휴대폰 초창기의 누군가가 현재로 건너뛰었다면 우리가 휴대폰에서 가장 중요하게 생각하는 기능 중 하나가 카메라라는 사실을 혼동할 수 있습니다.
초기 전화 카메라는 절대적으로 끔찍했지만 어디를 가든지 카메라를 휴대할 수 있는 기능으로 인해 빠르게 인기를 얻었습니다. 따라서 제조업체는 카메라 개발에 절대적인 부를 쏟아 붓고 있으며 이제 우리는 전문 카메라를 돈을 벌 수 있는 카메라가 장착된 전화기를 갖게 되었습니다. 적어도 적절한 조건에서.
그러나 현재 비교적 적은 수의 스마트폰 카메라가 가지고 있는 한 가지는 광학 줌입니다. 그러나 시간이 지남에 따라 더 많은 새 휴대폰에서 이 기능을 보기 시작할 것입니다. 따라서 광학 줌 대 디지털 줌의 문제를 논의할 적기입니다 .(Which)
"줌"이란 무엇입니까?
카메라 줌이 무엇인지 이미 알고 있을 것입니다. 적어도 당신은 그것이하는 일을 알고 있습니다. "줌"은 사진에서 멀리 있는 피사체를 가깝게 보이게 하는 기능입니다. 사진에 대한 효과는 본질적으로 사물이나 사람이 공간을 더 많이 채우도록 하여 사진을 재구성하는 것입니다.
이 효과를 얻는 방법에는 여러 가지가 있지만 대부분의 스마트폰 카메라는 디지털 줌이라는 방법을 사용합니다. 광학 줌이 현재 사용하는 디지털 줌 방식과 어떻게 다른지 이해하려면 현재 대다수의 휴대폰에서 사용되는 디지털 줌에 대해 먼저 설명해야 합니다.
모두가 하고 있다: 디지털 줌
디지털 줌은 (Digital)PhotoShop 과 같은 응용 프로그램에서 사진을 자르고 크기를 조정하는 것과 거의 같습니다 . 가장 큰 차이점은 사진을 찍거나 비디오를 만드는 동안 라이브로 한다는 것입니다. 그래서 뭐가 문제야? 그것은 모두 픽셀로 귀결됩니다. 디지털 줌(Which) 의 "디지털"은 여기에서 비롯됩니다.
디지털 이미지를 확대하면 더 "픽셀화"됩니다. 픽셀 공급이 고정되어 있기 때문입니다. 확대/축소하는 유일한 방법은 픽셀을 더 크게 만드는 것입니다. 이미지가 거칠고 덩어리지며 결국 저충실도 이미지가 됩니다.
이는 스마트폰의 경우 약간의 재앙처럼 들리지만 디지털 줌 이미지에 대한 픽셀화의 영향을 덜 문제로 만들기 위해 스마트폰 제조업체는 수년에 걸쳐 다양한 트릭을 개발했습니다. 최신 휴대폰의 카메라에는 대부분의 사람들이 일반적으로 필요로 하는 것보다 더 많은 픽셀을 캡처할 수 있는 센서가 있기 때문입니다. 따라서 품질을 잃지(crop) 않고 전체 센서 해상도의 섹션으로 자를 수 있습니다.
소셜 미디어(social media) 에 적합한 스냅샷을 캡처하려는 경우에는 완벽 하지만 카메라의 전체 해상도로 사진을 찍고 싶다면 디테일을 잃지 않고는 일부를 확대할 수 없습니다.
대부분의 사람들은 Facebook 이나 InstaGram(FaceBook) 에 실제 품질 로 업로드할 수 없는 대용량의 전체 해상도 이미지를 갖고 싶어 하지 않을 것입니다. (InstaGram)그러나 점점 더 많은 사람들이 스마트폰 사진을 매우 진지하게 받아들이고 있습니다. 이는(Which) 더 많은 프리미엄 솔루션에 대한 시장이 있음을 의미합니다. 광학 줌(Which) 이 사진에 등장하는 곳입니다.
말장난은 완전히 의도되었습니다.
벤딩 라이트: 광학 줌
광학 줌은 단순히 이미지를 확대하기 위해 빛을 사용하는 줌 방법입니다. 돋보기와 동일하게 작동하여 광학 매체(렌즈)를 통해 빛을 구부려 더 큰 이미지를 만듭니다.
DSLR (디지털 일안 반사식 카메라) 과 같은 전용 카메라에는 물리적으로 렌즈를 앞뒤로 움직여 확대/축소할 수 있는 대형 렌즈 어셈블리가 있습니다. 이것은 렌즈와 카메라 센서 사이의 초점 거리를 변경합니다. 확대된 이미지를 전체 센서에 투사합니다.
작동 방식에서 알 수 있듯이, 이는 렌즈를 통해 투사된 확대 이미지가 전체 풀 해상도 센서를 빛으로 덮는다는 것을 의미합니다. 즉, 확대된 이미지는 디지털 줌만 사용하는 카메라의 전체 이미지와 정확히 같은 디테일을 갖습니다. 정말 무손실 이미지 확대입니다.
스마트폰에서 광학 줌은 어렵다(Zoom Is Hard)
스마트폰에서 광학 줌을 구현하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 전화기 뒷면에 거대한 전동 렌즈 어셈블리가 있을 수는 없습니다. 그러나 이것은 실제로 시도되었습니다. 예를 들어, Samsung Galaxy S4 Zoom 은 본질적으로 뒷면에 소형 디지털 카메라가 부착된 스마트폰이었습니다. 이것을 보십시오:
분명히 그것은 당신이 주머니에 넣을 수 있는 것이 아니므로 이 접근 방식이 실제로 유행하지 않는 이유입니다. 대신, 최신 스마트폰은 단순히 휴대폰 뒷면에 여러 대의 카메라를 붙이기만 하면 됩니다. 카메라마다 초점 거리 범위가 다르기 때문에 모든 카메라를 함께 추가하면 광학 줌 범위가 됩니다.
