Что такое оптический зум и цифровой зум. Почему большинство zoom-объективов выдают хроматические аберрации и виньетирование при съемке на широкой и узкой диафрагме и как от этого избавиться? Что лучше оптический или цифровой зум

Статьи и Лайфхаки

Среди пользователей гаджетов не так-то много тех, кто способен сходу ответить, что же такое оптический зум в современном смартфоне и почему он так редко встречается.

Однако когда этот термин звучит в характеристиках камеры устройства, так и слышится дружное «вау!» восхищенных гиков. Постараемся расставить все точки над «i».

Суть проблемы масштабирования объектов при фотосъемке

В случае использования профессиональной фототехники никаких проблем с этим не возникает. За увеличение или уменьшение отвечает характеристика объектива, известная как фокусное расстояние.

Физическая суть ее для нас совершенно не важна, гораздо важнее знать, что объективы бывают :

• короткофокусными (широкоугольными);
• длиннофокусными (телескопическими).

Если же речь идет о камере смартфона, то ничего подобного она не предусматривает из-за габаритных ограничений.

Фокусное расстояние фиксированное, поэтому говорить об аппаратном масштабировании, которое, собственно, и понимают под понятием «оптический зум» (optical zoom), не приходится.

Вместо него используется цифровой зум – обработка полученной с сенсора камеры информации программными методами. Нетрудно понять, что результат в этом случае будет далек от идеала, да и диапазон зуммирования будет очень скромным.

В объективах фотокамер он вполне может быть десятикратным, а в смартфонах даже четырехкратная величина – уже повод для гордости. Чем больше диапазон изменения масштаба, тем больше цифровых шумов вносится при цифровой обработке в снимок.

В каких гаджетах есть оптический зум

Особенно показателен в этом отношении Samsung Galaxy S4 Zoom, разработчики которого, что называется, присобачили объектив фотокамеры к корпусу обыкновенного смартфона.

И даже возможность десятикратного оптического масштабирования закономерно не смогла обеспечить этому чудищу популярности.

Однако в последнее время появился ряд вполне изящных моделей , в которых реализован как минимум двукратный оптический зум:

• Apple iPhone 7 Plus;
• Xiaomi Mi 6.

Благодаря этому можно было перемещать систему линз на значительное расстояние, невозможное при традиционном положении. А свет попадал на сенсор сквозь специальную призму, преломлявшую его под прямым углом.

Однако до сих пор модели, оснащенной данной технологии, на рынке не появилось.

Выбор и покупка фотоаппарата - дело нелёгкое и ответственное: мало того что нужно учесть все желаемые функции и характеристики прибора, так еще и необходимо найти такой аппарат в подходящей ценовой категории. Самая главная ошибка покупателя - беспрекословное полагание на слова консультанта торгового зала. Как известно, основная задача менеджеров - повышение продаж. Для хорошей рекламы товара маркетологи идут на различные уловки, например указывают в описании к прибору огромное значение зума, а какой именно зум (оптический или цифровой), не указывают, надеясь на некомпетентность покупателя. Чтобы избежать всего этого и выбрать оптимальный прибор, стоит заранее узнать всё о функции зумирования и разновидностях зума.

Что такое зум?

Zoom (зум) - это особый параметр объектива фотоприбора, позволяющий изменять масштаб, тем самым увеличивая удаленные объекты. С его помощью можно издали снимать звезд, масштабировать и фотографировать хоть цветы в окне на 9-м этаже, хоть испытания военной техники и вылет снарядов без всякого психического и физического вреда.

Зум зависит от значения фокусного расстояния. ФР - это длина отрезка от середины линзы до матрицы, т. е. точки фокусировки. Её принято отмечать на объективе в миллиметрах, к примеру, пара цифр 5,8-24 мм: первая цифра - это ФР на коротком конце, а вторая цифра - ФР на длинном конце. Если мы поделим число длинного ФР на число короткого, то получим значение зума, равное четырем.

Цифровой зум

Теперь, когда мы знаем, что такое зум, стоит разобраться в основных его разновидностях: цифровой и оптический. Некоторые камеры объединяют в себе и ту, и другую разновидности.

