چپ به راست معرفی می کنم : اچ تی سی وان / آیفون ۵ / سامسونگ گلکسی اس ۴ / بلکبری زد ۱۰

​

متخصیصن اصطلاح جالبی را در زمینه رابطه میان حسگر و پیکسل به کار می برند.از اصطلاحات جالب آن ها “چاه و سطل آب” (“”buckets of water” or “wells) می باشد.فرض کنید یک پیکسل را سطل آبی در نظر می گیریم که روی یک صفحه سیاه رنگ حسگر قرار دارد.اگر بخواهید آب بیشتری (نور بیشتری) جمع کنید باید به حجم سطل (پیکسل) اضافه کنید.پس برای گذاشتن سطل های بزرگ تر (پیکسل های بزرگ تر) ؛ حسگر بزرگ تری را نیاز دارید.اساسی ترین تفاوتی که میان دوربین های حرفه ای ” digital SLR camera” با دوربین های ۱۳ مگاپیکسلی اسمارت فون ها وجود دارید ؛ همین سایز حسگر نور به کار رفته در آن هاست.به طور معمول حسگری که بزرگ تر باشد هم جذب نورش بیش تر است و هم نویز کم تری در عکس به جای می گذارد و محدوده دینامیکی (dynamic range) عکس را نیز افزایش می دهد.” dynamic range” همان نسبت روشنایی روشن ترین قسمت تصویر به تاریک ترین قسمت تصویر است.

• مغالطه مگاپیکسل !

افزایش پیکسل های یک جسگر ، بهترین روش افزایش دادن دقت پیکسل ها نمی باشد.اما جالب است بدانید که در این چند سال اخیر صنعت اسمارت فون ها به سویی پیش برده شده است که ؛ افزایش تعداد پیکسل را داشته است بدون این که سایز حسگر را افزایش دهند !

​

” Jon Erensen” یکی از تحلیلگران در این زمینه می باشد که با توجه به اینکه چند سال پیش وقتی رزولیشن دوربین ها از یک مگاپیکسل به دو مگاپیکسل افزایش یافت اذعان داشت که آن ها فقط اندازه پیکسل را کوچک کرده اند تا بتوانند تعداد بیشتری پیکسل در کنار هم جای دهند بدون این که تغییری در حسگر ایجاد کنند و درواقع حسگر استفاده شده ، همان حسگر قبلی است.همچنین وی اذعان داشت که در نهایت نور به چاه آب یا سطل که درواقع همان بخشی است که به نور حساس می باشد برخورد می کند و جذب آن می شود.اگر شما سایز چاه را کم کنید در واقع مرحله رسیدن نور به بخش حساس را سخت کرده اید ! پس افزایش رزولیشن آن چنان که مورد انتظار است به وقوع نمی پیوند و نتیجه شایانی به همراه ندارد همچنین شما با این کار ، نویز تصویر را هم افزایش داده اید ! سوالی که پیش می آید این است که چرا بعضی از دوربین های ۸ مگاپیکسلی در قیاس با دوربین های ۱۳ یا حتی ۱۶ مگاپیکسلی برتر ظاهر می شوند ؟ در پاسخ به این سوال تنها باید به رابطه ای که میان تعداد پیکسل ها و اندازه فیزیکی حسگر نور وجود دارد اشاره داشت.سایز اسمارت فون ها و باریکی و ضخامت آن ها ؛ در تعیین سایز حسگر نور دوربینشان کاملا موثر و تعیین کننده است.افزایش مگاپیکسل سبب کوچک تر شدن پیکسل ها می گردد و جذب نور را هم کم می کند و ما را با افت کیفیت عکس رو به رو می کند.اما این ماجرا همیشه صداق نیست ! در محیط های پر نور ؛ رزولیشن بیشتر سبب افزایش کیفیت تصویر می گردد.البته باید اضافه کنم که “همــــیــــشـــه” افزایش رزولیشن دوربین گوشی های اسمارت با کاهش اندازه پیکسل آن ها عجین نیست ! بیایید تایتا ۲ اچ تی سی را در نظر بگیریم.پیکسل های دوربین آن ۱٫۱۲ میکرونی می باشد و پیکسل های دوربین اچ تی سی وان ایکس قدری بزگ تر است ( در حددو ۱٫۴ میکرون می باشد).پس یعنی اگر عکس هایی که با دوربین ۱۶ مگاپیکسلی تایتان ۲ می گیریم را در مقام مقایسه با عکس هایی که با دوربین اچ تی سی وان ایکس قرار دهیم ( به صورت پیکسل به پیکسل قیاس کنیم ) ؛ اختلاف زیادی ندارند ! و این دقیقا نتیجه استفاده از حسگر بزرگ تر به جهت افزایش رزولیشن می باشد.روی صفحه نمایش عکس زیر دقت کنید ؟ نوشته ” sequence” به چشم می خورد.برخی از سازندگان اسمارت فون ها مانند برند اچ تی سی ؛ حالت های عکاسی جدید را به محصولات خود اضافه نموده اند.مثل حالت ” sequence” که آن را در گوشی اچ تی سی وان ملاحظه می فرمایید.

