jag förstod inte riktigt hur telefonkameror fungerar, så jag trodde att jag skulle undersöka och svara på frågan, Hur fungerar telefonkameror?

Telefonkamerakomponenter

telefonkameror är konstruerade av flera komponenter som alla arbetar tillsammans för att vi ska kunna ta digitala bilder av hög kvalitet. Dessa komponenter utgör Bildbehandlingsrörledningen. Komponenterna består av:

• kameralins
• bildsensor
• bildsignalprocessor
• Kamerakontrollprogramvara
• programvara för efterbehandling

Varför behöver telefonkameror en lins?

telefonkameror behöver en lins för att ljuset från motivet du fotograferar ska kunna fokuseras på bildsensorn. Kameralinsen är normalt gjord av flera glaselement som behövs för att minska bildavvikelsen, saker som:

• sfärisk Aberration – snedvridningar orsakade av linsernas krökning
• koma – snedvridningar orsakade av brister i linser
• Astigmatism – förvrängning orsakad av kurvor i ett motiv som träffar en platt sensoryta
• Fältkurvatur – förvrängning i motivets skärpa
• geometrisk distorsion – förvrängning vid representerande tredimensionellt motiv i en tvådimensionell bild
• kromatisk aberration-förvrängning i delar av bilden på grund av brytning

vad är bländare?

bländare är hur mycket ljus en lins släpper igenom till bildsensorn, den mäts i f-stopp, f/1.8, f / 2.0 och så vidare. Ju mindre antal desto större bländare och desto mer ljus kommer in, så om du vill ha bra prestanda i svagt ljus utan blixt, vill du ha minsta möjliga bländare.

flera tillverkare producerar nu smarttelefonkameror med breda öppningar ner till f/1.7 eller f/1.8 vilket innebär att de är mycket bättre i situationer med svagt ljus.

på smartphones som har optisk bildstabilisering (OIS), linsen med monteras i ett rack som kan röra sig för att kompensera för skakningar när du använder kameran på resande fot eller göra en video. OIS kan öka chansen att du får en skarp bild eller stabil videofilm.

Vad Gör Bildsensorn?

i traditionella DSLR-kameror styrs tiden som sensorn utsätts för ljus (exponering) genom att öppna och stänga en spegel över sensorn. När du trycker på avtryckaren skulle spegeln snabbt öppna och sedan stängas igen för att förhindra att mer ljus träffar bildsensorn.

i digitala spegelfria kameror används en digital slutare eller en gardin för att styra hur mycket ljus som träffar bildsensorn. En smarttelefonkamera har ingen av dessa, och exponeringen styrs genom att aktivera sensorn för exponeringstiden och sedan inaktivera den igen.

Vad Är Megapixlar?

en megapixel (MP) är 1 048 576 eller drygt en miljon pixlar. I den första iPhone kunde kamerasensorn fånga 2MP. Det är över 2 miljoner pixlar, men saker har förändrats avsevärt sedan 2007 när den första iPhone introducerades. Ordet pixel består av orden bild och element

upplösningen på bilden som skapas av en smarttelefonkamerasensor beror på densiteten hos pixlar på sensorn. Vissa modeller av smartphones har sensorer med upp till 40 miljoner pixlar (40 megapixlar). Du kan föreställa dig att pixlarna kommer att vara små, varje pixel mindre än 1 mikron i storlek. Dessa sensorer producerar mycket högupplösta bilder, högre än många DSLR: er. nackdelen med att packa så många pixlar på bildsensorn är att pixlarna är små och inte särskilt känsliga i situationer med svagt ljus. Nyligen har tillverkare producerat 12 megapixel bildsensorer som har större pixlar och mycket bättre svagt ljus.

bildsensorn fungerar som en analog till digital omvandlare, tar ljus och omvandlar den till råa bitar, de råa bitarna skickas sedan till Bildsignalprocessorn.

vad är ISO?

i gamla dagar av cellulosakamerafilm skulle du välja filmens hastighet baserat på dess ISO, beroende på om du tog bilder på en ljus solig dag eller en mörkare jolleseglare dag. ISO 100 för ljusa dagar och ISO 400 eller högre för mörkare förhållanden.

vi har fortfarande detta koncept i smarttelefonkameror och genom att ändra ISO ändras känsligheten för känsligheten ’gain’ på sensorn. samma regler gäller som tidigare på en solig dag kunde vi använda ISO 100 och vi kunde öka den för mörkare förhållanden. Det finns dock ett straff för att öka ISO. Ju högre ISO desto kornigare blir resultaten. Detta var detsamma tillbaka i dagarna av cellulosafilm, eftersom större ljuskänsliga kristaller användes på högre ISO-film, och de större kristallerna producerar korniga fotografier.

Spelar Storlek Någon Roll?

DSLR-kameror har vanligtvis stora bildsensorstorlekar inklusive; APSC och Full Frame. En full frame sensor är motsvarande storlek på den gamla 35mm film när du skulle få 36 skott per rulle. Smartphonesensorer är bara en bråkdel av storleken på en fullformatssensor, mindre än 6 mm bredd diagonalt. Detta beror på all annan teknik som måste pressas in i smarttelefonkroppen, på grund av sin lilla storlek har smarttelefonkameran begränsningar jämfört med större kamerasensorer.

smarttelefontillverkare förbättrar ständigt sin kamerateknik och det är egentligen bara en tidsfråga innan de börjar ta på sig de större sensorkameratillverkarna.

