Ах, цифровые фотоаппараты — эти загадочные коробочки с объективами, которые когда-то были в каждом доме, как соль на столе. Но сегодня их встречаешь всё реже, словно редкие виды динозавров в зоопарке: вроде и есть, но уже почти музейный экспонат. Виной всему смартфоны с их крошечными камерами, которые не просто умудряются ловить свет, а иногда делают это лучше, чем старшие братья — зеркалки.
Да-да, теперь ваш телефон может похвастаться фотографиями настолько качественными, что бабушка перестала спрашивать «А где же тут фотик?»
Давайте окунёмся в историю и вспомним первый цифровой фотоаппарат 1975 года — настоящий прародитель всех камерофонов (которые тогда ещё назывались просто «фототелефонами», чтобы никто не догадался). Его разрешение было всего 0,01 мегапикселя!
Для хранения снимков использовались аудиокассеты — да-да, те самые плёнки с музыкой ваших родителей. На одну кассету помещалось аж 30 фотографий.
Представляете? Сегодня вы делаете 30 снимков за секунду и даже не задумываетесь о памяти!
Но что же произошло с тех пор?
Как наш телефон стал таким фотографическим монстром? Всё дело в сенсорах и линзах — этих маленьких волшебниках внутри камеры. Свет проходит через линзы и попадает на сенсор — он превращает свет в электрические сигналы. Чем больше света попадает на сенсор — тем лучше качество снимка.
Казалось бы: «Чем больше камер – тем лучше!» Но нет! Качество зависит от размера сенсора и того, сколько света он ловит.
Вот тут начинается настоящее волшебство инженеров. Они как фокусники придумали разные хитрости: улучшили программные алгоритмы обработки изображения так ловко, что иногда фото с телефона выглядят лучше тех же зеркалок.
Помните анекдот про фотографа? Он говорит: «Я могу сделать ваше лицо красивым даже на плохом фотоаппарате!» Вот то же самое делают современные смартфоны.
В основе сенсора лежит матрица из миллионов светочувствительных ячеек — мегапикселей.
Когда вы запускаете камеру на телефоне — эти ячейки начинают собирать фотоны света и превращать их в изображение. Есть два типа таких матриц: CCD и CMOS.
CCD – это как дедушка среди матриц: медленный и дорогой, зато очень точный.
Его любят использовать в дорогих видеокамерах или астрономических приборах для съёмки звёзд (ведь звёзды тоже любят качественную фотосъёмку). А CMOS – молодой и быстрый парень; он дешевле и компактнее, поэтому его ставят почти во все смартфоны.
Но если бы всё было так просто — мы бы до сих пор снимали чёрно-белое кино!
Чтобы получить цветное изображение, над каждой ячейкой ставят цветные фильтры – красный, зелёный и синий (RGB). Причём зелёных фильтров целых 50%, а красных и синих по 25%. Почему так? Потому что наш глаз любит зелёный цвет больше всего – даже природа согласилась!
Есть ещё более забавная история про фильтр RYYB (красный-жёлтый-жёлтый-синий), который появился в смартфонах совсем недавно.
Жёлтый цвет заменил зелёный для лучшего захвата света (ведь жёлтый пропускает больше света). Это как если бы вы вместо очков взяли солнечные очки цвета банана – всё выглядит ярче!
Так что следующий раз, когда будете делать селфи на свой телефон и хвастаться перед друзьями качеством снимка – помните: за этим стоит целая армия инженеров и крошечные светочувствительные ячейки, которые работают не покладая пикселей.