Hvis du nyder at tage billeder med din telefon og har set "periskopzoom" i de tekniske specifikationer, undrer du dig måske over, hvad det i alverden er, og hvorfor det kun vises på de dyrere modeller. Sandheden er, at denne teknologi... Det har fuldstændig ændret den måde, vi griber scenen an med en smartphonehvilket giver mulighed for stigninger, der for et par år siden lød som science fiction, uden at man skulle slæbe rundt på et kæmpe kamera.
I de senere år er vi gået fra typisk 2x forstørrelse til mobiltelefoner, der er i stand til at tilbyde 5x, 10x optisk zoom og endda hybridkombinationer op til 100xAlt dette i et slankt design, der passer i lommen. Bag denne "magi" ligger avanceret optik, prismer, spejle, kunstig intelligens og adskillige tekniske løsninger, der kan håndtere den ekstremt begrænsede plads i en telefon.
Hvad er periskopzoom præcist på mobiltelefoner?
Når vi taler om periskopzoom i mobiltelefoner, refererer vi til en type telefotokamera, der bruger en et system af linser og prismer arrangeret i form af et periskop for at opnå høj optisk forstørrelse uden at kameramodulet stikker for meget ud.
I et traditionelt kamera er teleobjektivet placeret med linserne er justeret direkte foran sensorenoptager meget dybde (længde). Hvis dette blev gjort i en moderne mobiltelefon, ville kameraets "pukkel" være enorm, og enhedens tykkelse ville stige dramatisk, noget som er uacceptabelt i nuværende smartphone-design.
Den periskopiske zoom vender problemet om: i stedet for at placere hele samlingen i en lige linje bagud, positionerer brandet Sensoren og teleobjektivet er på den ene side af telefonen, i en vinkelret retning i forhold til den linse, du ser på ydersiden. Mellem den eksterne linse og den interne optiske samling er der et prisme eller spejl, der afbøjer lyset 90 grader, ligesom et lille ubådsperiskop.
Takket være dette optiske trick kan ingeniører bruge meget længere brændvidder, på 100 mm eller mere tilsvarendeDette kan sammenlignes med den cirka 50 mm brændvidde, som mange konventionelle mobiltelefonteleobjektiver bruger. Det er denne større brændvidde, der giver os mulighed for at komme meget tættere på motivet uden at ty til digital beskæring.
Hvordan fungerer den periskopiske mekanisme trin for trin?
For fuldt ud at forstå denne teknologi, forestil dig mobiltelefonens inderside som en lille L-formet tunnel. I den ende, der vender udad, er der en rektangulært vindue, hvorigennem lyset kommer indDet lys rammer et prisme eller et system af spejle, der afbøjer det 90 grader og sender det langs periskopets indre "arm".
Langs den arm er der placeret adskillige linser, der er ansvarlige for at fokusere, styre og forstørre billedet, før det når sensorenDa denne interne bane er længere end mobiltelefonens tykkelse, kan en telefotobrændvidde opnås uden at kameraet stikker så meget ud bagfra.
I mange designs er hele denne samling monteret som en L-formet optisk tunnelJo længere den indvendige sektion mellem inputlinsen og sensoren er, desto større er zoomområdet. I telefoner med 5x eller mere periskopzoom er denne indvendige sektion betydeligt længere end i et standard smartphone-telefotokamera.
Denne konfiguration udnytter den begrænsede plads i telefonens kabinet bedst muligt. Det praktiske resultat er, at sensoren og linserne har en mere effektiv bevægelsesretning til at generere lys. en kraftfuld ægte optisk zoomuden udelukkende at ty til digital zoom eller forvandle mobiltelefonen til en mursten.
Hvorfor var periskopzoomen banebrydende?
Det store spring i popularitet af periskopzoom kom i 2019 med Huawei P30 Pro, en af ​​de første mobiltelefoner, der bragte denne teknologi til offentlighedenDenne model tillod 5x optisk zoom, mens de fleste smartphones var begrænset til højst 2x med deres klassiske teleobjektiver.
De 5x betød, at man i forhold til hovedkameraet kunne Kom fem gange tættere på motivet uden tab af kvalitetVed at kombinere optisk zoom med behandlingsalgoritmer og digital beskæring opnåede P30 Pro desuden en meget anstændig 10x hybridtilstand for tiden, noget der gjorde den til en benchmark inden for mobilfotografering.
Fra det øjeblik hoppede mange mærker med på vognen. Samsung lancerede det med det første med Galaxy S20 Ultra, som senere udviklede sig til modeller som Galaxy S21 Ultra og den nuværende Galaxy S23 UltraAlle har periskop-teleobjektiver med høj forstørrelse. I Android-serien skiller telefoner som adskillige Xiaomi Mi 10-modeller, Mi 10 Ultra med op til 120x hybridzoom, Realme X3 SuperZoom og OPPO Reno 10x Zoom og Find X2 Pro sig også ud.
