Що таке зум у фотоапараті — 3 технології наближення

У сучасній цифровій техніці поставлені завдання вирішують, вносячи зміни до апаратної та/або програмної частини. Зумування у цьому плані не виняток. Обґрунтуємо, що таке оптичний та цифровий зум у фотоапараті, як наближення впливає на якість знімків.

Що таке зум у фотоапараті: трохи історії та теорії

Зум у фотоапараті — це функція, яка дозволяє змінювати масштаб зображення, наближаючи або віддаляючи об'єкти, не потребуючи переміщення фотографа. Зум може бути оптичним або цифровим.

Оптичний зум працює завдяки механічного переміщення лінз в об'єктиві. Це дозволяє змінювати фокусну відстань та збільшувати зображення, зберігаючи при цьому якість. Оптичний зум вимірюється в кратності (наприклад, 3x, 10x), що вказує на те, наскільки максимальне збільшення зображення більше мінімального.

Цифровий зум працює шляхом масштабування центральної частини зображення без фізичної зміни оптики. Це досягається програмним управлінням, але при цьому може знижуватися якість зображення, оскільки фактично відбувається збільшення роздільної здатності завдяки інтерполяції пікселів.

Обидва типи зуму використовуються для гнучкого знімання, дозволяючи вибирати між ширококутними та телеоб'єктивними перспективами без необхідності змінювати об'єктиви або переміщатися. Оптичний зум зазвичай краще завдяки збереженню якості зображення.

При фотографуванні віддаленого об'єкта масштабування дає можливість отримати зображення з більшою деталізацією. Технологія з'явилася давно, успішно працювала ще на етапі появи перших цифрових мильниць. Зараз в характеристиках вказують, наприклад, оптичне збільшення 3х, що означає, що мінімальна фокусна відстань (ФВ) менша за максимальну в 3 рази. Фотоапарат з зумом 3х може продаватися з об'єктивом, у якого ФВ, наприклад, 18-55 або 70-210 мм. Один і той же зум буває у лінз для портретного та пейзажного фільмування.

Лінзи знімних об'єктивів можуть наближати в 3-4 рази. Якщо йдеться про ширококутні оптичні системи — і того менше. Для коригування ФВ фотограф крутить кільце на оправі фотооб'єктива або користується елементом управління, який дає команду моторчику змінити кратність наближення. Фотооб'єктиви категорії «Фікс» працюють лише на одній ФВ, наближати вони не можуть.

Для фільмування віддалених об'єктів існує окрема категорія фотоапаратів з незнімними об'єктивами. Оптичне збільшення ультразуму часом перевищує 50 або навіть 100х.

Наближати вміють не лише цифрові, а й плівкові фотокамери. Від устрою світлочутливого елемента масштабування не залежить.

Види зумування

Для наближення об'єктів у фільмуванні використовують такі види зумування:

• Оптичне — зміна положення лінз;
• цифрове — обрізка кадру та розтягування отриманого фрагмента до потрібного розміру;
• гібридне — послідовне застосування обох технологій.

Кожен варіант зі своїми плюсами та мінусами. Найбільш ефективно гібридне зумування, але навіть професійним фотографом зазвичай вистачає оптичного.

Інтернет Ілона Маска: Що таке Starlink — встановлення термінала в 4 етапи

Апаратний оптичний зум

Цифрові технології розвивати простіше, ніж удосконалювати оптику, але результат часом розчаровує. Щоб фото в стилі макро вражали, краще використати оптичний зум. Суть технології в тому, що зміщення лінз в об'єктиві забезпечує наближення картинки. Камера перед фотографуванням «включає лупу», а потім на карту пам'яті записується знімок без втрати якості.

Коли оптичне збільшення становить десятки одиниць, це може негативно вплинути на якість фотографій. Складні багатолінзові системи гірше пропускають світло. Проблема вирішується розкриттям діафрагми, але ультразуми рідко продаються зі світлосильними об'єктивами на f/1.8 або f/1.2. Часто доводиться вибирати між світлосильним склом для шикарного боке та лінзами для багаторазового збільшення.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Lenses_with_different_apertures.jpg

Зі збільшенням максимальної ФВ світлосила знімних фотооб'єктивів має схильність до зменшення, наприклад:

Програмне наближення

Розберемося, що таке цифровий програмний зум у фотоапараті. У цьому випадку проводиться наближення потрібного фрагмента після фотографування. При зумуванні пейзажу до кадру потрапляє лише частина панорами. Програмне забезпечення виконує обрізання цього фрагмента та розтягує його в межах кількості мегапікселів, що відповідає роздільній здатності фотоматриці. Якщо мегапікселів вистачає — виходять фотографії високої якості.