​

باید اظهار تاسف داشت که بیش تر سازندگان گوشی اطلاعاتی دقیق از اجزای دوربین به کار رفته در اسمارت فون خود منتشر نمی کنند.آن ها به خصوص اطلاعات مربوط به اندازه حسگر دوربین خود را نیز منتشر نمی کنند.در نتیجه تا هنگامی که دوربین محصولات جدید را مورد آزمایش قرار ندهیم ، کیفیت عکاسی دوربین آن ، تا حد زیادی بر ما پوشیده می ماند.البته اگر سازنده اسمارت فونی ؛ اطلاعات دقیق و جامعی از تمام اجزای دوربین به کار رفته در اسمارت فون ؛ را نیز منتشر سازد برای عموم خریدارن این اطلاعات مبهم و غیرقابل درک و فهم است.

• گوشی ” Nokia’s 41-megapixel PureView” چه می شود ؟

بد نیست بدانید که Nokia 808 PureView مجهز به دوربین ۴۱ مگاپیکسلی داستان جالبی دارد ! “یوها آلاکارهو” (Juha Alakarhu) ؛ که سمت مدیر بخش تکنولوژی دوربین در برند نوکیا را عهده دار است ؛ اظهار دارد که با توجه به این که Nokia 808 PureView دارای دوربینی ۴۱ مگاپیکسلی است و مزیت و نقطه قوت این گوشی ، دوربین آن است ؛ اما عموم کاربرانی که از Nokia 808 PureView استفاده می کنند تمامی عکس های خود را با همان رزولیشن ۵ مگاپیکسلی که در حالت دیفالت (پیش فرض) موجود است تماشا می کنند! معمولا هنگامی که از قابلیت بزرگ نمایی دیجیتال (digital zoom) در یک گوشی استفاده می کنید ؛ تصویر ” cropping” می شود ( بریده می شود ) و پیکسل ها از نمایی نزدیک تر به نمایش در خواهند آمد.اگر کمی دقت کنید متوجه می شوید که در این حالت شما ؛ مربع مربع شدن تصویر ؛ کاهش دقت فوکوس ؛ وجود نویز و کاهش وضوح رنگ را دارید.حتی ممکن است آن قدر کیفیت عکس کاهش یابد که به نظر شما عکس نامطلوب باشد ! تصویری که در زیر مشاهده می فرمایید بوسیله ” Nokia 808 PureView ” گرفته شده است.

​

بد نیست بدانید که در Nokia 808 PureView ؛ از فناوری ای به نام ” Oversampling ” (اُوِرسَمپِلینگ) استفاده شده است. اُوِرسَمپِلینگ کارش این است که هفت پیکسل را در یک پیکسل خلاصه می کند ! نوکیا لقب ” superpixel ” (ابر پیکسل ؛ سوپر پیکسل) را به آن داده است.حالا اگر شما از زوم دیجیتال استفاده نمایید دیگر خبری از بریده شدن تصویر و افت کیفیت تصویر نیست ! چرا که بخش های مورد نظطر شما در حالت زوم ؛ با پیکسل های بیشتری که پیش تر در هنگام عکاسی ذخیره گشته اند نمایش داده می شود. آلاکارهو مدعی است که این تکنولوژی به کار رفته در Nokia 808 PureView حاصل پنج سال کاروتلاش وی و همکارانش در برند نوکیا است.بد نیست بدانید که در Nokia 808 PureView ؛ خبری از وجود حسگری بزرگ به اندازه (۱/۱٫۲-inch) اینچ نیست بلکه از الگوریتم های مخصوصی در کنار این حسگر استفاده شده است تا نویز تصویر را بتواند کاهش دهد. به دلیل همین تکنولوژی های بالا و به روز در پردازش تصویر این گوشی ؛ نوکیا نام آن را ” PureView” به معنای “نمایش خالص” نهاده است.

