Ciemna strona pogoni za jak największym zoomem optycznym w smartfonach

Branża fotografii smartfonowej przeżywa złoty okres, jest w czym wybierać, a teleobiektywy stają się jednym z wyznaczników postępu. Co już można osiągnąć za pomocą topowych modeli pokazuje nasz ekstremalny test-porównanie, w którym dwa aparaty mają zoom 5-krotny. A teraz wyobraźcie sobie, że specjalna wersja Huawei P40 Pro Premium Edition ma mieć podobno nawet 10-krotny zoom optyczny. Podobna plotka dotyczyła też Samsunga Galaxy S20 Ultra, ale w tym przypadku skończy się prawdopodobnie na zoomie dwa razy mniejszej krotności.

Spodziewany wygląd Huawei P40 Pro Premium Edition na podstawie przecieków

Również doniesienia dotyczące Huawei P40 Pro Premium Edition należy traktować z dystansem, ale brzmią one smakowicie. Model P40 Pro Premium Edition błyszczałby nawet w porównaniu z P40 Pro - ten ma mieć wciąż zoom 5-krotny, podobny jak w P30 Pro. Są zalety takiego rozszerzania zakresu zoomu optycznego, sam lubię fotografować z hybrydowym zoomem 10x za pomocą P30 Pro. Cieszę się gdy uda się zrobić dobrej jakości zdjęcie, złoszczę gdy warunki i oprogramowanie nie pozwolą. Ucieszyłaby mnie możliwość skorzystania z teleobiektywu z optycznym zoomem 10x nie tylko w edycji premium, ale …

… skłonność do stosowania coraz większej krotności zoomu w obiektywie tele, ma też swoją ciemną stronę. Pytanie „po co?” jest jak najbardziej na miejscu. I to nie tylko w przypadku wymienionych smartfonów. Dlatego spójrzmy się na problem z perspektywy całej branży mobilnej.

Zoom optyczny 10x nie zawsze przynosi same korzyści

Zoom optyczny 10x w obiektywie smartfonowym oznacza odpowiednik ogniskowej około 240-270 mm (zależnie od aparatu) w przypadku aparatu pełnoklatkowego. To już bardzo wąskie pole widzenia, które pozwala na ciekawe ujęcie wielu odległych motywów i to jest niezaprzeczalny zysk.

Zdjęcie wykonane smartfonem na hybrydowej ogniskowej odpowiadającej zoomowi x10

Jednocześnie mocno utrudnia wykonanie ujęć obiektów znajdujących się bliżej, ale na tyle daleko, że główny aparat ma zbyt szerokie pole widzenia. A gdy przyjrzymy się wykonywanym przez nas zdjęciom, ocenimy co lubimy i jak lubimy fotografować to okaże się, że wcale nie śpieszno nam do bardzo wąskiego pola widzenia. To właśnie te pośrednie są częściej używane. I może to dlatego Samsung dość długo pozostaje przy zoomie 2x czyli bardzo praktycznej ogniskowej około 52 mm.

A co z pośrednimi krotnościami zoomu? - tu zaczyna się problem

No dobrze. Skoro mamy zoom optyczny 10x i zoom optyczny 1x w podstawowym aparacie to w czym problem? W tym, że zoom w smartfonie zapewnia dyskretne wartości ogniskowych optycznych, a nie ich ciągły zakres. Najczęściej to dwie (normalnie i tele) lub trzy (ultraszeroko, normalnie i tele) ogniskowe. Zmniennoogniskowy obiektyw 24-200 mm w cyfrówce ma tych ogniskowych teoretycznie nieskończenie wiele.

Zwykły kompakt z obiektywem 24-70 mm. Zoom około 3x, a wszystkie ogniskowe optyczne.

Smartfon z zoomem również około 3x, ale tylko skrajne ogniskowe optyczne

Tymczasem w smartfonie wszystkie pośrednie ogniskowe (krotności zoomu) będą hybrydowe, gdyż generowane zostaną na podstawie analizy obrazu wykonanego na dostępnych ogniskowych. Interpolować czy też ekstrapolować rozdzielczość obrazu można, ale nie da się tego robić w nieskończoność bez konsekwencji dla jakości zdjęć. Nawet zaprzęgniecie do pomocy algorytmów SI ma swoje granice.

