علت برجستگی در دوربین گوشی‌های هوشمند

فارغ از شرکت سازنده، این روزها برجستگی ماژول دوربین گوشی‌های پرچم‌دار بزرگتر از هر زمان دیگری شده است. در واقع، گوشی‌هایی که از ماژول‌های دوربین بزرگتری بهره می‌برند معمولا عکس‌های بهتری را ثبت می‌کنند. از طرف دیگر، گوشی‌های دارای دوربین جمع‌وجور معمولا توجه زیادی را جلب نمی‌کنند. اگرچه به نظر می‌رسد این روند تأثیر مثبتی بر کیفیت عکاسی دارد، اما از نظر بصری چندان جذاب نیست و ضخامت گوشی‌ها را افزایش می‌دهد.

روی هم رفته در گوشی‌های پرچم‌دار، کاربران تقریبا چاره‌ای جز کنار آمدن با غول‌پیکر بودن برجستگی دوربین ندارند. اما چرا این برجستگی ضروری شده است؟ برای درک این موضوع، در ابتدا به مکانیسم دوربین موبایل می‌پردازیم.

فاصله‌ی کانونی، لنزها و ضریب برش

قبل از اینکه به برجستگی دوربین موبایل بپردازیم، باید برخی مشخصه‌ها و مؤلفه‌های مهم دوربین عکاسی را مطرح کنیم. این بخش را با توضیح درباره‌ی لنزها و فاصله کانونی آغاز می‌کنیم.

هرگونه لنز دوربین، از آن‌هایی که در دوربین‌های DSLR هستند گرفته تا گوشی‌های هوشمند، نور ورودی را در مرکز کانونی جمع می‌کنند که به این فرایند هم‌گرایی گفته می‌شود. این مرکز کانونی جایی است که سنسور دوربین تعبیه شده تا بتواند تصویر را به صورت دیجیتالی ثبت کند. فاصله کانونی، به فاصله‌ی مرکز اپتیکی لنز و مرکز کانونی آن گفته می‌شود که بر حسب میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود. با این حال، در واقعیت لایه‌های متعدد لنزها به این معنا هستند که طول واقعی فاصله کانونی معمولا کمتر از طول تبلیغ شده محسوب می‌شود.

به بیان ساده، فاصله کانونی میدان دید دوربین و میزان بزرگنمایی آن را تعریف می‌کند. هرچقدر فاصله کانونی بیشتر باشد، میدان دید محدودتر شده و در عوض بزرگنمایی افزایش پیدا می‌کند و به این فرایند زوم گفته می‌شود. برای درک بهتر این موضوع، می‌توانید به تصویر زیر نگاه کنید.

نکته‌ی مهم این است که فاصله کانونی بر پرسپکتیو تصویر هم تأثیر می‌گذارد. در بزرگ‌نمایی‌های طولانی‌تر، جداسازی و تمایز کمتری بین اشیاء پیش‌زمینه و پس‌زمینه وجود دارد.

یکی دیگر از مؤلفه‌های مهم، ضریب برش یا کراپ فکتور است که این ضریب به اندازه‌ی سنسور دوربین بستگی دارد. تصور کنید که از طریق یک لنز مشغول دیدن یک منظره هستید. یک لنز فارغ از اندازه‌ی سنسور، اطلاعات را راهی سنسور دوربین می‌کند ولی با توجه به اندازه‌ی سنسور، تصویر نهایی کراپ می‌شود.

هرچقدر سنسور کوچکتر باشد، کراپ هم بسته‌تر و میدان دید محدودتر خواهد بود و به نوعی تصویر در مقایسه با سنسور فول فریم، بزرگنمایی شده به نظر می‌رسد. یکی از دلایل استفاده از سنسورهای کوچکتر برای دوربین‌های تله‌فوتو موبایل، به همین موضوع برمی‌گردد. با این حال، تصویر کراپ شده از نظر پرسپکتیو مشابه زوم مبتنی بر سنسور فول فریم نیست. روی هم رفته ضریب برش یا کراپ فکتور برای درک ماهیت دوربین‌های زوم و واید موبایل اهمیت زیادی دارد. 

در جست‌وجوی سنسورهای بزرگتر و زوم‌های طولانی‌تر

بعد از مطرح شدن مبانی فاصله کانونی، بزرگنمایی و ضریب برش، حالا می‌توانیم توجه خود را به برجستگی دوربین گوشی‌ها معطوف کنیم. اولین دلیل برای افزایش اندازه‌ی ماژول دوربین، بحث زوم‌های طولانی‌تر است. همان‌طور که در بخش قبلی گفتیم، فاصله کانونی یک مؤلفه‌ی کلیدی برای بزرگنمایی دوربین محسوب می‌شود.

