Realmente no entendía cómo funcionan las cámaras de teléfono, así que pensé en investigar y responder a la pregunta, ¿cómo funcionan las cámaras de teléfono?

Componentes de la cámara del teléfono

Las cámaras del teléfono se construyen a partir de varios componentes que funcionan todos juntos para permitirnos tomar imágenes digitales de alta calidad. Estos componentes forman la Canalización de Procesamiento de imágenes. Los componentes consisten en:

• Lente De Cámara
• Sensor De Imagen
• Procesador De Señal De Imagen
• Software De Control De Cámara
• Software De Postprocesamiento

¿Por Qué Las Cámaras De Los Teléfonos Necesitan Una Lente?

Las cámaras de teléfono necesitan una lente para permitir que la luz del sujeto que está fotografiando se enfoque en el sensor de imagen. La lente de la cámara normalmente está hecha de múltiples elementos de vidrio que se necesitan para reducir la aberración de la imagen, cosas como:

• Aberración esférica – distorsiones causadas por la curvatura de las lentes
• Coma – distorsiones causadas por imperfecciones en las lentes
• Astigmatismo – distorsión causada por curvas en un sujeto que golpean una superficie plana del sensor
• Curvatura de campo – distorsión en la nitidez del sujeto
• Distorsión geométrica – distorsión en la representación del sujeto tridimensional en una imagen bidimensional
• Aberración cromática: distorsión en partes de la imagen debido a la refracción

¿Qué es la apertura?

La apertura es la cantidad de luz que un objetivo deja pasar al sensor de imagen, se mide en f-stops, f/1.8, f/2.0, etc. Cuanto más pequeño sea el número, más grande será la apertura y más luz entrará, por lo que si desea un buen rendimiento con poca luz sin un flash, desea la apertura más pequeña posible.

Varios fabricantes ahora producen cámaras para teléfonos inteligentes con aberturas anchas de hasta f/1.7 o f / 1.8, lo que significa que son mucho mejores en situaciones de poca luz.

En teléfonos inteligentes que tienen estabilización óptica de imagen (OIS), el objetivo se monta en un rack que se puede mover para compensar el temblor al usar la cámara en movimiento o hacer un video. Las OIS pueden aumentar en gran medida las posibilidades de obtener una imagen nítida o imágenes de vídeo estables.

¿Qué Hace El Sensor De Imagen?

En las cámaras réflex digitales tradicionales, el tiempo de exposición del sensor a la luz (exposición) se controla abriendo y cerrando un espejo sobre el sensor. Al presionar el botón del obturador, el espejo se abriría rápidamente y luego se cerraría de nuevo para evitar que más luz golpee el sensor de imagen.

En las cámaras digitales sin espejo, se utiliza un obturador digital o una cortina para controlar la cantidad de luz que llega al sensor de imagen. La cámara de un teléfono inteligente no tiene ninguno de estos, y la exposición se controla activando el sensor durante el momento de la exposición y luego desactivándolo de nuevo.

¿Qué Son Los Megapíxeles?

Un megapíxel (MP) es 1,048,576 o algo más de un millón de píxeles. En el primer iPhone, el sensor de la cámara era capaz de capturar 2MP. Eso es más de 2 millones de píxeles, pero las cosas han cambiado considerablemente desde 2007, cuando se introdujo el primer iPhone. La palabra píxel se compone de las palabras imagen y elemento

La resolución de la imagen creada por un sensor de cámara de teléfono inteligente depende de la densidad de píxeles en el sensor. Algunos modelos de teléfonos inteligentes tienen sensores de hasta 40 millones de píxeles (40 megapíxeles). Puede imaginar que los píxeles serán pequeños, cada píxel de menos de 1 micrón de tamaño. Estos sensores producen imágenes de muy alta resolución, más altas que muchas réflex digitales. El inconveniente de empaquetar tantos píxeles en el sensor de imagen es que los píxeles son pequeños y no muy sensibles en situaciones de poca luz. Recientemente, los fabricantes han estado produciendo sensores de imagen de 12 megapíxeles que tienen píxeles más grandes y capacidades de poca luz mucho mejores.

El sensor de imagen actúa como un convertidor analógico a digital, tomando luz y convirtiéndola en bits raw, los bits raw se envían al procesador de señal de imagen.

¿Qué es ISO?

En los viejos tiempos de la película de cámara de celulosa, elegirías la velocidad de la película en función de su ISO, dependiendo de si tomabas fotos en un día soleado brillante o en un día sucio más oscuro. ISO 100 para días brillantes e ISO 400 o superior para condiciones más oscuras.

Todavía tenemos este concepto en las cámaras de teléfonos inteligentes y cambiar la ISO cambia la sensibilidad de la «ganancia» de sensibilidad en el sensor. se aplican las mismas reglas que antes en un día soleado, podríamos usar ISO 100 y aumentarla para condiciones más oscuras. Sin embargo, hay una penalización por aumentar la ISO. Cuanto mayor sea la ISO, más granulados serán los resultados. Esto era lo mismo en los días de la película de celulosa, ya que se usaban cristales más grandes sensibles a la luz en películas ISO más altas, y los cristales más grandes producen fotografías granuladas.

¿Importa el tamaño?

Las cámaras réflex digitales suelen tener sensores de imagen de gran tamaño, como APSC y Full Frame. Un sensor de fotograma completo es el tamaño equivalente a la película antigua de 35 mm cuando se obtienen 36 tomas por rollo. Los sensores de teléfonos inteligentes son solo una fracción del tamaño de un sensor de fotograma completo, con menos de 6 mm de ancho en diagonal. Esto se debe a toda la otra tecnología que necesita ser comprimida en el cuerpo del teléfono inteligente, debido a su pequeño tamaño, la cámara del teléfono inteligente tiene limitaciones en comparación con los sensores de cámara más grandes.

