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Perché la dimensione del sensore della fotocamera è più importante dei megapixel

La qualità della fotocamera è l’ultima corsa agli armamenti per smartphone e uno dei maggiori contributori per immagini di grande impatto è il sensore della fotocamera. Mentre i conteggi di megapixel maggiori sono una tendenza sempre più popolare, è in realtà molto più importante la dimensione del sensore di immagine della fotocamera. Huawei, ad esempio, si vanta continuamente di includere sensori di immagine più grandi nei suoi telefoni di punta rispetto ai suoi concorrenti. I produttori di componenti come Sony e Samsung sottolineano sempre di più anche le dimensioni dei loro sensori . Ma perché la dimensione del sensore della fotocamera sembra così cruciale per scattare le foto migliori?

Per capire perché, dobbiamo tornare al principio fondamentale di scattare foto: la cattura della luce. Un sensore più grande cattura più luce di uno piccolo e più luce produce immagini più belle. Almeno questo è l’essenza, ma c’è un po ‘di più.

Catturare quanta più luce possibile

A livello di base, la dimensione del sensore determina la quantità di luce disponibile per creare un’immagine. Mentre la risoluzione gioca un ruolo nei dettagli, è la quantità di luce catturata che determina il bilanciamento dell’esposizione della fotocamera, la gamma dinamica e persino la nitidezza. Questo è il motivo per cui le fotocamere DSLR da 16 MP e 20 MP sembrano ancora migliori rispetto agli smartphone da 108 MP di oggi .

I sensori di grandi dimensioni producono una gamma dinamica più elevata e immagini più pulite.

La maggior parte dei sensori per smartphone in genere misura solo 1 / 2,55 pollici o circa 1 cm di diametro, sebbene alcuni siano più grandi a 1 / 1,7 pollici e oltre. In confronto, i sensori della fotocamera DSLR si spostano di oltre un pollice di larghezza, rendendoli facilmente 4 o 5 cinque volte più grandi. I sensori per smartphone sono semplicemente minuscoli in confronto, anche se alcuni marchi stanno colmando il divario sul punto tradizionale e sparando le dimensioni del sensore. La serie Huawei P40 è la più grande del settore mobile a 1 / 1,28 pollici.

Più grande è il sensore, più luce cattura per una velocità dell’otturatore , ISO (sensibilità di esposizione) e un’apertura impostate . Sebbene sia possibile compensare i piccoli inconvenienti del sensore utilizzando un’esposizione più lunga per più luce, ciò rende le immagini più suscettibili alla sfocatura causata dal tremolio della mano e dal movimento della scena. La sfocatura riduce la nitidezza dell’immagine indipendentemente dalla risoluzione del sensore. Allo stesso modo, gli obiettivi con apertura più ampia sono più difficili da costruire senza introdurre artefatti di distorsione dell’obiettivo, per non parlare dell’alterazione del campo visivo. Come probabilmente hai intuito, una maggiore quantità di luce rende i sensori più grandi molto meglio nella fotografia in condizioni di scarsa illuminazione rispetto a quelli più piccoli.

I fotositi della fotocamera, i bit responsabili della conversione di una scena in segnali elettrici, amano la luce. Questi possono essere organizzati in diversi modi a seconda del sensore, ma nei comuni sensori bayer per smartphone sono un pixel per photosite. Più fotositi leggeri ricevono, migliore è la gamma dinamica (passi percepibili tra luce e oscurità) che possono produrre. Pensalo come una “certezza” che ogni dato pixel fosse più chiaro o più scuro del suo vicino. È molto più facile giudicarlo con molta luce che colpisce il sensore e un rumore minimo.

I photosite possono variare in base alla risoluzione della fotocamera e alle dimensioni del sensore. Mantenere costante la dimensione del sensore significa che la dimensione del fotosite si riduce all’aumentare della risoluzione. In alternativa, per una risoluzione impostata, più grandi sono i fotositi, più grande diventa il sensore.

Questo è importante da notare poiché i fotositi sono stipati insieme in piccoli sensori. La loro stretta vicinanza significa che occasionalmente la luce proveniente da un pixel fuoriesce in un pixel adiacente. Questo è il rumore del sensore e spesso appare abbastanza chiaramente nelle immagini in condizioni di scarsa illuminazione e su colori solidi come un cielo blu. Sensori più piccoli e piccoli fotositi aumentano il rumore e diminuiscono la gamma dinamica.