Selv Apple, der er mere konservative i denne henseende, er endt med at integrere et periskop-teleobjektiv i iPhone 15 Pro Max tilbyder 5x optisk zoom og op til 25x digital zoom.Andre producenter som f.eks. Ær De bruger også dette system i mobiltelefoner som Magic 5 Pro.
Fordele ved periskopzoomobjektiver sammenlignet med andre teleobjektiver
Den største fordel ved denne type arkitektur er, at den muliggør en større optisk zoomområde uden at forstørre kameramodulet absurdtVed at placere sensoren til den ene side og bruge prismer eller spejle til at afbøje lyset, får du mest muligt ud af telefonens indre rum.
Dette resulterer i teleobjektiver med en længere brændvidde og dermed i et realistisk nærbillede af motivet uden væsentligt tab af detaljerI modsætning til digital zoom opretholder periskopisk zoom skarphed og dynamisk område, da forstørrelsen sker fysisk gennem linser, ikke ved at opfinde pixels via software.
En anden stor fordel er alsidighed. En enkelt mobiltelefon kan kombinere en ultravidvinkel (0,5x), et hovedkamera (1x), et kort teleobjektiv (2x eller 3x) og et langt periskopteleobjektiv (5x eller mere)Dette giver dig mulighed for at dække alt fra meget vidvinkelbilleder til fjerne nærbilleder uden at flytte dig fra din plads, som det er tilfældet med iPhone 15 Pro Max eller Galaxy Ultra.
Desuden udnytter mobiltelefoner, der har disse teleobjektiver, normalt bredt optisk område for yderligere at forbedre hybridzoomenFra 5x optisk zoom tilføjer softwaren beskærings- og forbedringsalgoritmer for at opnå spektakulære tal som 50x, 100x eller 120x, altid med den forbehold, at jo højere du går, jo mere afhængig er du af behandlingen, og jo lavere er den faktiske kvalitet.
Billedkvalitet: optisk, digital og hybrid
Før vi fortsætter, er det værd at præcisere forskellene mellem optisk zoom, digital zoom og hybridzoomfordi de er meget blandede i markedsføring, og det ikke altid er tydeligt, hvad telefonen laver, når man kniber skærmen.
El optisk zoom Det er den traditionelle metode: den opnås ved at flytte elementer på objektivet eller skifte objektiv, så billedet forstørres, før det når sensoren. Der er ingen beskæring af billedet eller pixelinterpolation. Derfor, alt andet lige, Den optiske zoom giver den bedst mulige kvalitet, uden tab af skarphed eller fine detaljer.
El digital zoomDet er dog ren matematisk trick. Telefonen afskærer en central del af sensoren og derefter udvider den del ved hjælp af software og opfinder mellemliggende pixelsDette resulterer i et stigende kvalitetstab, når du øger forstørrelsen, med mere støj, færre detaljer og i sidste ende et mere "falsk" billede.
El hybrid zoom Den kombinerer begge verdener. For det første udnytter den den tilgængelige optiske zoom fuldt ud (for eksempel op til 5x med periskopet), og derfra... Digital beskæring og avanceret behandling med kunstig intelligens er tilføjet. at fortsætte med at zoome ind uden at billedet pludselig kollapser. Det er en mellemløsning, der, når den udføres korrekt, giver dig mulighed for at zoome meget tættere ind, samtidig med at du opretholder en rimelig kvalitet.
I nutidens avancerede smartphones er behandlingsalgoritmer og AI forbedret så meget, at moderat digital zoom (op til cirka 3x på hovedkameraet eller lidt mere på teleobjektivet) er ret brugbar, især til fotos, der skal vises på en skærm. små skærme eller på sociale medierMen til udskrifter, store udskæringer eller scener med svagt lys er det optiske objektivet, der er konge.
Hvordan opfører de forskellige typer zoom sig i praksis?
I daglig brug er periskopzoomen især mærkbar i scener, hvor du har brug for det stor afstand fra motivet: dyreliv, sport, koncerter, fjern arkitektur eller endda detaljer om bygninger, når du rejser eller astrofotografiMed en 5x optisk zoom af høj kvalitet kan du tage meget nærbilleder, der ville være umulige med et hovedkamera, uden at beskære billedet voldsomt.
For eksempel tilbyder nogle premium-mobiltelefoner Op til 10x ren optisk zoom takket være avancerede periskopmodulerDerudover kommer hybridtilstande i spil, som kan strækkes op til 20x med acceptabel kvalitet og nå 100x, hvis vi antager en mærkbar forringelse, især fra 30x og fremefter.
