Ich habe nicht wirklich verstanden, wie Telefonkameras funktionieren, also dachte ich, ich würde die Frage untersuchen und beantworten, wie funktionieren Telefonkameras?

Telefonkamerakomponenten

Telefonkameras bestehen aus mehreren Komponenten, die alle zusammenarbeiten, um qualitativ hochwertige digitale Bilder aufzunehmen. Diese Komponenten bilden die Bildverarbeitungspipeline. Die Komponenten bestehen aus:

• Kamera Objektiv
• Bild Sensor
• Bild Signal Prozessor
• Kamera Control Software
• Post Verarbeitung Software

Warum Tun Telefon Kameras Benötigen EIN Objektiv?

Telefonkameras benötigen ein Objektiv, damit das Licht des Motivs, das Sie fotografieren, auf den Bildsensor fokussiert werden kann. Die kamera objektiv ist in der regel aus mehrere glas elemente, die sind benötigt zu reduzieren bild aberration, dinge wie:

• Sphärische Aberration – Verzerrungen, die durch die Krümmung von Linsen verursacht werden
• Koma – Verzerrungen, die durch Unvollkommenheiten in Linsen verursacht werden
• Astigmatismus – Verzerrung, die durch Kurven in einem Subjekt verursacht wird, das auf eine flache Sensoroberfläche trifft
• Feldkrümmung – Verzerrung in der Schärfe des Subjekts
• Geometrische Verzerrung – Verzerrung in einem zweidimensionalen Bild
• Chromatische Aberration – Verzerrung in Teilen des Bildes aufgrund von Brechung

Was ist Apertur?

Blende ist, wie viel Licht ein Objektiv zum Bildsensor durchlässt, es wird in Blendenstufen gemessen, f / 1.8, f / 2.0 und so weiter. Wenn Sie also eine gute Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen ohne Blitz wünschen, möchten Sie die kleinstmögliche Blende.

Mehrere Hersteller produzieren jetzt Smartphone-Kameras mit weiten Blenden bis zu f / 1.7 oder f/1.8, was bedeutet, dass sie in Situationen mit wenig Licht viel besser sind.

Bei Smartphones mit optischer Bildstabilisierung (OIS) muss das Objektiv in einem Rack montiert werden, das sich bewegen kann, um Erschütterungen auszugleichen, wenn die Kamera unterwegs ist oder ein Video erstellt wird. OIS kann die Chancen, dass Sie ein scharfes Bild oder stabiles Videomaterial erhalten, erheblich erhöhen.

Was macht der Bildsensor?

Bei herkömmlichen DSLR-Kameras wird die Belichtungszeit des Sensors durch Öffnen und Schließen eines Spiegels über dem Sensor gesteuert. Wenn Sie den Auslöser drücken, wird der Spiegel schnell geöffnet und dann wieder geschlossen, um zu verhindern, dass mehr Licht auf den Bildsensor trifft.

Bei digitalen spiegellosen Kameras wird ein digitaler Verschluss oder ein Vorhang verwendet, um zu steuern, wie viel Licht auf den Bildsensor trifft. Eine Smartphone-Kamera hat beides nicht, und die Belichtung wird gesteuert, indem der Sensor für die Belichtungszeit aktiviert und dann wieder deaktiviert wird.

Was sind Megapixel?

Ein Megapixel (MP) ist 1.048.576 oder etwas mehr als eine Million Pixel. Beim ersten iPhone konnte der Kamerasensor 2 MP erfassen. Das sind über 2 Millionen Pixel, aber seit 2007, als das erste iPhone vorgestellt wurde, haben sich die Dinge erheblich geändert. Das Wort Pixel besteht aus den Wörtern Bild und Element

Die Auflösung des von einem Smartphone-Kamerasensor erstellten Bildes hängt von der Pixeldichte auf dem Sensor ab. Einige Modelle von Smartphones verfügen über Sensoren mit bis zu 40 Millionen Pixel (40 Megapixel). Sie können sich vorstellen, dass die Pixel winzig sind und jedes Pixel weniger als 1 Mikron groß ist. Diese Sensoren erzeugen sehr hochauflösende Bilder, höher als viele DSLR’s. Der Nachteil beim Packen so vieler Pixel auf den Bildsensor ist, dass die Pixel winzig und in Situationen mit wenig Licht nicht sehr empfindlich sind. In letzter Zeit haben Hersteller 12-Megapixel-Bildsensoren mit größeren Pixeln und viel besseren Fähigkeiten bei schlechten Lichtverhältnissen hergestellt.

