携帯電話の初期の誰かが今日にジャンプした場合、彼らは私たちが私たちの電話で最も気にかけている機能の1つがカメラであると混乱するかもしれません。
初期の携帯電話のカメラは絶対にひどいものでしたが、どこにでもカメラを持って行くことができるため、すぐに非常に人気がありました。このように、メーカーはカメラ開発に絶対的な財産を注ぎ込んできました。そして今、私たちはプロのカメラに彼らのお金のために走らせることができるカメラ付きの電話を持っています。少なくとも適切な条件下で。
しかし、現在比較的少数のスマートフォンカメラが持っているものの1つは、光学ズームです。ただし、時間が経つにつれて、より多くの新しい電話でそれが見られるようになります。これ(Which)は、光学ズームとデジタルズームの問題を議論するのに適切な時期です。
「ズーム」とは何ですか？
あなたはおそらくカメラズームが何であるかをすでに知っています。少なくとも、あなたはそれが何をするか知っています。「ズーム」とは、写真の中の遠くにある被写体を近くに写らせる機能です。写真への影響は、オブジェクトまたは人がより多くのスペースを埋めるようにすることで、基本的に写真をリフレームすることです。
この効果を実現するにはさまざまな方法がありますが、ほとんどのスマートフォンカメラはデジタルズームと呼ばれる方法を使用しています。光学ズームが現在使用しているデジタルズーム方式とどのように異なるかを理解するには、まず、大多数の電話で現在使用されているデジタルズームについて説明する必要があります。
みんなやってる：デジタルズーム
デジタルズームは、 (Digital)PhotoShopなどのアプリケーションで写真を切り抜いたりサイズ変更したりするのとほとんど同じです。主な違いは、写真を撮ったりビデオを作ったりしながら、ライブでやっているということです。それで、大したことは何ですか？それはすべてピクセルに帰着します。これ(Which)が、デジタルズームの「デジタル」の由来です。
デジタル画像を拡大すると、より「ピクセル化」されます。これは、ピクセルの供給が固定されているためです。ズームする唯一の方法は、ピクセルを大きくすることです。画像はより粗く、分厚いものになり、忠実度の低い画像になります。
それはスマートフォンにとってはちょっとした惨事のように聞こえますが、デジタルズームされた画像へのピクセル化の影響をそれほど問題にしないようにするために、スマートフォンメーカーによって長年にわたってさまざまなトリックが開発されてきました。最近の電話のカメラには、ほとんどの人が通常必要とするよりもはるかに多くのピクセルをキャプチャできるセンサーが搭載されているためです。したがって、品質を損なうことなく、センサーのフル解像度のセクションに トリミングできます。(crop)
ソーシャルメディア(social media)に適したスナップショットを撮りたい場合はこれで問題ありませんが、カメラのフル解像度で写真を撮りたい場合は、細部を失わずにその一部を拡大することはできません。
ほとんどの人はおそらく、 FaceBook(FaceBook)やInstaGramに真の品質でアップロードできない大規模なフル解像度の画像を気にしないでしょう。しかし、ますます多くの人々がスマートフォンの写真を非常に真剣に受け止めています。つまり(Which)、よりプレミアムなソリューションの市場があるということです。ここで光学ズーム(Which)が登場します。
しゃれは完全に意図されています。
ベンディングライト：光学ズーム
光学ズームは、光を使用して画像を拡大するズームの方法です。拡大鏡と同じように機能し、光学媒体（レンズ）を通して光を曲げて、より大きな画像を作成します。
デジタル一眼レフ(DSLR)（デジタル一眼レフカメラ）などの専用カメラには、レンズを物理的に前後に動かすことでズームできる大きなレンズアセンブリがあります。これにより、レンズとカメラセンサー間の焦点距離が変わります。拡大画像をセンサー全体に投影します。
それがどのように機能するかからおそらくわかるように、これは、レンズを通して投影された拡大画像が、光の中でフル解像度センサー全体をカバーすることを意味します。つまり、ズームインされた画像は、デジタルズームのみのカメラの完全な画像とまったく同じくらい詳細になります。本当にロスレスの画像倍率です。
スマートフォンでは光学ズームが難しい(Zoom Is Hard)
スマートフォンで光学ズームを実現することは簡単なことではありません。あなたは本当に電話の後ろに巨大な電動レンズアセンブリを持つことはできません。しかし、これは実際に試みられました。たとえば、Samsung Galaxy S4 Zoomは基本的に、背面にコンパクトデジタルカメラが接着されたスマートフォンでした。これを見てください：
明らかに、それはあなたがただあなたのポケットに滑り込むことができるものではありません、それがこのアプローチが実際に決して流行しなかった理由です。代わりに、最近のスマートフォンは、携帯電話の背面にカメラを貼り付けるだけです。カメラごとに焦点距離の範囲が異なるため、すべてのカメラを合計すると、光学ズーム範囲が得られます。
これは、たとえば、デジタル一眼レフ(DSLR)に大きな望遠レンズを搭載することと同じではありません。これは、望遠レンズの焦点距離を移動して、異なるズームレベルの画像を同じセンサーに焦点を合わせることができるためです。問題は、ほとんどのマルチカメラスマートフォンのセットアップでは、レンズごとに異なるセンサーが使用されていることです。メインカメラには通常、最大のピクセル数を持つ最大のセンサーが搭載されています。広角カメラと望遠カメラは、より小型で安価なセンサーを搭載しています。