Цифровой зум, при сравнении с оптическим, - это своего рода фикция, ведь посредством его применения можно получить лишь продукт цифровой переработки, а не реально качественно приближенный объект на фото. Масштабирование происходит посредством растяжения программой центральной части фотографии до тех пределов, пока она не достигнет размера исходного кадра.

Если кратность цифрового зума велика, изображение можно увеличить с меньшими потерями качества, если же мала, то при увеличении качество утеряно безвозвратно. Уже заполненные микрофрагменты невозможно качественно улучшить, так что такие изображения при увеличении сильно пикселизируются.

Тем не менее нельзя однозначно говорить, что, применяя цифровой зум, можно получить лишь изображение низкого качества, ибо методология цифровой обработки не стоит на месте, а непрестанно улучшается. В сравнении с устройствами буквально 7-летней давности, нынешние обработочные программы фотоаппаратов способны значительно увеличивать изображения, причем делается это настолько качественно, что растяжение практически незаметно.

Если же ваши требования этот зум однозначно не удовлетворяет, всегда можно либо отключить, либо сменить в настройках его значение.

Оптический зум

Такой зум - это увеличение изображения путем применения окуляра. За счёт сокращения обзорного угла, т. е. фокусного расстояния, осуществляется приближение объекта на фото. Главным преимуществом оптического зума перед цифровым является тот факт, что при увеличении изображения в нём не уменьшается межпиксельное расстояние, так что качество фото не ухудшается.

Диапазон фокусных расстояний можно увидеть непосредственно на объективе. Естественно, при с оптическим зумом предпочтительно наибольшее его возможное значение, тем более что отрасль не стоит на месте, буквально «штампуя» всё более и более усовершенствованные приборы.

Суперзумы - рекордсмены кратности зума

В нынешнее время оптическим 10-кратным зумом можно удивить разве что 80-летнюю бабушку. Прогресс на лицо, и нынешнее поколение уже вольно наслаждаться компактными камерами, оснащёнными 50-кратным зумом. Это оценивается не просто как прорыв, а как целый скачок, прыжок длиной в поколения. Действительно, что такое зум цифровой, в сравнении с оптическим суперзумом? Компакты с таким зумом по непревзойденному качеству фото уже успели составить ощутимую конкуренцию громоздким наборам из зеркалки и бесчисленных объективов, которые профессиональные фотографы в поте лица тащат на все фотосессии. Естественно, многих из специфических «примочек» высокофункционального фотооборудования такие компакты-суперзумы не заменят, однако в плане мобильности и эргономичности они дают им фору.

В силу того что компакты и так имеют мощный зум, объектив такой камеры не нуждается в постоянном снятии/надевании с целью поиска наиболее подходящего в конкретной фотосессии, так что это предотвращает попадание пыли на матрицу.

Зум также присутствует и в видеокамерах. Самым прогрессивным вариантом в этом случае будет являться суперзум с ручным зуммированием. Даже несмотря на то, что видеокамера с зумом - нынче не новинка, тем не менее наличие в приборе подобной функции - это значительный бонус.

Таким образом, лучше всего выбрать аппарат с оптическим зумом или компакт с суперзумом. Вы уже знаете, что такое зум цифровой и что такое качество увеличения фото. Зум не должен быть главным поводом для покупки аппарата, лучше приобрести хорошую камеру, предусматривающую возможность смены оптики. В таком случае, если желание или иметь высокократный зум вас захлестнут окончательно, всегда можно прикупить подходящий объектив.

Оптический зум это обман! Это маркетинговая уловка производителей недорогих фотоаппаратов. Эта характеристика не даёт никакого понимания о состоянии фотоаппарата и качестве его съёмки.

У большинства потребителей есть стереотип — «Чем больше оптический зум , тем круче фотоаппарат». Это неверно.

Начну своё пояснение с жизненных примеров, а затем перейду к теме.

Пример для понимания расчёта значения оптического зума

Скорость пешехода 2 километра в час. Скорость велосипедиста 14 км/ч. Скорость автомобиля 98 км/ч.

Предположим пешеход — это фотоаппарат в смартфоне, велосипед — это псевдо-зеркальная камера, а автомобиль — это профессиональный фотоаппарат.