Różnica pomiędzy zoomem hybrydowym i optycznym - zauważalna, ale nie zawsze i nie przez każdego

Mając smartfon z obiektywem głównym i teleobiektywem z zoomem 10x dostaniemy świetne, być może rewelacyjne, zdjęcia na minimalnej i maksymalnej ogniskowej. A pomiędzy coś co, im bardziej będzie rosnąć krotność zoomu w aparacie tele, coraz bardziej będzie przypominać kiepskiej jakości zdjęcie wykonane na klasycznym zoomie cyfrowym. Już obecne na rynku smartfony dowodzą tej tezy.

Oczywiście tę różnicę, hybryda czy optyka, trzeba zauważyć. Gdy warunki oświetleniowe są słabe będzie to trudne, a gorszą jakość zdjęcia łatwo usprawiedliwimy innymi powodami. A to wtedy oprogramowanie aparatu rezygnuje często z użycia teleobiektywu na rzecz zoomu hybrydowego i korzysta z głównego aparatu. Powód jest prosty - teleobiektyw ma niższą jasność niż główny aparat, a priorytetem zawsze jest nieporuszone zdjęcie i maksymalnie krótki czas naświetlania.

Porównanie zoomu optycznego i hybrydowego o tej samej krotności przy zdjęciu o zmroku w trybie nocnym (zoom hybrydowy wyżej, optyczny niżej). Zdjęcie wykonane smartfonem Honor 20 Pro

Takie przełączenie z teleobiektywu na zoom hybrydowy może tez nastąpić przy dobrym oświetleniu lub kłopotliwym motywie (nie zapominajmy, że dziś smartfonowe aparaty chcą myśleć za nas jak najczęściej). Moment przełączenia jest zauważalny, ale gdy zmiana nastąpi wykrycie, który obraz jest który, bez powiększania i porównania wykonanych zdjęć, już nie.

Przyczyna różnic w jakości zdjęć może być też bardziej oczywista. To splot niesprzyjających okoliczności mimo zastosowania teleobiektywu - nieskuteczna stabilizacja, niewłaściwa ekspozycja, niewłaściwe przetwarzanie przez oprogramowanie aparatu (przykład poniżej).

Wycinki dwóch zdjęć wykonanych Huawei P30 Pro obiektywem z zoomem optycznym jedno po drugim, a mimo to różny efekt końcowy

I dlatego takie sztuczki uchodzą płazem aparatom smartfonów. Fotograf myśli że używa teleobiektywu, a w praktyce to tylko sprawnie działające oprogramowanie głównego obiektywu. Z pomocą przychodzą też stosunkowo niewielkie przekątne i spora rozdzielczość ekranów urządzeń kategorii mobilnej.

 
Zdjęcia wykonane z zoomem optycznym czy hybrydowym? No właśnie, zdecydujcie samodzielnie

Wtręt - porada jak określić na jakim typie zoomu zrobione jest zdjęcie

Gdy fotografujemy na krotnościach zoomu innych niż zoom teleobiektywu sprawa jest oczywista - zoom jest hybrydowy. Ale nawet jeśli w danych EXIF zdjęcia, które można odczytać we właściwościach pliku (w smartfonie, na komputerze) lub przeglądarką taką jak IrfanView, mamy ogniskową odpowiadającą parametrom obiektywu nie mamy gwarancji, że zoom był optyczny. Jest jednak pewien sposób by się o tym przekonać.

Oba zdjęcia wykonano na zoomie odpowiadającym teleobiektywowi, a mimo to oba są wykonane z zoomem hybrydowym

Praktycznie każdy smartfon w danych EXIF zapisuje informacje o jasności obiektywu. Jeśli więc wiemy, że teleobiektyw z zoomem x3 (zwykle około 80 mm) ma jasność f/2.4, a w EXIFie zdjęcia wykonanego na ogniskowej odpowiadającej temu teleobiektywowi mamy jasność obiektywu głównego,. to zoom z pewnością był hybrydowy.

