Básicamente, en este momento, los mejores sensores de teléfonos inteligentes son bastante similares a los peores sensores P&S … al menos en la generación actual. Las lentes P&S tienden a ser mejores, pero a veces es un compromiso.
Para la misma resolución, un sensor más grande es mejor. En estos días, el sensor P&S más pequeño de uso común de cualquier fabricante importante es 1 / 2.3 “. El sensor más pequeño de la serie X de Fujifilm es 2/3”, mientras que algunas cámaras P&S avanzadas están usando 1 “(Sony X100
La mayoría de los sensores de teléfonos inteligentes en estos días en el estadio de 1/3 “: 1 / 3.2” en el iPhone 5s, 6 y 6plus, 1 / 3.06 “en el LG G2 y G3, 1 / 2.6” en el Samsung Galaxy S5, y 1 /2.3 “en el Sony Xperia Z2 y Z3 .. a 20Mpixels, de hecho. Y esos extraños sensores Nokia 41Mpixel (38 utilizables) del N808 (1 / 1.2”) y Lumia 1020 (2/3 “= 1 / 1.5” ), el más grande en cualquier teléfono inteligente.
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Por lo tanto, según el tamaño del sensor, es de esperar que la mayoría de las cámaras P&S sean mejores que todos los teléfonos inteligentes. Pero es un poco más complicado que eso, porque la respuesta real es que el tamaño de píxel y la apertura de la lente son lo más importante en estos días, al menos en lo que respecta a entregar una imagen de calidad, y asumiendo que estás hablando de compañías que realmente son intentando … cualquiera puede poner una lente terrible en un gran sensor, pero ¿por qué molestarse?
Lo primero que hay que tener en cuenta, tal como lo presentó HTC con la cámara “ultrapíxel” de 4 megapíxeles del HTC One, es que el tamaño de píxel es importante, especialmente en la oscuridad. Una razón debería ser obvia: cuando intentas capturar la luz, un “cubo” más grande funciona mejor. Por lo tanto, los píxeles de 2 µm en el HTC capturan cuatro veces más luz que los píxeles de 1 µm típicos hasta hace poco utilizados en muchas cámaras (el área de un píxel es aproximadamente el cuadrado del tamaño de la matriz, que generalmente se expresa en micras). Cada fotón que golpea un elemento sensor (un fotodiodo) excita un electrón, haciendo que fluya una corriente. Si esa corriente es demasiado baja, la imagen no se puede ver y tiene que amplificarse … por lo que píxeles más grandes significan más corriente significa menos amplificación necesaria. Más amplificación significa menor calidad de imagen, debido al ruido.
Entonces … ruido. Que es el ruido Bueno, eso es básicamente actividad electrónica aleatoria en su sistema. Todos los sistemas lo tienen, y en realidad está garantizado por la física. A cualquier temperatura dada, una cierta cantidad de componentes electrónicos saltará aleatoriamente causando problemas, excitados por el calor. El funcionamiento de un chip en sí mismo agrega ruido adicional, y una de las razones por las que las cámaras digitales han mejorado a lo largo de los años es la mejor manera de controlar este tipo de ruido. De todos modos, a medida que la señal de los sensores cae, se acerca al nivel del ruido y, en algún momento, ese ruido comienza a cambiar aleatoriamente los bits de la imagen. Es por eso que las tomas con poca luz con DSLR se ven geniales (la mía tiene 6,55 µm de píxeles) y aquellas con cámaras P&S y teléfonos celulares, no tanto.
Entonces, ya tenemos una compensación de diseño aquí, o aparentemente así. “Todo el mundo sabe” que más píxeles ofrecen una mejor imagen: si tenía una de las viejas cámaras de 640 × 480 en los albores de la fotografía digital y la compara con una toma de 10 o 20 megapíxeles de hoy, ya lo sabe. Pero los píxeles más grandes son lo que quieres en la oscuridad. En una réflex digital, puede tener ambas … pero en una cámara más pequeña, ya sea P&S o teléfono celular, tiene que elegir.
Aquí es donde importa esa elección: difracción. Vamos a configurar que tenga una fuente de luz puntual teóricamente perfecta, y brille eso a través de una lente. Es posible que espere tener una imagen teóricamente perfecta como resultado, pero lo que realmente obtiene es un disco: la luz que pasa a través de la abertura de la lente se dobla un poco … cuanto mayor es la abertura, menos se dobla. Lo que esto significa es que, para cualquier apertura, dos puntos perfectos solo pueden estar tan juntos antes de que esta flexión comience a fusionarlos. Ese disco se llama Airy Disc, después de George Airy, el tipo que resolvió todas las matemáticas detrás de la difracción de lentes.