• عنصر کلیدی شماره دو : پردازش تصویر

​

علاوه بر آن چه ذکر کردم ؛ پردازنده تصویر ” image processor ” نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.در اکثر گوشی های تراز اول و مدرن ؛ تراشه های مجتمعی به کار رفته است.در این تراشه ها علاوه بر وجود پردازنده اصلی ، پردازنده گرافیکی نیز وجود دارد.پردازنده گرافیکی امکان شتاب دهی سخت افزاری را فراهم می آورد و می شود پردازش تصاویری مانند عکس ، فیلم و بازی ها را مستقل از نرم افزار انجام داد.بنابراین عملیات سنگین پردازش از دوش پردازنده اصلی بر داشته می شود! اچ تی سی و سامسونگ با کمک گیری از پردازنده تصویری که از شتاب دهی سخت افزاری بهره می برد ؛ سرعت عکاسی دوربین گوشی های خود را افزایش داده اند.این افزایش سرعت به گونه ای بوده که شما در حالت های عکاسی سریع و پشت سر هم می توانید هر عکس را در مدت زمانی کم تر از یک دهم ثانیه ذخیره نمایید.میان سخت افزار و عکسی که گرفته می شود همیشه یک پل نرم افزاری موجود است.برای نمایش دادن عکس نهایی بر روی صفحه نمایش الگوریتم های خاصی نیاز است.درست همینجا است که مهم ترین جزء در عکاسی خود را نشان می دهد ! تا به حال فکر کرده اید که چشمان شما چگونه کیفیت رنگ ها و وضوح تصاویر را درک و تحلیل می کند ؟ پردازنده تصویری علاوه بر آن چه که از نقشش توضیح دادم ؛ نقش دیگری نیز دارد.نقش دیگر آن رسیدن به تاخیر صفر ثانیه ای شاتر می باشد.شما هنگامی که شاتر دوربین اسمارت فون خود را میفشرید تا عکس بگیرید ، هر چه تاخیر دوربین در انجام این فرآیند پایین باشد بهتر است.البته گفتنی است که این مسئله تنها به کمک پردازش تصویر و سخت افزار مناسب قابل دستیابی است.

• آیا مسائل تاثیرگذار دیگری نیز وجود دارند ؟

اگر بخواهیم تکنولوژی های روز دنیارا که در زمینه حسگر دوربین وجود دارد مورد بررسی قرار دهیم ؛ کارمان بسیار طولانی و پیچیده خواهد شد.در بیشتر اسمارت فون های امروزی از حسگر ” backside-illuminated” استفاده می شود.این نوع حسگر در نور کم عملکرد نسبتا عالی ای دارد.زیرا حساسیت حسگر ” backside-illuminated ” به نور کم بیشتر است.جالب است بدانید که اگر ا این حسگر در نور شدید استفاده کنید ؛ احتمال این که عکس شما خراب شوید زیاد می باشد !

​

عملکرد عالی دوربین های موبایل در نور بسیار کم ؛ یک راه تبلیغاتی برای برند های سازنده اسمارت فون شده است ! اگر تبلیغات نوکیا لومیا ۹۲۰ و آیفون ۵ اپل را مشاهده کنید ؛ خواهید دریافت که در این زمینه مانور می دهند.اچ تی سی وان هم توانسته از پس گلکسی ۴ بر آید.سامسونگ گلکسی ۴ هیچ بهینه سازی خاصی برای عکاسی در نور کم ندارد ! تنها می توان به یکسری از حالت های مختلف عکاسی که در این گوشی تعبیه شده است اشاره داشت. ایرنسن ” Erensen” معتقد است که اگر در ساخت دوربین از قطعات مرغوب استفاده شود ممکن است هزینه را تا ۲ برابر افزایش دهد ! البته هزینه تمام شده یک دوربین در ساخت یک اسمارت فون طبق تحلیل ها و تخمین های ایرنسن چیزی در حدود پانزده دلار است ( اگر یک دلار را ۳۵۰۰ تومان مبنا قرار دهیم می شود ۵۲٫۵۰۰ تومان ).البته این پانزده دلار در مقابل هزینه تولید یک اسمارت فون تراز اولی چون سامسونگ گلکسی اس ۴ در حدود ۲۵۰ دلار می باشد و عملا این پانزده دلار رقم قابل توجهی نیست.البته سازندگان اسمارت فون هایی چون نوکیا و سامسونگ هیچ گاه هزینه های ساخت و اطلاعات ساخت را لو نمی دهند !

• قابل استفاده بودن دوربین

​

با پیشرفت روز افزون دوربین های اسمارت فون ها و همچنین کارایی بالای آن ها ؛ رفته رفته ذهن مردم به سوتیی سوق داده شد که دوربین های معمولی را کنار بگذارند و از دوربین های اسمارت فون خود در امر عکاسی استفاده نمایند.خوبی آن این است که همیشه و همه جا با ما همراه است ! حتی در این باب ضرب المثلی نیز رایج گشته است که “بهترین دوربین ؛ دوربینی است که همیشه همراه شما باشد !”

