Цифровой зум. Что такое зум в фотоаппарате или смартфоне
Оценивая возможности фотокамеры, не в последнюю очередь знатоки обращают внимание на то, предусмотрен ли в ней зум и какова его кратность.
Несмотря на то, что фототехника сегодня есть у каждого, по крайней мере, в виде камеры в смартфоне, зумом пользуются далеко не все. Причина проста – непонимание или недостаток информации о том, что же такое зум и для чего он нужен.
Термин «зум» позаимствован из английского языка, где глагол «to zoom» используется в значении «повышаться, расти» . Существительное «zoom» сегодня в английском языке используется в значении «крупный план, масштаб».
В русском языке так называют разновидность объектива для фото-видеосъемки, в котором предусмотрена возможность изменения фокусного расстояния, что даёт возможность увеличения получаемого изображения. Фактически зум обеспечивает фотокамере возможности подзорной трубы, т.е. съемку отдалённых объектов с эффектом приближения.
Термин «зум» для обозначения объектива с переменным фокусом характерен для фототехники. В киноиндустрии для этого используется слово «трансфокатор», а на телевидении такие объективы называют «вариообъективами».
До появления цифровой техники зум-объективы изготавливались исключительно на базе оптических линз. С появлением цифровых камер возникла необходимость в цифровом зуме, или Digital zoom. Оказалось, что цифровой зум значительно более прост в реализации и может использоваться не только в фото-видеотехнике, специально предназначенной для съёмки, но и в камерах .
В характеристиках цифровых камер число, указанное напротив параметра «zoom», означает максимальную кратность увеличения картинки без значительной потери качества.
Кратность зума означает, во сколько раз может быть увеличено фокусное расстояние для съёмки отдалённого объекта. В обычном объективе имеется от трёх до семи оптических линз, которые располагаются неподвижно относительно друг друга и служат для фиксации светового потока в определённом месте.
Раньше, когда все фотоаппараты были плёночными, размер кадра на фотоплёнке был стандартным и составлял 35 х 24 мм. На этот стандарт ориентировались изготовители фотообъективов: восприятие, аналогичное изображению, видимому человеческим глазом, получалось при фокусном расстоянии в 50 мм.
Первые зум-объективы увеличивали фокусное расстояние не больше чем в два-три раза, так как расчёт оптики, необходимой для более масштабного увеличения, был очень сложной задачей. При этом для использования в бытовой технике следовало ориентироваться ещё и на резкость фотоизображения: она не должна была сбиваться при использовании зума. До сих пор оптимальный эффект приближения получается при использовании трёх-четырёхкратного зума, а более высокие показатели кратности ухудшают качество картинки.
Принцип приближения изображений с использованием оптики базируется на сокращении обзорного угла и механическом увеличении фокусного расстояния. Удлинение объектива может быть плавным либо ступенчатым и реализуется при помощи сложной системы стеклянных оптических линз внутри его корпуса. При изменении зума остальные параметры камеры остаются неизменными, это очень важный момент, позволяющий получать снимки отличного качества.
В оптических объективах существует возможность не только «приближения», но и «удаления» объекта съёмки за счёт уменьшения фокусного расстояния. Этот приём необходим для съёмки небольших объектов, так называемой макросъёмки. Он позволяет получать качественные изображения в увеличенном виде и нередко используется для съёмки насекомых, растений и других очень маленьких объектов с эффектом увеличения.
Следует понимать, что цифровой зум никакого отношения к оптике не имеет и реализуется, как правило, программным способом. Проще говоря, из базового изображения «вырезается» участок, который необходимо увеличить, после чего расстояния между пикселями этого участка растягиваются с заданной кратностью. При этом неизбежно теряется чёткость картинки, и края изображённых объектов нередко получаются размытыми, а само изображение – смазанным.
Конечное качество изображений, сделанных с использованием цифрового зума, напрямую зависит от размера базовой матрицы, т.е. от разрешающей способности цифровой камеры. Как правило, в смартфонах матрица невелика, поэтому говорить о качественном многократном зуме не приходится, зато в дорогих цифровых фотоаппаратах эта функция вполне сравнима с качеством изображений, сделанных с оптическим зум-объективом.
Оптический зум «приближает» объект при помощи оптических линз, которые находятся в корпусе объектива. При этом качество изображения практически не изменяется.