Lo que esto significa es que, para cualquier apertura, solo puede resolver una resolución segura, sin importar cuán buena sea su lente o cuántos píxeles tenga. Un sistema con más píxeles que resolución se denomina sistema “limitado por difracción”. Los teléfonos celulares y las cámaras P&S de gama baja históricamente han estado a punto de limitarse a la difracción, por lo que no puede ajustar la apertura en tales cámaras como puede hacerlo con una DSLR o una cámara P&S de gama alta. Aquí hay un artículo más detallado sobre esto, que incluye una calculadora genial que puede decirle si una combinación de lente / sensor es limitada por difracción:
Tamaño de píxel, apertura y discos ventilados
Entonces, tomemos el iPhone 6 … f / 2.2 lente, 1 / 3.2 “, sensor de 8 mpixel. Eso no está limitado por difracción: obtienes los 8 megapíxeles completos. ¿Qué tal mi Fujifilm X-S1, que tiene un sensor de 12 megapíxeles, un apertura máxima de f / 2.8, y un sensor de 1 / 1.5 “: no. Por lo tanto, no es sorprendente que el X-S1 supere al iPhone, claro u oscuro. Pero, ¿qué tal un P&S barato popular como la Canon Elph 150IS? Esta cámara tiene un sensor de 1 / 2.3 “a 20Mpixels, y una apertura máxima de f / 3.0. Esa cámara está limitada por difracción … en realidad solo ofrecerá una resolución de aproximadamente 10-12Mpixels. Y dados esos pequeños píxeles y lentes f / 3.0 , es peor en la oscuridad que tu iPhone. ¿Es realmente peor? Esa es una pregunta que solo puedes responder mirando … ¿el ruido extra pero los píxeles más pequeños con difuminación por difracción se ven mejor o peor? Probablemente supongo que el iPhone es mejor , pero incluso podría ser situacional.
Pero luego compare el Xperia Z3 de Sony, con un sensor de 1 / 2.3 “a 20Mpixels y una lente f / 2.0 … eso no está limitado a la difracción. Así que la mayoría de las veces, es probable que produzca una mejor imagen que el iPhone o el Elph , aunque el iPhone podría tener una ventaja en la oscuridad. Y ese HTC One, con sensor de 4Mpixel y 2µm píxeles, probablemente se ve mejor aún en la oscuridad. Pero a la luz, 4Mpixels está bien para la pantalla, pero verá la diferencia en una impresión de 8 × 10, en términos de nitidez. Por lo tanto, también vale la pena preguntar qué haces con tus fotos. Los profesionales imprimen cosas para mostrar, así que obtienen cámaras grandes. Si lo principal es Facebook o Instagram, usted Probablemente esté bien con ese teléfono inteligente: el valor de tener siempre la cámara es más que la calidad absoluta de cada foto.
Y “limitado en la práctica” también es importante, porque no es realmente una respuesta sí / no. A medida que aumenta el disco Airy y disminuye el tamaño del píxel, comienza a haber interferencias, pero al principio no es muy importante, pero si “mira píxel” puede verlo. En algún momento, comienza a limitar la resolución de una manera significativa, donde será obvio mirar la foto a una distancia de visualización normal.
Siempre será posible hacer una mejor cámara P&S que un teléfono inteligente, solo porque hacer un sensor que sea demasiado grande, que es lo que necesita para seguir mejorando, hará un teléfono inteligente impopular. El N808 de Nokia estaba al borde de ser limitado por difracción, pero no lo era, y en realidad tiene píxeles casi tan grandes como los del iPhone 6, a 1,4 µm. La cosa es que, con un sensor tan grande, tenía una enorme “joroba de cámara”, algo que muchos teléfonos inteligentes tienen hoy en día, pero Apple no lo permite, por eso todavía usan un sensor de 1 / 3.2 “, un sensor más grande necesita una lente más grande para cubrirlo. El Nokia 1020 tenía una ligera difracción limitada, con el sensor más pequeño de 1 / 1.5 “y lente f / 2.2, y todavía era un teléfono grande. Y, por supuesto, todas estas son lentes muy pequeñas. Un P&S puede ofrecer una mejor experiencia fotográfica a través de un objetivo zoom, lo que no es práctico para un teléfono. Y no hay límite para el tamaño de una cámara P&S … esa X-S1 que mencioné se ve en todo el mundo como una DSLR más pequeña … en realidad un poco más grande que unas pocas DSLR y todo tipo de cámaras MAL.
Y realmente, si nos fijamos en el mercado, lo que sucedió es que, si bien hubo cámaras P&S peores que los teléfonos de hoy, han desaparecido. Y de hecho, las cámaras P&S han mejorado mucho como resultado … algunas con mejores lentes, algunas con mejores sensores, o más funciones, etc … porque tienen que competir con la cámara “gratuita” en su teléfono.
Esto es un poco complicado … la mejor prueba es mirar fotos y reseñas. Puede hacer los cálculos como hice aquí, pero eso no tiene en cuenta la lente, ni las diferencias en la tecnología del sensor, ni las opciones como la toma de fotografías en bruto o el procesamiento de imágenes de software (que puede ser bueno o malo). A los consumidores les gusta una sola métrica que dice “bueno” versus “malo”, y que solía ser megapíxeles. Todavía lo es, para las personas que no saben lo que están haciendo, razón por la cual una cámara perfectamente razonable como Canon haría que Elph tuviera efectivamente 12 megapíxeles utilizables y 8 megapíxeles de marketing. No significa que sea una cámara terrible por $ 100, pero produciría mejores fotos en general si la mantuvieran a 12 megapíxeles … como lo hizo en la Canon G15, incluso con ese sensor relativamente grande de 1 / 1.7 “.