• Велосипедист быстрее пешехода в 7х раз (14 делим на 2)
• Автомобиль быстрее велосипеда в 7х раз (98 делим на 14)

Мы получили одинаковые значения множителя — 7x. Очевидно, что автомобиль быстрее пешехода, но кратность скорости в двух случаях одинакова.

Теперь предположим Вы хотите купить новое транспортное средство — мотоцикл. Вы приходите в магазин, а менеджер указывает вам на модель с условным множителем скорости 7х. А теперь ответье себе на вопрос — со скоростью какого транспортного средства сравнивается этот показатель? Если с машинкой на пульте управления, то при её скорости в 1 км/час Вы получите скорость мотоцикла 7 км/ч. Это круто по Вашему? — думаю не круто.

А теперь к цифрам и объективам в фотоаппаратах

Оптический зум — это искусственное значение, получаемое делением большего фокусного расстояния объектива на меньшее.

Если у Вас объектив 10 — 24 мм, то зум равен 2,4 Х

2 Х

Если 14 — 24 мм, то зум равен 1,7 Х

Если 18 — 35 мм, то зум равен 1,9 Х

Если 12 — 24 мм, то зум равен 2 Х

Если 18 — 300 мм, то зум равен 16,7 Х

Если 28 — 300 мм, то зум равен 10,7 Х

Если 80 — 400 мм, то зум равен 5 Х

Объектив 80 — 400 будет приближать значительно сильнее, чем 28 — 300, хотя значение оптического зума у 28 — 300 выше. В итоге 5х становится круче 10,7х если Вы ставите цель приближать объекты.

Запомни! Чем больше значение оптического зума , тем больше потеря светового потока через объектив т.к. сильно усложняется оптическая схема. Это значит, что выдержки с таким объективом должны быть длиннее. Чем больше нужно времени для фото, тем сильнее трясутся руки и фото будет смазанным.

Зачем нужен объектив (фотоаппарат) с большим оптическим зумом?

Такой объектив подойдёт большинству потребителей (покупателей) т.к. с его помощью вы сможете снимать в тесных помещениях или приближать кадр на спортивных мероприятиях, где не будет возможности подойти ближе к объекту съёмки. Делать портреты тоже можно таким объективом.

Также объектив с большим оптическим зумом является хорошим началом для понимания процессов фотографии.

Что такое оптический зум в фотоаппарате?

В фотоаппарате оптический зум — это условная характеристика объектива, который установлен «по умолчанию» на данном фотоаппарате. Характеристика говорит во сколько раз минимальное фокусное расстояние отличается от максимального.

Оптический зум и цифровой зум

Оптический зум лучше цифрового зума . Отличия в способе получения пикселя.

Оптический получается путём сдвига линз в конструкции объектива. В результате меняется только угол обзора и световой поток. Количество отраженных лучей (попадающих в объектив) значительно превышает существующие возможности светочуствительных матриц фотоаппаратов, поэтому каждая точка на матрице будет по-прежнему хранить свой собственный набор из цветовой палитры.

Цифровой зум получается программным методом в фотоаппарате. Каждый пиксель, полученный оптическим путём, начинают делить логически на пропорциональные квадрату пиксели.

Как сфотографировать Луну?

Для этого Вам нужен объектив с минимальным углом обзора. Штатив будет обязателен. Ищите информацию в этом направлении. Оптический зум в этом случае не причём.

Важно! Чем уже угол обзора, тем больше размеры объектива. Фотоаппарат с супер-теле-объективом не поместится в обычный рюкзак или сумку.

Покупая новый цифровой фотоаппарат, необходимо обратить внимание на такой важный параметр как зум. С его помощью объект съемки можно приближать не сдвигаясь с места. И если для новичков он может быть не так важен, то профессионалам обязательно нужно использовать подходящую фотокамеру. Зум бывает двух видов: оптический и цифровой. Чем отличается оптический зум от цифрового и на какой из них стоит обращать внимание.

Что такое зум в фотоаппарате

Зумом называется возможность фотоаппарата приближать и отдалять объект съемки, то есть менять масштаб. Благодаря этому параметру у фотографа появляется возможность сделать снимок чего-либо, расположенного далеко, без всяких проблем.