Цифровой зум увеличивает уже полученное изображение, растягивая картинку при помощи цифровой обработки, поэтому её качество зависит от размера электронной матрицы и кратности увеличения.
Многие цифровые фотокамеры имеют как цифровой, так и оптический зум. Обычно они представлены в виде двух независимых функционалов, или интегрированы в единую функцию увеличения изображения. Покупателей, впервые приобретающих фотоаппарат, эти две функции могут привести в легкий конфуз, пока они не узнают, какой вариант для них предпочтительней.
Оптический зум работает так же, как стандартный . При изменении фокусного расстояния объектива (вращением или сдвигом оправы объектива), он зрительно приближает объект съемки ближе к вам. Преимущество оптического зума заключается в том, что во время приближения снимаемого объекта, вы также сохраняете и качество изображения. Почему? Потому что вы увеличиваете ваше изображение до того, как сделаете снимок.
Цифровой зум работает по-другому. Он делает изображение большим после того, как вы захватили его в объектив, и обрезает картинку сразу, как только вы нажали на спуск затвора камеры. Но после обрезки, оставшиеся пиксели матрицы фотокамеры располагаются дальше друг от друга, так как физические размеры изображения не изменяются. Поэтому полученное изображение выглядит большим, а его качество значительно снижается, особенно если вам нужно печатать изображения большого формата.
С технологической точки зрения, вы можете решить проблему увеличения вашего объекта съемки и с помощью цифрового зума, но изображение не будет столь резким, как при использовании оптического увеличения. Вообще-то говоря, лучше всего (если это возможно) отключить цифровой зум фотокамеры, особенно если вы планируете печатать ваши фотографические снимки на бумаге. Это поможет предотвратить автоматическое масштабирование при слишком близком расстоянии к снимаемому объекту, так как цифровой зум часто является расширяющей функцией оптического зума.
В то же время существует несколько способов, с помощью которых вы можете приблизить снимаемый объект и сохранить качество его изображения – переместится ближе к вашему объекту съемки. Часто всего один или два шага сделают свое дело. Если это невозможно, то установите камеру на максимально возможное качество изображения. Это приведет к тому, что изображение даже после «обрезания» цифровым зумом, будет оставаться достаточно резким.
Цифровой зум тоже находит свое применение. Он может быть использован, если ваши снимки предназначены только для Интернета. Онлайн изображения могут быть гораздо более низкого качества — 72 ppi (72 пикселя на дюйм) и до сих пор являются приемлемыми для размещения в веб-галерее или в качестве части блог-поста. Если вашей целью является печать фотографических снимков с качеством 300 dpi (300 точек на дюйм), то вам необходимо приобрести фотокамеру, которая имеет большой оптический зум и возможность отключения цифрового зума. Ваши печатные изображения станут намного качественнее, и вы будете счастливы.
Термин зум происходит от английского глагола zoom, что в дословном переводе означает «увеличивать изображение». При выборе фотоаппарата многие ориентируются на количество пикселей матрицы, хотя этот показатель не есть основной. Как и десятки лет назад главенствующим фактором качества изображения все же является оптика.
Оптический зум
Оптический зум – это способ приближения объекта при помощи системы линз, именно поэтому он так и называется. Оптический зум в фототехнике существует уже более полувека, а качественный эффект увеличения изображения достигается при помощи специального устройства под названием трансфокатор, представляющего собой сложную оптическую систему со способностью изменять фокус при помощи многочисленных линз. Увеличение предмета посредством трансфокатора помогает на выходе получить снимок без потери качества. Трансфокатор бывает двух видов: с ручной механической фокусировкой либо с автоматическим настраиванием фокуса, что удобно при любительской фотосъемке, но бесполезно при создании профессионального снимка, например, в режиме макросъемки. Автофокус не предусматривает высокой резкости при многократном оптическом приближении фотографируемого объекта. Словом, в фотокамерах с автоматической фокусировкой увеличение, как правило, не более троекратного значения, тогда как при использовании механического трансфокатора можно приближать объект более чем в десять раз. Среди недостатков камер с ручной настройкой резкости и приближения (оптического зума) чаще всего встречается риск попадания пыли внутрь объектива.
При выборе фототехники с цифровым зумом необходима золотая середина между количеством мегапикселей матрицы и зумом трансфокатора, ведь и при нулевом и пятикратном зуме изображение фиксировано на том же количестве мегапикселей.