I portrætfotografering bruger mange mobiltelefoner tilsvarende brændvidder mellem 85 mm og 135 mm for at opnå en behagelig kompression af ansigtstræk og en naturlig bokehTil dette område fungerer et 5x periskopteleskop særligt godt til at isolere motivet fra baggrunden, forudsat at lyset er tilstrækkeligt.
Under svagt lys opstår en af ​​udfordringerne ved periskopisk zoom: at have lange brændvidder og mindre blænderMindre lys når frem til sensoren. Dette tvinger dig til at øge ISO-værdien og bruge aggressiv billedbehandling for at reducere støj, hvilket kan få billedet til at se unaturligt ud. Derfor gør sensorkvalitet, optisk billedstabilisering og software så stor forskel mellem modeller, og hvis du vil vide mere om baggrundssløring, kan du se [link/reference]. Hvorfor bliver mine billeder delvist slørede?.
Zoomkontinuitet: den store udfordring for mobiltelefoner
Der er et vigtigt illusionistisk trick i moderne mobilfotografering: når du glider fingeren fra 1x til 5x på kameraets brugerflade, Der er ikke et enkelt objektiv, der ændrer brændvidde som i et professionelt zoomobjektiv.Det, der rent faktisk sker, er, at telefonen hopper mellem faste sensorer (primær, kort tele, periskop) og udfylder mellempunkterne med digital beskæring og AI.
Denne ændring fra et kamera til et andet forårsager problemer i mange mobiltelefoner. pludselige spring i farve, kontrast og detaljeniveauDerfor ser billedet værre ud ved nogle mellemstore forstørrelser end ved 1x eller 5x, selvom du i teorien zoomer ind.
For at løse dette problem arbejder nogle producenter på kontinuerlige optiske zoomsystemer Til mobiltelefoner. I stedet for kun at have to eller tre faste brændvidder er ideen, at objektivet kan variere jævnt og bevare skarpheden i hele spektret, ligesom en professionel videozoom, men i et mindre format.
Mærker som Sony har allerede testet løsninger af denne type med begrænsede rækkevidder, og LG har endda fremvist lignende koncepter. For nylig har Tecno præsenteret et ambitiøst forslag kaldet "Freeform Continuum Telephoto", som på papiret Den tilbyder kontinuerlig optisk zoom fra 1x til 9x Opretholdelse af kvalitet ved hjælp af fysiske principper som de såkaldte "Alvarez-linser".
Disse linser anvender to fritformede overflader, der bevæger sig vinkelret på den optiske akseved at ændre den samlede styrke, når den ene glider over den anden. Dette ville give mulighed for at variere brændvidden uden at forlænge objektivet, en meget interessant tilgang til at kombinere det område, der i øjeblikket dækkes af flere forskellige kameraer, i et enkelt modul.
En ny type periskop: spejle og et mere kompakt modul
Udover kontinuerlig zoom har Tecno også fremvist et periskop-telefotokoncept kaldet "Dual-Mirror Reflect Telephoto", der lover halvér kameramodulets volumen og dets ydre højde med 10 %.Nøglen er at bruge koaksial optik med flere indvendige reflekterende spejle.
I stedet for et enkelt prisme, der afbøjer lyset 90 grader, gør dette system det lyset reflekteres flere gange inde i moduletved yderligere at folde den optiske bane. Dette gør det muligt at opnå lange brændvidder på kortere fysisk plads, en meget attraktiv funktion til at skabe slanke telefoner med store teleobjektiver.
Dette design har dog en mærkelig effekt på billedet: fordi der er en central blokering i spejlsystemetBaggrundssløringen (den berømte bokeh) er ikke cirkulær, men antager snarere en doughnutformning. Producenten markedsfører det som en karakteristisk kunstnerisk effekt, men det er faktisk en uundgåelig konsekvens af, hvordan objektivet er konstrueret.
Alt dette er dog stadig teknologisk udvikling. Den store udfordring er ikke bare at få det til at fungere, men at få det til at... lys nok i hele zoomområdetHvis blænden er for lille, stiger ISO-værdien voldsomt, der opstår støj, og billedbehandlingen skal sættes i gang for at rekonstruere billedet, hvilket bringer os tilbage til udgangspunktet: en stærk afhængighed af software.
Optisk zoom versus digital zoom: hvilken er mest fordelagtig
Hvis du undrer dig over, hvad der er bedst, er det tekniske svar klart: Optisk zoom er altid bedre end digital zoom.Den bevarer sensorens native opløsning, bevarer det dynamiske område, undgår usædvanlige artefakter og fungerer bedre i svagt lys. Desuden fungerer optisk billedstabilisering typisk mere effektivt med dedikerede objektiver.
Digital zoom har den fordel, at Det er billigt at implementere og optager ikke ekstra fysisk plads.Derfor ser vi det selv på meget basale mobiltelefoner. Med moderne algoritmer og AI kan resultaterne, op til 2x eller 3x, være ret gode at dele på sociale medier uden at fokusere for meget på 100% detaljer.