Der Bildsensor fungiert als Analog-Digital-Wandler, nimmt Licht auf und wandelt es in Rohbits um, die Rohbits werden dann an den Bildsignalprozessor gesendet.

Was ist ISO?

In den alten Tagen des Kamerafilms würden Sie die Geschwindigkeit des Films basierend auf seinem ISO wählen, je nachdem, ob Sie Bilder an einem hellen sonnigen Tag oder einem dunkleren schmuddeligen Tag machten. ISO 100 für helle Tage und ISO 400 oder höher für dunklere Bedingungen.

Wir haben dieses Konzept immer noch in Smartphone-Kameras und das Ändern der ISO ändert die Empfindlichkeit der Empfindlichkeitsverstärkung auf dem Sensor. an einem sonnigen Tag gelten die gleichen Regeln wie zuvor, wir könnten ISO 100 verwenden und für dunklere Bedingungen erhöhen. Es gibt jedoch eine Strafe für die Erhöhung der ISO. Je höher der ISO-Wert, desto körniger die Ergebnisse. Dies war in den Tagen des Zellulosefilms dasselbe, da größere lichtempfindliche Kristalle auf Filmen mit höherem ISO-Wert verwendet wurden und die größeren Kristalle körnige Fotografien erzeugen.

Spielt Größe eine Rolle?

DSLR kameras haben in der regel große bild sensoren größen einschließlich; APSC und Volle Rahmen. Ein Vollformatsensor entspricht der Größe des alten 35-mm-Films, wenn Sie 36 Aufnahmen pro Rolle erhalten würden. Smartphone-Sensoren sind nur ein Bruchteil der Größe eines Vollformatsensors und diagonal weniger als 6 mm breit. Dies liegt an all der anderen Technologie, die in den Smartphone-Körper gequetscht werden muss, da die Smartphone-Kamera aufgrund ihrer geringen Größe im Vergleich zu größeren Kamerasensoren Einschränkungen aufweist.

Smartphone-Hersteller verbessern kontinuierlich ihre Kameratechnik und es ist wirklich nur eine Frage der Zeit, bis sie es mit den größeren Sensorkameraherstellern aufnehmen.

Was ist der Bildsignalprozessor und was macht er?

Der Bildsignalprozessor ist Teil des Mikrochips, der den Sensor enthält, der Sensorbereich in der Außenfläche des Chips, während der Bildsignalprozessor ein dedizierter Chip unter dem Sensor ist.

Der Bildsignalprozessor ist Teil der Bildverarbeitungspipeline einer Smartphone-Kamera. Nachdem der Bildsensor Licht in ein digitales Signal umgewandelt hat, nimmt der Bildsignalprozessor den digitalen Bitstrom und verarbeitet ihn zu einem Bild. Während der Datenverarbeitung durchlaufen die Daten typischerweise mehrere Schritte, um sicherzustellen, dass die Bildergebnisse verwendbar sind:

• Pixelkorrektur – Entfernen von Fehlern aufgrund defekter Pixel
• Korrektur der Objektivschattierung – Beheben von Vignettierungen durch das Objektiv
• Weißabgleichkorrektur – Festlegen der Farbtemperatur des Bildes
• Rauschunterdrückung – Entfernen von Rauschen (Körnung) aus dem Bild
• Schärfen – Schärfen des Bildes

In den neuesten Smartphones gibt es höchstwahrscheinlich mehrere andere proprietäre Stufen, aber Sie bekommen eine Vorstellung davon, was der Bildsignalprozessor tut. Es ist diese Pipeline, die Bildern von verschiedenen Sensorherstellern ein besonderes Erscheinungsbild auf den verarbeiteten Bildern verleiht.

Was ist Kamerasteuerungssoftware?

