لماذا لا تعني زيادة عدد الميجابكسل دائمًا صورًا أفضل في هواتف Android: إليك ما يُهم حقًا في الصور

إن سباق الميجابكسل في كاميرات الهواتف الذكية هو أحد أكثر الروايات التسويقية استقرارًا في مجال التكنولوجيا الاستهلاكية. يجلب كل موسم إطلاق موجة أخرى من التسويق إلى مكتبي.

هذه المرة، الرقم الرئيسي هو 200. تتميز أحدث هواتف Android الرائدة من Samsung و Honor و Vivo و Motorola بكاميرات بدقة 200 ميجابكسل.

من السهل أن نفترض أن الأكبر يعني الأفضل، وأن هذه القفزة ستجعل كاميرات الهواتف لا يمكن تمييزها عن المعدات الاحترافية.

بعد سنوات من اختبار الهواتف عبر مختلف الفئات السعرية، تعلمت أن أنظر إلى ما وراء المواصفات الرئيسية. لم أعد أهتم بعدد الميجابكسل.

المستشعرات الصغيرة، والبكسلات الصغيرة، والحدود الحقيقية لكاميرات الهواتف

وصلت المنافسة على عدد الميجابكسل إلى الحد الفعلي بسبب حجم مستشعرات الهواتف الذكية. فمستشعرات الهواتف أصغر بكثير من مستشعرات كاميرات DSLR أو الكاميرات عديمة المرآة.

مع سعي الشركات المصنعة لحشر 12 ميجابكسل أو 48 ميجابكسل أو 108 ميجابكسل أو حتى 200 ميجابكسل في مستشعرات صغيرة للغاية، يضطر كل بكسل (موقع ضوئي) إلى التقلص. هذا الازدحام في البكسلات يغير الطريقة التي يلتقط بها المستشعر الضوء.

البكسلات الأكبر تجمع المزيد من الضوء وتنتج إشارة أنظف. أما البكسلات الأصغر، فتجمع عددًا أقل من الفوتونات وتنتج إشارة أضعف.

هذه الإشارة الضعيفة يجب تضخيمها إلكترونيًا في ظروف الإضاءة المنخفضة لإنشاء صورة ذات إضاءة مناسبة.

التضخيم يضيف تشويشًا رقميًا، يظهر على شكل حبيبات أو تنقيط، خاصة في الظلال والألوان المسطحة. بعبارة أخرى، كلما زاد التضخيم، زادت التشويشات.

المزيد من الضوء في المستشعرات الأكبر يحسن النطاق الديناميكي، وهو القدرة على التقاط التفاصيل في الإضاءة الساطعة والظلال الداكنة للمشهد. النطاق الديناميكي الأوسع يعني صورًا أكثر واقعية.

لهذا السبب يمكن لكاميرا DSLR بمستشعر كبير بدقة 16 ميجابكسل أن تنتج صورًا أنظف وأكثر ثراءً من هاتف بدقة 200 ميجابكسل. الجودة تتفوق على الكمية عندما يتعلق الأمر بحجم المستشعر.

البرمجيات، وليست المستشعرات، هي السر وراء صور الهاتف الرائعة

لقد كانت القفزة الأكبر في التصوير الفوتوغرافي عبر الهاتف المحمول في مجال البرمجيات. تستخدم كاميرات الهواتف مستشعرات صغيرة تعاني من التشويش ونطاق ديناميكي محدود، لذلك اعتمد المهندسون على التصوير الحسابي للتعويض عن ذلك.

بدلاً من التعامل مع الصورة كتعريض ضوئي واحد، تعامل الرواد مثل Marc Levoy في Google معها كبيانات يتم التقاطها وتحسينها.

يلتقط الهاتف إطارات متعددة، ويقوم بمحاذاتها، ويستخدم الخوارزميات لاستخراج التفاصيل، وتقليل التشويش، وموازنة الإضاءات والظلال. هذا ما يسمى بالتصوير الحسابي، وهو جوهر جودة صور الهواتف الذكية الحديثة.

أصبحت سلسلة هواتف Google Pixel هي الدليل القاطع على ذلك. فقد تصدرت تصنيفات الكاميرات بمستشعر متواضع بدقة 12 ميجابكسل بينما طارد المنافسون مستشعرات بدقة 48 ميجابكسل و108 ميجابكسل.

الدرس المستفاد واضح. يمكن لمستشعر مُعدَّل جيدًا ومقترن بمعالجة حسابية قوية أن يتفوق على أجهزة أكبر ذات ميجابكسل أعلى بدون برامج قادرة بنفس القدر. البرمجيات هي التي تصنع الفرق الحقيقي، وليس مجرد حجم المستشعر.

هل هواتف الـ 200 ميجابكسل تعطي صورًا بدقة 12 ميجابكسل حقًا؟

إن تقنية تجميع البكسلات (Pixel binning) دليل قاطع على أن السباق نحو المزيد من الميجابكسل هو مجرد حيلة تسويقية. يلجأ المهندسون إلى هذه التقنية للتغلب على عيوب البكسلات الصغيرة والمزدحمة.