これは全体のポイントを否定しませんか？ある意味(Well)ではそうですが、マルチカメラセットアップは、電話で最高の高品質ズーム範囲を提供します。エンジニアは、これらのさまざまなアプローチを組み合わせて、パーツの合計よりも大きいものにズームインする方法を考え出しました。
両方の長所：ハイブリッドズーム
いわゆる「ハイブリッド」ズームシステムは、デジタルズームや「計算写真」と呼ばれるものとともに、車載カメラの光学機能を使用します。
計算(Computational)写真とは、人工知能やその他の高度な数学的手法を使用して、カメラがキャプチャできる画像を変更および強化する一連のソフトウェア技術を指します。たとえば、人工知能(artificial intelligence)は、より高い解像度でどのように見えるかを「想像」することにより、画像の解像度を上げることができます。
魔法のように聞こえるかもしれませんが、実際にはほとんどの場合かなりうまく機能します。このようなソフトウェア(Software)技術は、搭載されているカメラからのさまざまな画像を組み合わせて、光学ズーム範囲の上限で写真の細部を強調するのにも役立ちます。デジタルズームが登場した場合でも、これらすべての画像データソースとスマートソフトウェアアルゴリズムにより、非常に魅力的な画像を作成できます。
スマートフォンの(A Smartphone)光学ズームイン(Optical Zoom)を気にする必要がありますか？
iPhone 12のようなハイエンドのスマートフォンは、優れた光学ズーム範囲を備えています。想像力の限りでは実際には「望遠」ではありませんが、一般的に、ピクセル化なしで2倍から2.5倍の画像サイズの増加が期待できます。これは、物理的に近づくことができない、適度に近いものの写真を撮るなどの一般的な使用例に最適です。
これは確かに優れた機能ですが、大多数のユーザーはデジタルズームに完全に満足するでしょう。特に、人工知能の素晴らしい一滴で強化されたとき。電話がメインセンサーと同じ解像度で2.5倍を超える光学ズーム範囲を提供し始めたら、立ち上がって注意を払う時が来ます。ただし、執筆時点では、購入の決定に影響を与える機能ではありません。
What Is Optical vs Digital Zoom on a Smartphone?
If someоne from the early days of cellphones were to jump to the present day, they might be confused that one of the feаtures we care most аbout on our phones are cameras.
Early phone cameras were absolutely awful, but the ability to have a camera with you wherever you go, quickly made them extremely popular. Manufacturers have thus been pouring an absolute fortune into camera development and now we have phones with cameras that can give professional cameras a run for their money. At least under the right conditions.
One thing that relatively few smartphone cameras currently have however, is optical zoom. However, you’ll however start to see it in more new phones as time goes by. Which makes it the right time to discuss the issue of optical vs digital zoom.
What Is “Zoom”?
You probably already know what camera zoom is. At least, you know what it does. “Zooming” is a function that makes a subject in your photo who is far away appear close by. The effect on the photo is to essentially reframe it by making the object or person fill more of the space.
There are different ways of achieving this effect, but most smartphone cameras use a method called digital zoom. To understand how optical zoom is different from the digital zoom method we currently use, we’ll first have to explain digital zoom as it’s currently used in the vast majority of phones.