Wenn Sie im Begriff sind, ein Bild mit Ihrer Smartphone-Kamera aufzunehmen, werden Sie auf dem Kamerabildschirm feststellen, dass es mehrere Symbole gibt, mit denen Sie die Einstellung der Kamera ändern können, bevor Sie das Bild aufnehmen. Sie werden oft Dinge sehen wie:

• Option zur Auswahl zwischen Foto oder Video
• Ändern Sie die Fokussierungsoptionen von automatischer Fokussierung auf selektive Fokussierung.
• Wählen Sie die vordere oder hintere Kamera
• Ändern Sie die Verschlusszeit
• Ändern Sie die ISO
• Machen Sie ein Panorama
• Schießen Sie in RAW

Alle diese Funktionen sind Teil der Kamerasteuerungssoftware, mit der Sie fast alle Aspekte der Kameraeinstellungen steuern können. Sie können alle Einstellungen im automatischen Modus verwenden oder Ihre Kamera für erweiterte Fototechniken wie:

• Langzeitbelichtung
• Verwenden der Schärfentiefe zur Steuerung des Fokusbereichs des Bildes
• Erfassen sich schnell bewegender Motive

Was ist Post Processing Software?

Möglicherweise haben Sie bereits bemerkt, dass Sie, wenn Sie ein Bild mit Ihrer Smartphone-Kamera aufgenommen haben, Optionen zum Bearbeiten des Bildes erhalten. In der Regel können Sie:

• Schärfen Sie das Bild
• Ändern Sie die Belichtung, um es heller oder dunkler zu machen
• Ändern Sie die Farbsättigung, fügen Sie die Farbtiefe hinzu oder entfernen Sie sie
• Beschneiden Sie das Bild
• Fügen Sie Text oder Aufkleber hinzu

holen Sie sich Apps, die viel mehr Funktionen für die Nachbearbeitung hinzufügen. Eine der wichtigsten Apps, die ich verwende, heißt Adobe Lightroom. Es bietet eine viel größere Auswahl an Nachbearbeitungsfunktionen als mein Galaxy S8 Plus.
Nachbearbeitung ist erforderlich, wenn Sie Ihre Bilder im RAW-Format aufnehmen. RAW erfasst das Bild mit einem viel größeren Detailbereich als ein JPEG-Bild, aber das Bild sieht sehr flach aus, wenn es aus der Kamera kommt. Es ist notwendig, die Postproduktion auf ein Rohbild anzuwenden, um es zu seiner vollen Pracht zu bringen. Dies ist, wie die meisten professionellen Fotografen Bilder machen, es gibt ihnen viel mehr Kontrolle darüber, wie das endgültige Bild aussehen wird. Die Postproduktion von JPEG-Bildern ist im Vergleich zu RAW recht begrenzt. Ich werde einen Artikel über RAW produzieren, also halten Sie Ausschau danach.

Zusammenfassung

Dieser Artikel wurde geschrieben, um die Frage zu beantworten; Wie funktionieren Telefonkameras? Im ersten Abschnitt habe ich die Hauptkomponenten identifiziert, die die Bildverarbeitungspipeline bilden, und ich habe beschrieben, was jede Komponente tut.

Ich habe den Zweck des Smartphone-Kameraobjektivs erklärt und beschrieben, wie es aus mehreren Glaselementen aufgebaut ist, um Verzerrungen im endgültigen Bild zu reduzieren. Die Blende wurde erklärt und wie eine kleine Blendenzahl eine breitere Blende erzeugt.

Im nächsten Abschnitt über den Bildsensor habe ich beschrieben, wie der Bildsensor Licht von der Linse in ein digitales Signal umwandelt, das an den Bildsignalprozessor gesendet wird. Ich erklärte, dass Bildsensoren unterschiedliche Pixelmengen haben können, und erwähnte die Vor- und Nachteile von mehr und weniger Pixeln auf dem Bildsensor.

Ich habe mir dann angesehen, wie der Bildsignalprozessor digitale Daten vom Bildsensor empfängt und die Sensordaten verarbeitet, um Verzerrungen zu entfernen und das Bild zu bereinigen.

Schließlich haben wir uns Software für Kamerasteuerung und Nachbearbeitung angesehen. Ich habe erklärt, was Nachbearbeitung ist und dass es oft verwendet wird, um das Bild zu verbessern, und dass es oft in Verbindung mit dem RAW-Bildtyp verwendet wird. Im letzten Abschnitt wurde erläutert, was Kamerasteuerungen sind und wie sie zum Ändern der Einstellungen verwendet werden, bevor Sie ein Bild aufnehmen.

Ich hoffe, Ihnen hat der Artikel über gefallen; Wie funktionieren Telefonkameras? Ich hoffe, Sie haben wie ich etwas Neues über die Funktionsweise Ihrer Telefonkamera gelernt. Ich habe mehrere andere Artikel im Zusammenhang mit Smartphone-Fotografie, also stöbern Sie, wenn Sie Zeit haben.