То, насколько сильно будет увеличение объекта, зависит от . Оно выражает расстояние до центра линзы. Замеряется оно в миллиметрах, а на объективе выглядит, например, так: 28-75 mm. На данном примере показано, что наименьшее фокусное расстояние – 28 мм, а наибольшее – 75 мм. А значение увеличения будет равно наибольшему расстоянию поделенному на наименьшее, то есть в этом случае оно равно 2.8 крат.

Существует две вариации “зумирования” кадра, которые значительно отличаются друг от друга. Некоторые фотоаппараты, обычно низкого ценового сегмента, могут объединять в себе оба вида. Любому фотографу важно понимать, как работает каждый из них, чтобы подобрать нужный для работы.

Оптический зум. Этот вид приближения масштабирует объекты, используя систему линз, из чего и исходит его название. Такая система состоит из нескольких линз, которые перемещаясь могут масштабировать кадр.

Цифровое увеличение. Оно, по сути, не приближает сам объект при съемке, а лишь увеличивает размер участка на самой фотографии. Другими словами, то же самое можно проделать в любом графическом редакторе. При использовании фотоаппарата с таким типом увеличения просто увеличиваются уже имеющиеся пиксели, а новые не добавляются. Поэтому фотокамера не сможет обнаружить новые детали при приближении.

Достоинства и недостатки оптического зума

Зум с применением линз всегда используют фотографы, стремящиеся к качественному результату. При использовании фотоаппарата с таким видом приближения фотографии получаются отлично проработанными даже на очень больших расстояниях. Его использование незаменимо если фотография в дальнейшем будет печататься на больших форматах, поскольку качество останется на высоком уровне. В настоящее время есть фотоаппараты даже с двадцатикратным увеличением, что позволяет отлично сфотографировать малейшие детали на значительно удаленных объектах.

Достоинства

• Фотографии обладают великолепной резкостью и цветопередачей, несмотря на максимальное увеличение, различимы все мельчайшие детали без потери качества;
• При увеличении снимка остается то же разрешение, благодаря чему фотография не становится размытой;
• Фотографию можно растянуть до гигантских размеров, напечатать на рекламном щите или плакате без потери качества.

Недостатки

• Цена таких фотоаппаратов несколько дороже;
• Увеличивается вес;
• За счет увеличенного количества линз в объективе снижается светочувствительность

Достоинства и недостатки цифрового зума

Цифровой зум – это скорее уловка компаний-производителей. Он не приближает объект, а просто растягивает изображение до необходимых размеров. На нужном участке фотографии просто растягиваются уже имеющиеся пиксели. При увеличении таким способом становятся видны промежутки между пикселями. Они смягчаются, благодаря интерполяции, то есть фотоаппарат сам определяет, каким цветом заполнить эти расстояния, но это совсем не улучшает ситуацию. Поэтому такая «приближенная» фотография сильно теряет качество и получается размытой. Но и у фотокамер с «искусственным» зумом есть свои плюсы.

Достоинства

• Несмотря на небольшое качество изображения, его вполне достаточно, чтобы получить хорошее фото для блога или печати на небольшом формате;
• Фотоаппараты с небольшим оптическим зумом, но хорошим пиксельным, имеют гораздо более низкую цену, чем профессиональная техника.

Недостатки

• Низкое качество снимков, которое не подойдет для профессионалов;

Какой вариант лучше использовать

Из написанного выше можно понять, что обе разновидности зума имеют свои плюсы и минусы. Выбор конкретного фотоаппарата зависит только от того, какие цели преследует фотограф.

Если вы любитель и собираетесь делать снимки исключительно для себя, то фотоаппарата с пиксельным приближением будет вполне достаточно, чтобы выложить работы в социальные сети или распечатать для семейного альбома. Да и стоимость такой техники не очень велика, поэтому отлично подойдет при ограниченном бюджете.

Если выбор пал на него, то не стоит доверять выбору продавцов-консультантов, пытающихся убедить, что чем больше цифровой зум, тем лучше. Это совсем не так, а даже наоборот создаст больше проблем. Оптимальным значением будет 4, так изображение будет иметь минимальные искажения. Такого значения хватит, например, для съемки фотокамерой портретов. Конечно, сделать качественное фото отдаленного объекта вряд ли получится. В таком случае лучше просто подойти ближе и не увеличивать фото.