Periskophybridzoomen rammer en meget interessant balance: startende fra en god optisk base på 5x eller 10x, er den ekstra beskæring, der kræves for at nå 20x eller 30x meget mindre destruktivt end når alt gøres fra hovedkameraetDet er her, hvor high-end mobiltelefoner virkelig gør en forskel sammenlignet med mere overkommelige modeller.
Hvilke mobiltelefoner har periskopzoom og typiske zoomområder?
På dagens marked er de fleste Mobiltelefoner med periskopzoom tilhører high-end- eller premium-serien.Denne funktion er tilgængelig på både Android og iOS. Apple har valgt denne løsning i sin topmodel, iPhone 15 Pro Max, med en meget kapabel 5x optisk zoom og en ret brugbar digital zoom på op til 25x.
I Android-verdenen har Samsung i flere generationer forkælet sine periskop-tv'er med Ultra-serien af ​​Galaxy S: Galaxy S20 Ultra banede vejen, efterfulgt af modeller som S21 Ultra og S23 Ultra, med lange optiske forstørrelser kombineret med hybridtilstande op til 100x.
Trods kommercielle vanskeligheder fortsætter Huawei med at tilbyde telefoner med meget kraftig periskopzoom som den avancerede P- og Mate-serieXiaomi har på sin side eksperimenteret med ekstreme hybridserier, såsom 120x på Mi 10 Ultra, ved hjælp af aggressive behandlingsalgoritmer.
Mærker som Realme og OPPO har også investeret kraftigt i denne teknologi: realme X3 SuperZoom, OPPO Reno 10x Zoom eller Find X2 Pro Dette er gode eksempler på mobiltelefoner, der brugte periskopet som et differentierende element og tilbød høj forstørrelse uden at øge modulets størrelse.
I lavere prisklasser tilbyder nogle enheder små optiske zooms (2x eller 3x) uden at nå periskopetDenne type arkitektur er fortsat dyr og kompleks. Det er almindeligt at se 2x zoomobjektiver i prisklassen €300-€500, mens lange periskopsystemer normalt findes i telefoner med priser over €700-€800.
Anvendelser af periskopzoom i fotografering og video
I hverdagsfotografering skinner periskopzoomen, når det kommer til at optage fjerne detaljer uden at skulle fysisk komme tættere påDet er vigtigt, hvis du nyder at fotografere fugle, dyr i naturen, mennesker på en koncertscene eller spillere på et stadion fra tribunen.
Til portrætter fungerer en 2x eller 3x optisk zoom allerede rigtig godt, men 5x kan give strammere, mere dramatiske optagelser med meget komprimerede baggrundeKombineret med portrættilstande og blændesimulering kan du opnå resultater ret tæt på et dedikeret telekamera, altid inden for den lille sensors begrænsninger.
Inden for video begynder periskopzoomsystemer at spille en nøglerolle. Optisk stabilisering, sammen med elektronisk stabilisering, muliggør... Optag klip med høj forstørrelse uden uudholdelige rystelserDet er dog fortsat en større udfordring at opretholde ensartet kvalitet i hele zoomområdet end ved stillfotografering.
I film- og professionelle kameraer prioriterer zoomobjektiver jævn kontinuitet i indramningen, eksponeringskonsistens og parfokal fokusering (at billedet ikke sløres, når man zoomer). At tilpasse alt dette til et lille mobiltelefonmodul er præcis den retning, som kontinuerlige zoomteknologier og nye foldeperiskoper med specielle linser sigter mod.
Afsluttende overvejelser om periskopisk zoom
Med blikket fremadrettet forsøger producenterne at reducere deres ekstreme afhængighed af automatisk behandling og "Instagrammable" fotos og satser på Linser af højere kvalitet, der indfanger mere naturlige og mindre kunstige billederHvis det lykkes dem at lave kontinuerlige, kompakte og lyssterke periskoper, vil springet inden for mobilfotografering være betydeligt.
Periskopisk zoom i mobiltelefonkameraer er en blanding af optisk ingeniørkunst og rumtricks, der giver os mulighed for at have Kraftige teleobjektiver i slanke telefonerDen bruger prismer, spejle og L-formede tunneler til at øge brændvidden uden at forstørre modulet, er afhængig af optisk zoom med lang rækkevidde og kombinerer det med hybridzoom for at opnå spektakulære figurer.
Selvom det stadig er meget afhængigt af processorkraft, og teknologier som kontinuerlig zoom eller nye kompakte periskoper er under udvikling, er det i dag den bedste løsning til virkelig at komme tættere på begivenhederne med en smartphone uden at ofre en ordentlig billedkvalitet. Del denne artikel, så andre brugere kan lære alt om periskopzoom på deres mobiltelefoner.