Los fabricantes de teléfonos inteligentes están mejorando continuamente su tecnología de cámara y en realidad es solo cuestión de tiempo antes de que empiecen a enfrentarse a los fabricantes de cámaras con sensores más grandes.

¿Qué es el Procesador de Señales de Imagen y Qué Hace?

El procesador de señal de imagen es parte del micro chip que contiene el sensor, el área del sensor en la superficie exterior del chip, mientras que el Procesador de señal de imagen es un chip dedicado debajo del sensor.

El Procesador de señales de imagen es parte de la Canalización de Procesamiento de imágenes en una cámara de teléfono inteligente. Después de que el sensor de imagen convierte la luz en una señal digital, el procesador de señales de imagen toma el flujo digital de bits y lo procesa en una imagen. Durante el procesamiento de datos, los datos generalmente pasan por varios pasos para garantizar que los resultados de la imagen sean utilizables:

• Corrección de píxeles – eliminación de defectos debidos a píxeles defectuosos
• Corrección del sombreado de la lente – fijación del viñeteado causado por la lente
• Corrección del balance de blancos – fijación de la temperatura de color de la imagen

• En los últimos teléfonos inteligentes, lo más probable es que haya varias otras etapas propietarias, pero se tiene una idea de lo que hace el procesador de señal de imagen. Es esta canalización la que da a las imágenes de diferentes fabricantes de sensores un aspecto y una sensación particulares en las imágenes procesadas.

  ¿Qué Es el Software de Control De Cámara?

  Cuando esté a punto de tomar una foto con la cámara de su teléfono inteligente, notará en la pantalla de la cámara que hay iconos cortadores que le permitirán cambiar la configuración de la cámara antes de tomar la foto. A menudo verás cosas como:

  • Opción de elegir entre fotografía o vídeo
  • Cambiar las opciones de enfoque, de enfoque automático a enfoque selectivo.
  • Seleccione la cámara delantera o trasera
  • Cambiar la velocidad de obturación
  • Cambiar la ISO
  • Tomar un panorama
  • Disparar en RAW

  Todas estas funciones forman parte del software de control de cámara, donde puede tomar el control de casi todos los aspectos de la configuración de la cámara. Puede usar todos los ajustes en modo automático o puede comenzar a usar su cámara para técnicas de fotografía más avanzadas, como:

  • Exposición larga
  • Uso de profundidad de campo para controlar el área de enfoque de la imagen
  • Captura de sujetos en movimiento rápido

  

  ¿Qué es el Software de Posprocesamiento?

  Es posible que ya haya notado que cuando haya tomado una foto con la cámara de su teléfono inteligente, obtendrá opciones para manipular la imagen, esto se llama posproducción. Por lo general, puede:

  • Afinar la imagen
  • Cambiar la exposición para hacerla más clara o más oscura
  • Cambiar la saturación de color, agregar o eliminar la profundidad de color
  • Recortar la imagen
  • Agregar texto o pegatinas

  Algunos fabricantes de teléfonos inteligentes ofrecen más funciones que otros, y también puede obtén aplicaciones que agreguen muchas más funciones para el procesamiento posterior. Una de las aplicaciones principales que uso se llama Adobe Lightroom. Ofrece una gama mucho más amplia de funciones de posprocesamiento que mi Galaxy S8 Plus.
  El procesamiento posterior es necesario cuando toma sus fotografías en formato RAW. RAW captura la imagen con un rango de detalles mucho más amplio que el que obtendrás de una imagen JPEG, pero la imagen se verá muy plana cuando salga de la cámara. Es necesario aplicar postproducción a una imagen en BRUTO para llevarla a su máximo esplendor. Así es como la mayoría de los fotógrafos profesionales toman fotos, les da mucho más control sobre cómo se verá la imagen final. La postproducción de imágenes JPEG es bastante limitada en comparación con RAW. Voy a producir un artículo sobre RAW, así que ten cuidado con él.

  Resumen

  Este artículo ha sido escrito para responder a la pregunta: ¿cómo funcionan las cámaras de teléfono? En la primera sección, he identificado los componentes principales que forman la canalización de procesamiento de imágenes y he descrito lo que hace cada componente.

  He explicado el propósito de la lente de la cámara del teléfono inteligente y he descrito cómo se construye a partir de múltiples elementos de vidrio para tratar de reducir la distorsión en la imagen final. Se explicó la apertura y cómo tener un pequeño número de parada en f produce una apertura más amplia.

  En la siguiente sección hablé sobre el sensor de imagen, describí cómo el sensor de imagen convertía la luz de la lente en una señal digital que se enviaba al procesador de señales de imagen. Expliqué que los sensores de imagen pueden tener diferentes cantidades de píxeles y mencioné las ventajas e inconvenientes de tener más y menos píxeles en el sensor de imagen.

  Luego observé cómo el procesador de señales de imagen recibe datos digitales del sensor de imagen y procesa los datos del sensor para eliminar distorsiones y limpiar la imagen.

  Finalmente, analizamos el software para el control de la cámara y el procesamiento posterior. Expliqué lo que era el procesamiento posterior y que a menudo se usa para mejorar la imagen y que a menudo se usa junto con el tipo de imagen RAW. La última sección aclaró qué son los controles de la cámara y cómo se utilizan para cambiar la configuración antes de tomar una foto.

  Espero que hayan disfrutado, el artículo sobre; ¿cómo funcionan las cámaras de teléfono? Al igual que yo, espero que hayas aprendido algo nuevo sobre cómo funciona la cámara de tu teléfono. Tengo varios otros artículos relacionados con la fotografía de teléfonos inteligentes, así que ve a echarles un vistazo cuando tengas tiempo.