Начинающим фотографам, стремящимся получить что-то большее, чем мыльную фотографии, о цифровом приближении стоит забыть и пользоваться только оптическим. В случае с зеркальными фотокамерами цифрового масштабирования уже и не будет и все будет решаться за счет объективов с разными или же с переменным фокусным расстоянием.

Профессиональным фотографам вообще чуждо определение цифровой зум. Поскольку они часто работают с большими размерами фотографий. Очень важно, чтобы они были качественными, имели хорошую детализацию и цветопередачу. Такой хороший результат сможет обеспечить только приближение с использованием линз. На такую технику придется потратиться как в финансовом плане, так и во временном.

Оптический зум получается путем перемещения линз объектива фотокамеры или видеокамеры, чтобы получить снимок объекта с близкого расстояния, не приближаясь к нему. Цифровой зум позволяет обрезать изображение до фокусной части, а затем увеличить обрезанный кусочек. В чем разница и какой вид увеличения лучше?

Что такое оптический зум?

Фотоаппарат с оптическим увеличением приближает изображение перед его захватом. Это делается путем физического перемещения линз внутри объектива камеры относительно друг друга.

У некоторых фотоаппаратов объектив при использовании функции в буквальном смысле «выдвигается». Так вы условно «приближаетесь» к объекту, который хотите заснять. Линзы увеличивают изображение объекта и позволяют заснять его без потери качества.

Камера с оптическим зумом - объектив выдвигается.

Чтобы уяснить себе разницу между двумя типами приближения, надо запомнить две вещи об оптическом:

• оптический зум - это «хардверный» вариант увеличения;
• приближение происходит до съемки .

Что такое цифровой зум?

Камера с цифровым типом приближения снимает изображение с того отдаления, на котором вы находитесь физически. А потом увеличивает определенную его часть, которую вы хотели бы снять поближе, при помощи программного обеспечения.

Кусочек картинки в буквальном смысле вырезается и растягивается до максимального количества мегапикселей, которое имеет сенсор вашей камеры. Фотоаппараты с высоким разрешением могут увеличивать изображение практически без потерь качества.

Отличие программного зума от «оптики», таким образом, следующее:

• цифровой зум - это «софтверный» вариант увеличения;
• приближение происходит после съемки .

Какой зум лучше: цифровой или оптический?

Разберемся, какой вид приближения дает лучшее качество снимка. Если вам хоть раз приходилось программно увеличивать картинки, нам кажется, вы уже догадались. Но все-таки объясним.

При цифровом приближении обрезается часть изображения, а затем увеличивается до разрешения, с которым снимает ваша фототехника (например, 4000 x 3000, если у ваc аппарат c датчиком на 13 МП). Понятное дело, что из-за этого качество снимка снижается по сравнению с исходным - пиксели растягиваются, картинка размывается.

А вот между оптическим зумом и разрешением фотографии нет никакой связи. «Оптика» увеличивает объект съемки до определенного размера, как если бы вы навели на него лупу. А фотоаппарат снимает «изображение под лупой». Таким образом, у вас получается снимок увеличенного объекта с максимальным разрешением (тем же 4000 x 3000).

Так что «хардверный» вариант, разумеется, дает намного более качественные снимки по сравнению с программным.

Чем улучшить цифровой зум?

Цифровое приближение применяется в большинстве компактных бытовых фотокамер - за это их и прозвали «мыльницами», потому что они как бы «замыливают» фото. А также в ручных видеокамерах, «глазках» видеонаблюдения и абсолютно во всех смартфонах.

Что же делать, если хочется делать красивые снимки на телефон, а покупать профессиональную фототехнику - нет? Посоветуем пару штуковин, которые добавляют «оптику» к камере обычного мобильника.

Внешний объектив

Он надевается прямо на камеру телефона, крепясь к корпусу клипсой. Таким образом, вы можете использовать и преимущества «оптики», и цифровое увеличение телефона, чтобы в комбинации получить суперчеткий снимок. На рынке представлен большой ассортимент таких аксессуаров с разной степенью приближения. Их цена варьируется в районе 500-1500 рублей.