Цифровой зум
Определение цифровой зум появилось вместе с распространением компактных цифровых фотоаппаратов, которые в народе были прозваны «мыльницами». Цифровой зум не сопряжен с приближением объекта, так как выводимая на дисплей картинка лишь растягивается при помощи матрицы фотоаппарата, являясь способом кадрирования с существенной потерей качества.
При цифровом зуме картинка теряет резкость, так как фокусировка в этом случае попросту отсутствует, ведь фокусирование и наведение резкости может быть только при наличии у фотоаппарата дополнительной оптической системы. Как правило, использование цифрового зума оправдано для увеличения объекта не более чем на 40-50%, ведь при большем масштабировании четкость снимка будет очень низкой.
Статьи и Лайфхаки
Наш материал для тех, кто хочет разобраться, что же такое на самом деле цифровой зум, который имеется в вашем смартфоне, согласно приведенным на сайте продавца характеристикам.
На самом деле в нем нет абсолютно ничего сложного: это всего лишь программное масштабирование полученной с сенсора камеры картинки перед тем, как сохранить в фотоснимок в файл.
А какой еще бывает зум
Почему именно цифровой? Потому, что кроме него, зум бывает еще и оптическим. Более того, если речь идет о камерах фотоаппаратов, то в них он встречается гораздо чаще.Объектив фотокамеры имеет достаточные габариты, чтобы разработчики могли предусмотреть изменение фокусного расстояния. Именно этот параметр определяет, насколько «близко» или «далеко» по отношению к фотографу получится на снимке объект.
Диапазон фокусного расстояния в специализированных фотокамерах составляет от 10 до нескольких сотен миллиметров. Более того – для них разработчики предусматривают сменную оптику, как короткофокусную (широкоугольную), так и длиннофокусную (телескопическую).
Конструкция камеры смартфона не позволяет ничего подобного. Поэтому их создателям приходится выкручиваться, компенсируя слабость за счет использования программного обеспечения.
В чем недостатки цифрового зума
Прежде всего, в том, что он ухудшает качество полученных снимков. Объем информации, полученный с сенсора камеры, фиксирован: смартфон не может изменить ни его разрешение, ни характеристики системы линз.А потому, чтобы получить изображение большего масштаба при том же размере снимка, картинку приходится программно «растягивать». При этом ухудшается четкость деталей, и появляются цифровые шумы.
Как с этим бороться
Есть несколько вариантов борьбы с влиянием цифрового зума на качество снимка в смартфоне, так что можно выбрать наиболее подходящий :
- Приобрести дорогую модель с оптическим зумом.
- Выбрать устройство с качественной двухмодульной камерой.
- Сохранять снимок в формате RAW, с тем, чтобы отредактировать его на ПК.
Смартфоны с хорошими двухмодульными камерами тоже нельзя назвать дешевыми. Однако их устройство позволяет получать более качественные фото за счет разницы в фокусном расстоянии каждого из модулей.
Один из них может быть широкоугольным, а второй – телевиком. Комбинируя полученную с двух сенсоров информацию, приложение камеры способно производить цифровое масштабирование гораздо более корректно.
Последний вариант, как ни странно, тоже встречается только в топовых, в крайнем случае – субфлагманских моделях.
В отличие от сохранения снимков в формате JPEG, который приводит к серьезным потерям качества при дальнейшем их редактировании, формат RAW сохраняет гораздо больше данных и позволяет получить куда более качественное изображение.
К сожалению, места такие файлы занимают в разы больше, чем JPEG.
Вывод из вышеописанного однозначный: дешевые телефоны не предназначены для качественной фотосъемки. Тем, кто не хочет приобретать отдельно фотокамеру, но желает получать впечатляющие фото, нужно выбрать модель из топового сегмента.
В ней даже цифровой зум будет гораздо более качественным, чем в бюджетном гаджете.
Зум в фотоаппарате является характеристикой объектива и зависит от значений фокусного расстояния (ФР). Выражается ФР в миллиметрах и обозначает расстояние от середины линзы до точки фокусировки, то есть до матрицы. На объективе ФР обозначается парой цифр, например, так: 5,8-24 mm. На коротком конце фокусное расстояние равно 5,8 мм, а на длинном – 24 мм. А значение зума получаем поделив эти два числа друг на друга.
Понятие зум (zoom) используется для объективов с переменным фокусным расстоянием. В нашем примере объектив с фокусным расстоянием 5,8-24 мм и зум будет равен 4. Это значение получили, поделив расстояние длинного фокуса на короткий 24/5,8=4.