Оскільки цифрова технологія не прив'язана до кількості лінз в об'єктиві, проблеми з дефіцитом світла немає. З іншого боку, професійний фотоапарат з матрицею 30-50 Мп може не вписатися до бюджету покупки. У разі бюджетної матриці використання цифрового масштабування призводить до втрати різкості, розмитості зображення.

Цікава стаття: Як користуватися дзеркальним фотоапаратом: 3 етапи до натискання кнопки затвора

Змішаний гібридний зум

Для забезпечення максимального збільшення часом застосовують обидві технології: оптичну та цифрову. У такому разі говорять про гібридне зумування. В основному такий варіант просувають виробники смартфонів, активно використовуючи рекламу. У характеристиках фотоапаратів пишуть окремо значення оптичного та цифрового масштабування. Для отримання загальної кратності збільшення необхідно перемножити цифри.

Технологія реалізована, наприклад, в ультразумі Canon SX70 HS. У нього оптичне наближення — 65х і цифрове — 4х. При перемноженні виходить 260х. Зум такої кратності навряд чи знадобиться. До того ж при такому наближенні якість фотографій погіршиться.

Для додаткового збільшення використовують оптичні телеконвертори — лінзи, які встановлюють між фотоапаратом і об'єктивом. Конвертори зазвичай дають додаткове збільшення на 1,4 або 2х.

Недолік той самий, що і при оптичному зумі — зменшення кількості світла, що потрапляє на фотоматрицю. Доводиться збільшувати ISO та ставити камеру на штатив, щоб уникнути рухів.

Як працює зум або в чому суть технологій наближення

Робота оптичного зуму полягає в зміні положення лінз в об'єктиві. Скло заломлює світло таким чином, що зображення збільшується із заданою кратністю.

Роботу цифрового зуму можна порівняти з наближенням картинки в графічному редакторі без лупи. Наприклад, є знімок 2000х2000 пікселів. Потрібно збільшити фрагмент 500х500. Для цього: виділяємо його, вирізаємо, змінюємо роздільну здатність з 500х500 на 2000х2000. Отримуємо потрібний фрагмент у вихідній роздільній здатності 2000х2000. Якість зображення може серйозно постраждати.

Модна технологія: Що таке ChatGPT у 3 словах: принципи, реєстрація, функціональність

Плюси та мінуси зуму

Переваги оптичного зумування:

1. Збільшення картинки без втрати якості – корисна опція для фотографів, які знімають, наприклад, спортсменів на стадіоні чи тварин у дикій природі. Виходять фотографії з високою роздільною здатністю та винятковою чіткістю.
2. У створенні фото не беруть участь програмні алгоритми, пов'язані з інтерполяцією — отриманням інформації, що бракує, на основі сусідніх пікселів. Такий софт може негативно впливати на якість зображення.

Недоліки:

• Об'єктиви з високим оптичним зумом дорожчі та важчі.
• При сильному наближенні падає пропускна здатність фотооб'єктива. Складно знімати в сутінки або при поганому штучному освітленні.

Переваги цифрового масштабування:

1. Можливість наближення об'єкта без громіздкого об'єктива.
2. Використання технології не впливає на пропускну здатність фотооб'єктива. Збільшення відбувається вже після натискання на кнопку затвора та фіксації картинки на фотоматриці.

Нестача одна, але суттєва — можливе погіршення якості фото: падіння різкості, поява зернистості тощо.

Однойменна програма: Як користуватися Zoom: 10 підказок — налаштування, функції, де зареєструватися

Критерії вибору ультразуму

Камери для фотографування з дальньої дистанції вибирають за тим самим алгоритмом, що й звичайні. Враховують ергономіку, вагу, величину матриці, акумулятор, стабілізацію. У фокусі уваги повинні бути 3 речі: кратність зумування, роздільна здатність сенсора та світлосила об'єктива. Людям, які попередньо почитали о роботі зуму у фотоапараті, вивчили що це таке, оцінили плюси та мінуси, визначитися з вибором простіше.

Ультразуми коштують недорого. Найчастіше їх купують фотолюбителі-початківці, які планують пробувати знімати дітей та дорослих, природу та портрети з різних відстаней, експериментувати з витримками, діафрагмами та ISO. У цьому випадку ультразум обійдеться в рази дешевше за системну камеру з кількома знімними об'єктивами.

Пізнавальна стаття: Як вибрати об'єктив для фотоапарата