​

مهندسی و طراحی پیشرفته ای که در ساخت دوربین های اسمارت فون ها انجام می گیرد در کنار استفاده از قطعات فیزیکی مهم دوربین ؛ عواملی مهمی در کیفیت عکاسی با آن دوربین دارد.اما عامل مهم دیگر تجربه استفاده و کار با دوربین است.اگر شما بیایید و نرم افزار عکاسی اسمارت فون خود را به سرعت اجرا نمایید و سریعا آن را آماده عکاسی کنید و توجهی به تغییر دادن افکت های حالت دیفالت (پیش فرض) نداشته باشید چراکه آن افکت های دیفالت به خوبی تنظیم شده باشد و شما فقط در کسری از ثانیه یک عکس شکار کنید ! اگر دوربینی این گونه عمل کند آیا شما جذبش نمی شوید ؟ پس نتیجه می گیریم که این عامل هم در رضایت خریدار کاملا دخیل و موثر می باشد. برای مثال باید بگویم که برند سامسونگ و اچ تی سی در گوشی های تراز اول خود ؛ امکانات قابل توجهی در زمینه عکاسی اضافه نموده اند. از این قابلیت های جدید می توانم به قابلیت تشخیص لبخند (detecting smiles) ؛ انتخاب بهترین عکس میان چندین عکس مختلف ؛ اضافه شدن حالت های جدید در عکاسی مثل گرفتن عکس و ضبط ویدئو به وسیله دوربین های عقب و جلو به صورت هم زمان و ترکیبی از عکس های حرکتی در یک عکس واحد اشاره کنم. “Fancy filters” (فیلترهای فانتزی) هم در عکاسی اضافه شده اند.” Drew Blackard” رئیس ارشد برنامه ریزی محصولات برند سامسونگ اذعان دارد که امکان اشتراک گذاری عکس ها به سادگی و به سرعت برای اکثر کاربران بسیار مهم تر از تعداد پیکسل عکس می باشد.شاید کمی این حرف برای من و شما غیر منطقی به نظر برسد اما از شما دعوت می کنم تا به موفقیت توئیتر و اینستاگرام (Instagram) و فیسبوک در زمینه اشتراک گذاری عکس نیم نگاهی داشته باشید تا درک بیشتری از صحبت های رئیس ارشد برنامه ریزی سامسونگ داشته باشید.

​

ایرنسن این سوال را مطرح می کند که اگر چیزی داشته باشیم که بیش تر از نیاز های ما را تامیین کند ، عملا چه سودی دارد ؟ و این گونه پاسخ می دهد که با توجه به این که عموم کاربران ، عکس هایی کهبا گوشی اسمارت فون خود می اندازند را در آلبوم های آنلاین اینترنتی آپلود می کنند و یا به وسیله ایمیل برای خانواده و آشنایان خود ارسال می نمایند.پس ما به این نکته می رسیم که بهتر است عکس های دوربین یک اسمارت فون رزولیشنی پایین تر از هشت مگاپیکسل و یا حتی پنج مگاپیکسل داشته باشد ! اگر اهل سفر و مسافرت باشید بد نیست ، به نکته ای که آلاکارهو به آن اشاره داشته است توجه فرمایید. آلاکارهو اذعان دارد که به جای حمل کردن چیزی حدود ۲۲پوند تجهیزات و وسایل عکاسی و یک دوربین حرفه ای سایز بزرگ شما می توانید از Nokia 808 PureView استفاده کنید.فقط کافیست آن را در جیبتان جای دهید.این طبیعی است که کیفیت دوربین یک اسمارت فون نسبت به یک دوربین عکاسی حرفه ای پایین تر است اما عموم مردم قصدشان عکاسی حرفه ای نیست و به دنبال ثبت عکس های ساده ای هستند.پس استفاده از یک محصول کوچک بسیار کاربردی تر است. بهتر است که در مقایسه دوربین اسمارت فون ها به مگاپیکسل توجهی نداشته باشیم و بیشتر کیفیت عکاسی دوربین اسمارت فون و امکانات و سهولت استفاده از نرم افزار دوربین آن را ملاک قرار دهیم.زمان آن رسیده است که مقوله عدد مگاپیکسل را نادیده بگیریم زیرا سخت افزار و نرم افزاری که در تولید یک عکس دخیل هستند به مراتب اهمیتشان از مگاپیکسل بیشتر می باشد.مسئله مهم دیگری که باید در نظر داشت مسئله نیاز در عکاسی است.اگر شما قصد دارید که سوژه های معمولی و روزانه عکس تهیه کنید پس عملا هیچ نیازی به یک دوربین حرفه ای ندارید.