Практическое применение зума
При продаже Вам скажут, что зум указывает, во сколько раз камера может увеличить объект. По теории для угла зрения человеческого глаза оптимальным является фокусное расстояние в 50 мм и это значение нужно использовать вместо значения ФР на коротком конце. Если, например, ФР равно 35-105 мм, то зум будет равен 105/35=3. А увеличение будет равняться 105/50=2,1. Поэтому значение зума фотокамеры еще не означает, что именно на столько можно увеличить объект. Ну, это все сложно, а покупателю важно знать, что показатель зума не является важной характеристикой объектива.
Оптический зум
Оптический зум является характеристикой оптической системы фотокамеры. Приближение или удаление объекта съемки происходит путем сдвига линз в объективе, при этом все остальные характеристик камеры остаются неизменными. Поэтому качество снимков будет высоким, и именно оптический зум рекомендуют использовать при съемке. И при вопросе как выбрать фотоаппарат нужно обращать внимание на величину оптического зума, а не цифрового.
Цифровой зум
А если еще указан цифровой зум (digital zoom) на фотоаппарате, то к нему у многих неоднозначное отношение. Ведь при цифровом зуме в процессоре с изображения вырезается нужный кусок и растягивается на весь размер матрицы, и нет никакого реального увеличения объекта. Так можно делать на компьютере при увеличении снимка. При таком увеличении будет уменшаться разрешение вырезаного участка.
Для фотоаппарата большее значение имеет оптический зум. При съемках желательно отключать цифровой зум в настройках фотокамеры.
К использованию цифрового зума нужно подходить осторожно. Его применение оправдано когда матрица идет с большим запасом по разрешению, и когда просто нет другого выхода и необходимо сделать фотографию с приближенным объектом.
Суперзумы и ультразумы
Сегодня в магазинах предлагается большой выбор фотокамер с большим значением зума. Такие камеры называются суперзумы или ультразумы. Значение оптического зума в таких фотоаппаратах достигает 50х и даже 60х.
Например, рассмотрим такую фотокамеру как Canon PowerShot SX60 HS. У нее значение оптического зума составляет 65х. При этом ФР: f = 3.8 – 247 мм (21 – 1365 мм в 35-мм эквиваленте), а диафрагма: f/3.4 – f/6.5. Конструкция: 15 элементов в 11 группах. Стоимость такой камеры примерно 750 $.
Canon PowerShot SX60 HS
Или еще один представитель суперзумов: фотокамера Nikon Coolpix P600. Значение зума достигает 60х. ФР: 4.3 – 258 мм (24 – 1440 мм в формате 35 мм), светосила: f/3.3 - 6.5, конструкция: 16 элементов в 11 группах. Примерная цена Nikon Coolpix P600 составляет 430 $.
Nikon Coolpix P600
Дополнительная информация по зуму
Бывает еще, что на ценнике указывается значение зума полученное от перемножения цифрового и оптического значений зумов. Такой показатель совсем не нужно брать во внимание, а лучше уточните значение оптического зума или узнайте значение фокусного расстояния и значение светосилы объектива и по этим параметрам делайте выбор. Ведь во всех объективах рядом с ФР указывается и значение светосилы для этих расстояний. И чем больше разница в значениях ФР (чем больше зум) тем меньше светосила объектива (проходящее через него на матрицу количество света), ведь увеличивается количество линз в объективе. Поэтому в компактных фотоаппаратах значение зума больше 4 может значительно уменьшить значение светосилы и, соответственно, качество фотографии.
Вид объектива с 30-кратным зумом
Но еще чем обманчив зум, так это одинаковым значением для различных фокусных расстояний. Например, два фотоаппарата с оптическим зумом равным 3 имеют разные фокусные расстояния. У одного ФР равно 70-210 мм, а у другого 18-55 мм. Один применяется для съемки портретов, а второй для съемки пейзажей. Но зум один и тот же. Поэтому, выбирая фотокамеру по зуму, вы можете упустить другие важные характеристики.
Не всегда большее значение зума означает лучшее качество фотографии, а скорее наоборот. Он пригодится только для съемок удаленных объектов. Нет одного ответа, что вам выбрать но, выбирая себе фотокамеру, вы должны понимать, что вы выбираете, и где ее будете использовать. И тогда вы сможете ответить себе, а нужен ли большой зум для вашей фотокамеры.