Everyone’s Doing It: Digital Zoom
Digital zoom is pretty much the same thing as cropping and resizing a photo in an application like PhotoShop. The main difference is that you’re doing it live, while taking a photo or making a video. So what’s the big deal? It all comes down to pixels. Which is where the “digital” in digital zoom comes from.
When you enlarge a digital image, it becomes more “pixelated”. That’s because you have a fixed supply of pixels. The only way to zoom is to make the pixels larger. The image becomes grainier, chunker and ends up with a low-fidelity image.
That sounds like a bit of a disaster then for smartphones, but various tricks have been developed by smartphone manufacturers over the years to make the effects of pixelation on digitally-zoomed images less of a problem. Since the cameras on modern phones have sensors capable of capturing many more pixels than most people typically need. So, you can crop to a section of the full sensor resolution without losing any quality.
That’s perfectly fine if you want to capture a snapshot suitable for social media, but if you want to take a photo at the full resolution of your camera, you can’t zoom into any part of it without losing detail.
Most people probably don’t care to have massive, full-resolution images that can’t be uploaded to FaceBook or InstaGram at their true quality anyway. However, more and more people are taking smartphone photography very seriously. Which means there’s a market for more premium solutions. Which is where optical zoom comes into the picture.
Pun totally intended.
Bending Light: Optical Zoom
Optical zoom is simply a method of zoom that uses light to enlarge an image. It works the same as a magnifying glass, bending light through the optical medium (the lens) to create a larger image.
In a dedicated camera, such as a DSLR (digital single-lens reflex camera), you have large lens assemblies that can zoom by physically moving the lens back and forth. This changes the focal length between the lens and the camera sensor. Projecting an enlarged image into the entire sensor.
As you can probably tell from the way it works, this means that the enlarged image projected through the lens covers the entire, full-resolution sensor in light. That means the zoomed-in image has exactly as much detail as the full image on a camera with only digital zoom. It’s truly lossless image magnification.
Optical Zoom Is Hard in a Smartphone
Achieving optical zoom in a smartphone is not a trivial matter. You can’t really have a huge motorized lens assembly on the back of the phone. Although, this has actually been attempted. For example, the Samsung Galaxy S4 Zoom was essentially a smartphone with a compact digital camera glued onto the back. Have a look at this:
Clearly that’s not something you can just slip into your pocket, which is why this approach never really caught on. Instead, modern smartphones simply stick a bunch of cameras onto the back of our phones. Each camera has a different focal length range, so when you add all the cameras together, you get an optical zoom range.
This is not the same as having, for example, a big telephoto lens on a DSLR. That’s because you can move the focal length of the telephoto lens to focus the image at different zoom levels onto the same sensor. The problem is that most multi-camera smartphone setups have different sensors for each lens. The main camera usually has the largest sensor with the highest pixel count. With the wide-angle and telephoto cameras sporting smaller, cheaper sensors.
Doesn’t this negate the entire point? Well in some sense it does, but a multi-camera setup still offers the best high-quality zoom range on a phone. Engineers have come up with ways of combining these different approaches to zoom into something that’s greater than the sum of its parts.
Best Of Both Worlds: Hybrid Zoom
So-called “hybrid” zoom systems use the optical abilities of onboard cameras along with digital zoom and something known as “computational photography”.
Computational photography refers to a set of software techniques that use artificial intelligence and other fancy mathematical methods to change and enhance the images that the camera can capture. For example, artificial intelligence can increase the resolution of an image by “imagining” what it would look like at a higher resolution.
It might sound like magic, but it actually works pretty well in most cases. Software techniques like these can also help combine the different images from the cameras onboard to enhance the details of the photo at the higher end of the optical zoom range. Even when digital zoom comes into play, all these sources of image data and smart software algorithms can create some pretty stunning images.
Should You Care About Optical Zoom In A Smartphone?
High-end smartphones like the iPhone 12 have a good optical zoom range. It’s not really “telephoto” by any stretch of the imagination, but you can generally expect 2x to 2.5x image size increase with no pixelation. This is perfect for typical use cases such as taking a photo of something reasonably close, which you can’t get physically closer to.
It’s certainly a nice feature to have, but the vast majority of users are going to be perfectly happy with digital zoom. Especially when enhanced with a nice dollop of artificial intelligence. If phones start to offer optical zoom ranges above 2.5x at the same resolution as the main sensor, it would be time to sit up and take notice. However, at the time of writing, it’s not a feature that should affect your purchasing decision.