Perché le dimensioni del sensore della fotocamera sono importanti?

Con il passaggio a risoluzioni sempre più grandi (ora superiori a 100 MP), i sensori della fotocamera più grandi non sono mai stati così importanti. Mantenere le dimensioni dei pixel ragionevoli è essenziale per massimizzare il potenziale di risoluzione delle fotocamere 48, 64 e 108 MP. Anche se dobbiamo ancora vedere una fotocamera per smartphone che estrae l’intero livello di dettaglio che ti aspetteresti da questi numeri. Anche così, questi sensori catturano più dettagli che mai con una buona illuminazione.

Un’altra tendenza recente nello spazio mobile è la tecnologia di binning dei pixel, che consente a questi sensori ad alta risoluzione di combinare i pixel per una migliore acquisizione della luce. Questi sensori più grandi, e per estensione pixel più grandi, stanno migliorando notevolmente la qualità della fotografia in condizioni di scarsa illuminazione. Ciò si traduce in meno rumore e colori molto migliori, anche in ambienti scarsamente illuminati.

I sensori più grandi influiscono anche sull’aspetto e sulla qualità dei tuoi scatti oltre la semplice risoluzione. Come accennato in precedenza, velocità dell’otturatore più elevate e ISO più bassi assicurano che le tue immagini appaiano nitide e nitide. Inoltre, non è necessaria un’apertura così ampia per catturare molta luce, riducendo le possibilità di artefatti di distorsione dell’obiettivo, come l’alone viola.I sensori più grandi sono una forza trainante dietro i migliori colpi di scarsa illuminazione.

I sensori più grandi aiutano anche a produrre quell’effetto sfocato bokeh sfocato che associamo alle DSLR, in cui il soggetto appare isolato e il resto dell’immagine è sfocato. I sensori di grandi dimensioni possono utilizzare aperture più veloci (più alte) e obiettivi ad angolo più ampio per ottenere lo stesso effetto di sensori più piccoli, oppure utilizzare aperture simili e lenti più strette per un effetto bokeh dall’aspetto più forte. Mentre i piccoli sensori mobili non possono competere con l’effetto disponibile da DSLR, i sensori più grandi aiutano a colmare il divario.

Sensori per smartphone a confronto

Per mostrare l’ampia gamma di sensori di immagine attualmente disponibili nello spazio dello smartphone, abbiamo monitorato le dimensioni dei sensori principali su una gamma di telefoni di fascia alta.

Dimensioni del sensore della fotocamera dello smartphone

È stato necessario fino al 2020 per un buon numero di fotocamere smartphone per superare il sensore da 1 / 1,5 pollici offerto dal Nokia Lumia 1020 del 2013, uno storico titano della fotografia mobile. I sensori più grandi non sono certamente una nuova idea, ma le aziende sono ora pronte ad abbracciare i compromessi estetici che vanno di pari passo con i sensori più grandi.

È anche degno di nota il fatto che Google Pixel 4 e iPhone 11 si posizionano nella parte inferiore delle moderne dimensioni dei sensori di punta, eppure sono considerati alcuni dei migliori telefoni cellulari con fotocamera. Chiaramente, la dimensione del sensore non è tutto quando si tratta di scattare una bella foto.

Solo un pezzo del puzzle

I sensori di immagine più grandi sono una parte importante del puzzle fotografico mobile, ma non sono l’unico pezzo. Una fotocamera di grande qualità richiede anche un obiettivo brillante, una potente catena di elaborazione delle immagini e un software che ti consenta di ottenere il massimo dall’hardware il più facilmente possibile. È essenziale esaminare l’intero pacchetto, non solo una parte o grandi numeri in una scheda tecnica.

La qualità della fotocamera per smartphone è anche sempre più guidata dai progressi della fotografia computazionale e dell’apprendimento automatico. Guarda Google Pixel 4 nel quale il software intelligente batte spesso i megapixel grezzi per la qualità delle immagini. Le fotocamere intelligenti hanno bisogno di una solida base da cui partire e le dimensioni del sensore di immagine sono l’ingrediente essenziale nella corsa per migliorare le fotocamere degli smartphone.

 

 
 
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