¿Por qué las cámaras de los teléfonos inteligentes son malas para alejar la imagen en tomas lejanas?

¿Alguna vez miraste a través de una lupa? Si la lente se mantiene cerca del objeto, obtendrá un aumento mínimo. A medida que aleja la lente del objeto, la imagen a través del vidrio se amplía. Esto es esencialmente lo que sucede en un zoom óptico (como una lente de zoom DSLR o un binocular).
Entonces, para el zoom óptico, necesitamos que la lente se mueva mecánicamente más lejos del sensor. Este es un desafío de diseño para dispositivos planos delgados como teléfonos móviles y tabletas donde el objetivo del diseño es ser más delgado. Además, el mecanismo telescópico que mueve la lente hacia adelante y hacia atrás debe ser lo suficientemente fuerte como para resistir golpes y vibraciones a las que puede estar sujeto un dispositivo portátil de mano. La motorización eléctrica del mecanismo de zoom también es difícil en tales dispositivos.
Entonces, a los fabricantes de teléfonos móviles se les ocurrió la idea del zoom digital. En esto, el zoom ocurre después de que la imagen es capturada por el sensor. Se graba una imagen de resolución completa y solo una pequeña porción (dependiendo del nivel de zoom) se amplía para llenar todo el cuadro. Entonces, al hacer zoom digitalmente, no se agrega ningún detalle adicional a la imagen de lo que se capturó, sino que la información del original se descarta mediante el recorte. Para hacer que la imagen ampliada se vea como una imagen sin recortar y para evitar la pixelación, los móviles usan una programación inteligente que mantiene el tamaño original del píxel, pero más alejado y llena el espacio entre los píxeles originales con los píxeles recién creados. Utilizarán la información de color, patrón y brillo de dos o más píxeles originales adyacentes y crearán nuevos píxeles para completarlos. Esto se llama interpolación. Entonces, aunque una imagen con zoom digital tiene la misma resolución que una sin zoom, los detalles se replican o sintetizan. Por eso se ven mal.
Nota: Nokia N93 (y más tarde N93i) tenía un zoom óptico de 3x y es el único ‘teléfono móvil adecuado’ con esa capacidad de la que he oído hablar. Tenían su unidad de cámara montada en un recinto giratorio especial y la cámara miraba hacia los lados. Esto les permitió mantener el sensor de la cámara y la lente más separados para acercarse.

Porque hasta donde yo sé, ningún teléfono tiene un “objetivo zoom” real.

Una lente de zoom es una lente que proyecta una imagen en un círculo, y ese círculo siempre tiene el mismo tamaño: son los elementos de vidrio dentro de la lente los que se mueven y modifican la distancia focal. Eso significa que en mi D750, usando mi superzoom de 28–300 mm, o mi 18–35, o mi 24–120, o mi prime 50 / 1.8, el círculo siempre proyecta una imagen que cubre el sensor y sus 24 millones de píxeles (hay será una cantidad de variación, pero irrelevante para la demostración). Eso es cierto para cualquier zoom óptico, en una cámara compacta, sin espejo o DSLR, y fue lo mismo para las cámaras de película.

En los teléfonos, el objetivo es fijo (aunque algunos tienen enfoque automático, lo que implica un movimiento de los objetivos, pero solo para lograr nitidez) y cuando haces zoom, normalmente con los dedos en la pantalla, lo que haces es extraer la parte relevante de la imagen proyectado en el sensor. Eso significa que cuanto más se acerca, menos píxeles se utilizan para crear una imagen. Y la imagen resultante tiene todas las posibilidades de ser pixelada y, por lo tanto, mala (1).

Obtendría el mismo resultado recortando una sección media de la imagen en un software de imágenes y proyectándola en la misma superficie que el original. No sera bueno

Utilizo un teléfono para capturar imágenes, pero siempre en su configuración más amplia, recortando un poco a un lado posiblemente después.

Ahora una nota positiva: si usa un teléfono con un sensor muy pixelado, en realidad puede obtener imágenes agradables incluso al recortar. Mi teléfono tiene un sensor de 8MP, y sé que puedo deshacerme de una cuarta parte de los píxeles y aún así tener una imagen presentable para una impresión A4, y aún más si no imprimo nada más grande que una postal … allí Habrá problemas con poca luz debido a la densidad de píxeles, pero es un problema completamente diferente.

(1) La película APS ahora desaparecida utilizó una variación del mismo principio al permitir que el usuario registrara si estaban usando el formato completo o recortando en un panorama, y ​​las máquinas leen esa información para imprimir en consecuencia, recortando desde el negativo. Aunque por lo general se notaba …

Como la mayoría de la gente señaló, debido a la falta de zoom óptico (o de tener una lente fija), las cámaras de los teléfonos inteligentes son malas para hacer zoom. El zoom digital es simplemente un zoom a través de un software existente, que pierde la calidad en cada factor de zoom.

Sin embargo, hay algunos teléfonos inteligentes que mantienen la calidad del zoom:

ASUS ZenFone Zoom (zoom óptico 3X)

Samsung Galaxy Camera 2 (zoom óptico de 21X)

En estas cámaras de teléfonos inteligentes, puede lograr el mismo nivel de calidad incluso con el zoom.

¿Te refieres a acercarte? Los teléfonos inteligentes tienen zoom digital, que no es una lente de zoom óptico adecuada como algunas cámaras reales. Básicamente, en los teléfonos inteligentes, para acercar, la imagen simplemente se amplía digitalmente, lo que reduce drásticamente la calidad de la imagen.

Los teléfonos inteligentes tienen lentes fijos (generalmente de gran angular), por lo que la única forma de hacer zoom es usar el zoom digital.

Algunas cámaras de apuntar y disparar tienen zoom óptico. Las lentes se mueven para ampliar el sujeto ópticamente.

Algunas cámaras de lentes intercambiables pueden equiparse con lentes de zoom, aunque no todas las lentes son zooms. Las lentes con zoom vienen en diferentes tipos, algunas de gran angular a telefoto, otras de normal a teleobjetivo, algunas de gran angular a normal.

Porque no tienen una lente que les permita acercarse ópticamente a la distancia. En cambio, tienen un algoritmo inteligente que simplemente recorta la imagen y se acerca dando la ilusión de acercarse al sujeto. Imagínese recortar una fotografía en una computadora y acercarla. Esto en lenguaje de cámaras se conoce como ‘Zoom digital’. Incluso las cámaras compactas vienen con este tipo de zoom, pero es un gran sacrificio de calidad incluso en ellas. Solo imagina lo horrible que es en estas pequeñas cámaras de teléfonos inteligentes / móviles.

La respuesta corta es que no hacen zoom.

Para “hacer zoom”, el teléfono simplemente recorta la imagen original. Por eso las imágenes son tan pobres.

Sin embargo, una compañía afrutada muy popular lo hace de manera un poco diferente (al menos para uno de sus teléfonos inteligentes). Pusieron dos sensores en el teléfono. Un sensor tiene el doble de distancia focal que el otro y se usa como teleobjetivo. Entonces, cuando intentas hacer zoom, el teléfono cambia a este sensor secundario.

Este método solo proporciona un zoom de 2x. Si intenta ampliar el zoom, el teléfono simplemente recortará la imagen como cualquier otro teléfono inteligente. Además, este segundo sensor solo se usa cuando hay mucha luz disponible. De lo contrario, se utiliza el sensor primario y la imagen se recorta como cualquier otro teléfono inteligente.