تسمح تقنية تجميع البكسلات لمعالج إشارة الصورة (ISP) بدمج البكسلات المتجاورة في بكسل واحد كبير.

الأنماط الشائعة هي 2×2 (4→1، رباعي)، و 3×3 (9→1، غير-نوني)، و 4×4 (16→1). على سبيل المثال، مستشعر بدقة 108 ميجابكسل مع تجميع 9 إلى 1 ينتج صورًا بدقة 12 ميجابكسل افتراضيًا (108/9=12).

وبالمثل، تستخدم العديد من مستشعرات الـ 200 ميجابكسل تجميع 16 إلى 1 لإنتاج صور بدقة ~12.5 ميجابكسل (200/16=12.5). تحاكي هذه التقنية تجميع الضوء الناتج عن عدد أقل من البكسلات الأكبر حجمًا.

يعمل البكسل الفائق على تعزيز الحساسية وتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء عن طريق جمع أو حساب متوسط قيم البكسلات المجاورة.

الهدف ليس تقديم صور بدقة 200 ميجابكسل، بل استخدام مستشعرات بدقة 200 ميجابكسل لإنتاج صور أفضل بدقة 12 ميجابكسل. جوهر اللعبة يكمن في جودة البكسل، وليس في عددها.

توضح هذه الدورة أن التركيز على عدد أكبر من البكسلات يصرف الانتباه عن الهدف الحقيقي، الذي يجب أن يكون الحصول على بكسلات أفضل.

كيف يشكل Instagram و TikTok تصورنا لجودة كاميرا الهاتف؟

مواصفات الكاميرا ليست سوى جزء من المعادلة. إن تصور المستخدم لجودة الكاميرا يتشكل ليس فقط من خلال المكونات المادية للهاتف، ولكن أيضًا من خلال سلسلة البرامج الكاملة التي تمر بها الصورة.

يتشارك المستخدمون معظم صور الهواتف الذكية ويشاهدونها على منصات مثل Instagram و TikTok و Facebook.

تتعامل هذه الخدمات مع كميات هائلة من التحميلات اليومية، ويجب أن تحافظ على سرعتها عبر مليارات الأجهزة وسرعات الشبكة المتفاوتة.

وهي تفعل ذلك عن طريق ضغط الصور بشكل كبير. وهناك عنق زجاجة آخر يتمثل في كيفية تحسين تطبيقات الطرف الثالث لنظام التشغيل iOS مقارنة بنظام Android.

تتميز أجهزة Android بتنوع كبير. حيث تمزج آلاف النماذج من عشرات العلامات التجارية المختلفة بين المستشعرات والعدسات ومعالجات الصور المختلفة.

بالنسبة لفرق مثل Instagram أو Snapchat، فإن التحسين الأمثل لكل تكوين Android أمر غير واقعي، لذلك يتبنى الكثيرون مسارًا واحدًا يناسب الجميع.

على النقيض من ذلك، تشحن Apple عددًا قليلاً من طرازات iPhone كل عام. يتيح هذا الاتساق للمطورين ضبط التطبيقات للوصول إلى مجموعة الكاميرات بكفاءة.

ونتيجة لذلك، غالبًا ما تبدو الصور التي يتم تحميلها داخل التطبيقات الاجتماعية أفضل على iPhone منها على هاتف Android، حتى عندما يكون لدى جهاز Android نظام كاميرا أفضل. هذا يعني أن تجربة المستخدم على iPhone غالبًا ما تكون أكثر سلاسة من حيث جودة الصورة في التطبيقات الشائعة.

القوة الحقيقية لكاميرتك لا تزال بين يديك

بعد كل الحديث عن المستشعرات والبرامج والخوارزميات الاجتماعية، قد تشعر وكأن جودة الصورة أصبحت خارجة عن سيطرتك. لكن هذا أبعد ما يكون عن الحقيقة.

أقوى ميزة في أي كاميرا هي الشخص الذي يحملها. بدلاً من مطاردة الزيادات في عدد الميجابكسل، ركز على الأساسيات. فالإبداع الحقيقي يكمن في عين المصور وقدرته على توجيه الكاميرا.

أولاً، تعلم كيف ترى الضوء. الضوء هو المكون الخام لكل صورة، وحتى أفضل مستشعر في العالم لا يمكنه إنقاذ صورة تم التقاطها في إضاءة سيئة. فالإضاءة الجيدة هي أساس الصورة الرائعة، سواء كانت طبيعية أو اصطناعية تم التحكم بها بمهارة.

كلما أمكن، استخدم الضوء الطبيعي. لا تزال مستشعرات الهواتف الذكية تعاني في الأماكن المغلقة على الرغم من التحسينات الحسابية. فالضوء الطبيعي يمنح الصورة حيوية وواقعية لا يمكن محاكاتها بسهولة.

ثانيًا، أتقن التكوين. صورة جيدة التكوين لموضوع بسيط أفضل بكثير من صورة فوضوية تم التقاطها بهاتف سعره 2000 دولار. فالتكوين الجيد يوجه عين المشاهد ويخلق صورة جذابة بصريًا، بغض النظر عن جودة الكاميرا.