Vad är Bildsignalprocessorn och vad gör den?

bildsignalprocessorn är en del av mikrochipet som innehåller sensorn, sensorområdet på utsidan av chipet medan Bildsignalprocessorn är ett dedikerat chip under sensorn.

Bildsignalprocessorn är en del av Bildbehandlingsrörledningen på en smarttelefonkamera. När bildsensorn omvandlar ljus till en digital signal tar bildsignalprocessorn sedan den digitala strömmen av bitar och bearbetar den till en bild. Under databehandlingen går data vanligtvis igenom flera steg för att säkerställa att bildresultaten är användbara:

• Pixelkorrigering – ta bort defekter på grund av defekta pixlar
• Linsskuggningskorrigering – fixa vinjettering orsakad av linsen
• vitbalanskorrigering – fixa färgtemperaturen på bilden
• Denoise – ta bort brus (korn) från bilden
• skärpa – skärpa bilden

i de senaste smartphonesna finns det troligtvis flera andra proprietära steg, men du får tanken vad bildsignalprocessorn gör. Det är denna pipeline som ger bilder från olika sensortillverkare ett visst utseende och känsla på de bearbetade bilderna.

Vad Är Kamerakontrollprogramvara?

när du ska ta en bild med din smarttelefonkamera kommer du att märka på kameraskärmen att det finns separata ikoner som gör att du kan ändra inställningen på kameran innan du tar bilden. Du kommer ofta att se saker som:

• alternativ för att välja mellan fotografi eller video
• ändra fokuseringsalternativen, från automatisk fokusering till selektiv fokusering.
• välj den främre eller bakre kameran
• ändra slutartiden
• ändra ISO
• ta ett Panorama
• fotografera i RAW

alla dessa funktioner är en del av kamerakontrollprogramvaran, där du kan ta kontroll över nästan alla aspekter av kamerainställningarna. Du kan använda alla inställningar i autoläge eller så kan du börja använda kameran för mer avancerade fotograferingstekniker som:

• lång exponering
• använda skärpedjup för att styra bildens fokusområde
• fånga motiv som rör sig snabbt

Vad är Post Processing Software?

du kanske redan har märkt att när du har tagit en bild med din smarttelefonkamera får du alternativ för att manipulera bilden, Detta kallas efterproduktion. Vanligtvis kan du:

• skärpa bilden
• ändra exponeringen för att göra den ljusare eller mörkare
• ändra färgmättnad, Lägg till eller ta bort färgdjup
• Beskär bilden
• Lägg till Text eller klistermärken

vissa smarttelefontillverkare erbjuder fler funktioner än andra, och du kan också få en bild av appar som lägger till mycket fler funktioner för efterbehandling. En av de viktigaste apparna som jag använder heter Adobe Lightroom. Det erbjuder ett mycket bredare utbud av efterbehandlingsfunktioner än min Galaxy S8 Plus.
efterbehandling krävs när du tar dina bilder i RAW-format. RAW fångar bilden med ett mycket bredare utbud av detaljer än du får från en JPEG-bild, men bilden ser väldigt platt ut när den kommer ut ur kameran. Det är nödvändigt att tillämpa efterproduktion på en rå bild för att få den till sin fulla ära. Så här tar de flesta professionella fotografer bilder, det ger dem mycket mer kontroll över hur den slutliga bilden kommer att se ut. Efterproduktionen av JPEG-bilder är ganska begränsad jämfört med RAW. Jag kommer att producera en artikel om RAW så håll utkik efter det.

sammanfattning

den här artikeln har skrivits för att svara på frågan; Hur fungerar telefonkameror? I det första avsnittet har jag identifierat huvudkomponenterna som bildar bildbehandlingsrörledningen och jag har beskrivit vad varje komponent gör.

jag har förklarat syftet med smartphone-kameralinsen och beskrivit hur den är konstruerad av flera glaselement för att försöka minska distorsionen i den slutliga bilden. Bländare förklarades och hur att ha ett litet f-stop-nummer ger en bredare bländare.

i nästa avsnitt diskuterade jag bildsensorn, jag beskrev hur bildsensorn konverterade ljus från linsen till en digital signal som skickas till bildsignalprocessorn. Jag förklarade att bildsensorer kan ha olika mängder pixlar och nämnde fördelarna och nackdelarna med att ha fler och färre pixlar på bildsensorn.

jag tittade sedan på hur bildsignalprocessorn tar emot digitala data från bildsensorn och bearbetar sensordata för att ta bort snedvridningar och rensa upp bilden.

slutligen tittade vi på programvara för både kamerakontroll och efterbehandling. Jag förklarade vad efterbehandling var och att det ofta används för att förbättra bilden och att det ofta används i samband med RAW-bildtypen. Det sista avsnittet klargjorde vad kamerakontroller är och hur de används för att ändra inställningar innan du tar en bild.

jag hoppas att du gillade, artikeln om; hur fungerar telefonkameror? Som jag hoppas jag att du lärde dig något nytt om hur din telefonkamera fungerar. Jag har flera andra artiklar relaterade till smartphone fotografering så gå ge dem en bläddra när du har tid.