Ta sama ogniskowa, ale część EXIF zdjęć opisująca jasność inna, co sugeruje różnice w typie zoomu

Na razie teleobiektywy są ciemniejsze niż aparaty główne, więc ta porada powinna działać w większości przypadków. W przyszłości producenci powinni poprawić się z opisem zdjęć za pomocą metadanych, ale jak wiadomo nie jest to im na rękę.

A może więcej niż jeden teleobiektyw, czyli co zrobiło Xiaomi

Pewnym rozwiązaniem ratunkowym jest stosowanie pośredniej krotności zoomu optycznego, co oznacza zwiększenie liczby aparatów na tylnej ściance. Tak stało się w Xiaomi Mi Note 10, który ma teleobiektyw 2x i 5x. Jednak szkoda, że nie przyłożył się ich wsparcia w wystarczającym stopniu. Efekty zdjęciowe nie są złe, smartfon jako aparat z zoomem jest godny polecenia, ale mogłoby być lepiej - przykłady poniżej, celowo wykonane w trudnych warunkach oświetleniowych.

Zdjęcie z obiektywu głównego w Xiaomi Mi Note 10

Zdjęcie z zoomem optycznym x2

Zdjęcie z zoomem optycznym x5

Bardzo dobrze na zoomie hybrydowym w stosunku do optycznego radzi sobie z kolei Oppo Reno 10x Zoom. Hybrydowe krotności są domyślnie proponowane przez przyciski zoomu w aplikacji aparatu. Dlatego mniej dociekliwi użytkownicy mogą nie zdawać sobie sprawy, że nie używają pełni potencjału obiektywu tele, bo zdjęcia prezentują się i tak świetnie. Oppo proponuje zoom 6x, a nie 5x, jak wynikałoby to z parametrów optyki.

 
Zdjęcia ze smartfonu Oppo Reno 10x Zoom na zoomie hybrydowym, ale bliskim optycznego

Zwiększanie ogniskowej teleobiektywu w smartfonie - jak zrobić to dobrze

Sposoby na zapewnienie fotografującym zarówno wypasionego teleobiektywu jak i dobrej jakościowo i praktyczniejszej (chętniej wykorzystywanej) ogniskowej tele są dziś trzy.

• zwiększenie liczby aparatów poprzez zastosowanie więcej niż jednego obiektywu tele
• dalszy rozwój oprogramowania i algorytmów dla zoomu hybrydowego
• zastosowanie obiektywu zmiennoogniskowego (płynna zmiana zoomu optycznego)

Dziś optymalne wydaje się połączenie dwóch pierwszych opcji - czyli doskonalenie istniejących już rozwiązań tak jak ma to miejsce w branży aparatów fotograficznych, a nie tylko pogoń za cyferkami. To konieczne jeśli chcemy widzieć na wszystkich zdjęciach z danego smartfona realny postęp, a nie tylko na tych wykonanych przy skrajnych ogniskowych. Trzecia opcja w urządzeniu, które ma być smartfonem, a nie aparatem z funkcjami smartfonu, to wciąż problem techniczno-konstrukcyjny.

Zmniejszenie różnic pomiędzy jakością zoomu optycznego i hybrydowego wywinduje fotografię smartfonową na nowy jeszcze lepszy poziom 

Bez zadbania o jakość zoomu hybrydowego lub zapewnienia optycznego zoomu o pośredniej krotności pogoń za maksymalnym zoomem optycznym okaże się w końcu tylko sztuką dla sztuki. To trochę tak jakby mieć mało precyzyjny kalkulator inżynierski zamiast precyzyjnego kalkulatora standardowego, gdy ograniczamy się przede wszystkim do czterech działań podstawowych.

Źródło: Inf. wlasna, gsmarena.com, fot: Sony (aparat RX100 V), Karol Żebruń (smartfon i przykłady), pixabay (wejscie), @evleaks (P40)

Czytaj więcej o technologiach w fotografii:

• 108 Mpix smartfon vs 102 Mpix cyfrówka - wynik do przewidzenia, ale i tak warto to zobaczyć
• Dlaczego Canon EOS-1D X Mark III to idealna lustrzanka na zawody sportowe
• Canon uprości pracę fotografa - algorytm AI podzieli zdjęcia na te lepsze i gorsze