اگرچه ساختارهای لنزهای پیچیده می‌توانند به نوعی فاصله کانونی مؤثر را افزایش بدهند، اما در نهایت فاصله بیشتر بین لنز و سنسور برای زوم‌های طولانی‌تر لازم است. شرکت‌ها برای دستیابی به این هدف، به بهره‌گیری از لنزهای پریسکوپی روی آورده‌اند که این نوع لنزها با وجود اندازه‌ی کوچکی که دارند، می‌توانند زوم قابل توجهی را ارائه کنند. در این فناوری، با استفاده از آینه‌های مخصوص فاصله‌ی بین لنز تا سنسور افزایش پیدا می‌کند. تمایل شرکت‌ها برای افزایش مقدار زوم، یکی از مهم‌ترین دلایل بزرگتر شدن برجستگی دوربین گوشی‌های هوشمند است.

عامل دوم افزایش برجستگی دوربین مربوط به استفاده از سنسورهای بزرگتر است. چنین سنسورهایی نور بیشتری را دریافت می‌کنند و کیفیت تصویر را بهبود می‌بخشند. اگرچه اندازه‌ی سنسور بیشتر مربوط به ضریب برش است تا فاصله کانونی، اما فاصله کانونی طولانی‌تر با سنسورهای بزرگتر معمولا مطلوب‌تر است.

باید خاطرنشان کنیم گوشی‌های هوشمند در صورت استفاده از سنسورهای بزرگتر، معمولا همان ضریب برش نسل‌های قبلی را حفظ می‌کنند که چنین کاری مستلزم فاصله کانونی طولانی‌تر است. در غیر این صورت میدان دید وسیع‌تر می‌شود که ممکن است مطلوب همه نباشد. این موضوع برای دوربین‌های چندگانه اهمیت بیشتری دارد زیرا بین دوربین‌های اولترا واید، اصلی و تله‌فوتو باید تمایز واضحی وجود داشته باشد.

در نهایت باید اعوجاج لنز را در نظر بگیریم که معمولا در لبه‌های تصویر توجه زیادی را جلب می‌کند. افزایش اندازه‌ی سنسور و استفاده از کراپ بزرگتر می‌تواند منجر به اعوجاج بیشتری شود. این مشکل با لنزهای کوچک دارای دیافراگم باز که در گوشی‌های هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرند، محتمل‌تر است. به‌عنوان مثال می‌توانید به تصویر زیر نگاه کنید

افزایش کیفیت لنزها می‌توانند در این زمینه تأثیرگذار باشند. با این حال با توجه به بدنه‌ی گوشی‌ها و باز بودن دیافراگم لنزهای آن‌ها، ساخت لنزهای باکیفیت برای گوشی‌های هوشمند کار بسیار سختی محسوب می‌شود. یک راهکار جایگزین برای حل این مشکل، تنظیم فاصله کانونی است. اگر هم برای کاهش اعوجاج فاصله کانونی بیشتر شود، برجستگی ماژول دوربین افزایش پیدا می‌کند.

سخن آخر

اگرچه در رابطه با افزایش ضخامت برجستگی دوربین گوشی‌های هوشمند نمی‌توان فقط یک دلیل را مطرح کرد، اما در این زمینه یک موضوع مشترک دیده می‌شود. شرکت‌های مختلف در تلاش هستند که بر محدودیت‌های قوانین فیزیک به منظور بهبود قابلیت‌های دوربین و کیفیت تصویر، غلبه کنند.

تمایل به ارائه‌ی زوم‌های دوربرد و سنسورهای بزرگتر برای کاهش فاصله نسبت به دوربین‌های حرفه‌ای، دو عامل بزرگ محرک این روند به حساب می‌آیند. این موضوع که بهترین دوربین‌های موبایل معمولا برجستگی بزرگتری دارند، تصادفی نیست. این در حالی است که گوشی‌های دارای دوربین‌های مبتنی بر قابلیت‌های مرسوم، معمولا ماژول دوربین بسیار کوچکتری دارند.

گفتنی است تقاضا برای باتری‌های بزرگتر، آنتن‌های ۵G و دیگر قطعات تکنولوژی منجر به افزایش ضخامت بدنه‌ی گوشی‌ها شده‌اند. به همین خاطر شرکت‌ها یا باید ضخامت بدنه‌ی گوشی‌ها را تا حد زیادی افزایش بدهند یا اینکه برای تعبیه‌ی دوربین‌های پیشرفته باید ضخامت برجستگی ماژول دوربین را بیشتر کنند.

منبع: Android Authority