이것은 예를 들어 DSLR(DSLR) 에 큰 망원 렌즈를 사용하는 것과 같지 않습니다 . 망원 렌즈의 초점 거리를 이동하여 동일한 센서에 다른 줌 레벨에서 이미지의 초점을 맞출 수 있기 때문입니다. 문제는 대부분의 다중 카메라 스마트폰 설정이 각 렌즈에 대해 서로 다른 센서를 가지고 있다는 것입니다. 기본 카메라에는 일반적으로 픽셀 수가 가장 많은 가장 큰 센서가 있습니다. 더 작고 저렴한 센서를 자랑하는 광각 및 망원 카메라.
이것은 전체 요점을 부정하지 않습니까? 어떤 의미에서는 그렇습니다(Well) . 그러나 다중 카메라 설정은 여전히 전화기에서 최고의 고품질 줌 범위를 제공합니다. 엔지니어들은 부품의 합보다 더 큰 것을 확대하기 위해 이러한 다양한 접근 방식을 결합하는 방법을 생각해 냈습니다.
두 세계의 장점: 하이브리드 줌
소위 "하이브리드" 줌 시스템은 온보드 카메라의 광학 기능과 디지털 줌 및 "컴퓨터 사진"으로 알려진 기능을 사용합니다.
컴퓨터(Computational) 사진은 인공 지능 및 기타 멋진 수학적 방법을 사용하여 카메라가 캡처할 수 있는 이미지를 변경하고 향상시키는 일련의 소프트웨어 기술을 말합니다. 예를 들어, 인공 지능(artificial intelligence) 은 더 높은 해상도에서 어떻게 보일지 "상상"하여 이미지의 해상도를 높일 수 있습니다.
마술처럼 들릴지 모르지만 실제로는 대부분의 경우 잘 작동합니다. 이와 같은 소프트웨어(Software) 기술은 탑재된 카메라의 다양한 이미지를 결합하여 광학 줌 범위의 상단에서 사진의 세부 사항을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 디지털 줌이 작동하는 경우에도 이러한 모든 이미지 데이터 소스와 스마트 소프트웨어 알고리즘은 매우 놀라운 이미지를 생성할 수 있습니다.
스마트폰(A Smartphone) 에서 광학 줌(Optical Zoom) 을 신경 써야 합니까?
iPhone 12 와 같은 고급형 스마트폰은 광학 줌 범위가 좋습니다. 상상의 여지없이 실제로 "망원"은 아니지만 일반적으로 픽셀화 없이 2배에서 2.5배의 이미지 크기 증가를 기대할 수 있습니다. 이것은 물리적으로 가까이 갈 수 없는 합리적으로 가까운 대상의 사진을 찍는 것과 같은 일반적인 사용 사례에 적합합니다.
확실히 좋은 기능이지만 대다수의 사용자는 디지털 줌에 완벽하게 만족할 것입니다. 특히 인공 지능의 좋은 덩어리로 향상될 때. 휴대폰이 메인 센서와 동일한 해상도에서 2.5배 이상의 광학 줌 범위를 제공하기 시작하면 앉아서 주의를 기울여야 할 때입니다. 그러나 작성 당시에는 구매 결정에 영향을 미치는 기능이 아닙니다.
What Is Optical vs Digital Zoom on a Smartphone?
If someone from the early days of cellphones were to jump tо the present day, they might be confused that one of the features we care moѕt aboυt on our phones are cameras.
Early phone cameras were absolutely awful, but the ability to have a camera with you wherever you go, quickly made them extremely popular. Manufacturers have thus been pouring an absolute fortune into camera development and now we have phones with cameras that can give professional cameras a run for their money. At least under the right conditions.
One thing that relatively few smartphone cameras currently have however, is optical zoom. However, you’ll however start to see it in more new phones as time goes by. Which makes it the right time to discuss the issue of optical vs digital zoom.
What Is “Zoom”?
You probably already know what camera zoom is. At least, you know what it does. “Zooming” is a function that makes a subject in your photo who is far away appear close by. The effect on the photo is to essentially reframe it by making the object or person fill more of the space.
There are different ways of achieving this effect, but most smartphone cameras use a method called digital zoom. To understand how optical zoom is different from the digital zoom method we currently use, we’ll first have to explain digital zoom as it’s currently used in the vast majority of phones.
Everyone’s Doing It: Digital Zoom
Digital zoom is pretty much the same thing as cropping and resizing a photo in an application like PhotoShop. The main difference is that you’re doing it live, while taking a photo or making a video. So what’s the big deal? It all comes down to pixels. Which is where the “digital” in digital zoom comes from.
When you enlarge a digital image, it becomes more “pixelated”. That’s because you have a fixed supply of pixels. The only way to zoom is to make the pixels larger. The image becomes grainier, chunker and ends up with a low-fidelity image.
That sounds like a bit of a disaster then for smartphones, but various tricks have been developed by smartphone manufacturers over the years to make the effects of pixelation on digitally-zoomed images less of a problem. Since the cameras on modern phones have sensors capable of capturing many more pixels than most people typically need. So, you can crop to a section of the full sensor resolution without losing any quality.
That’s perfectly fine if you want to capture a snapshot suitable for social media, but if you want to take a photo at the full resolution of your camera, you can’t zoom into any part of it without losing detail.
Most people probably don’t care to have massive, full-resolution images that can’t be uploaded to FaceBook or InstaGram at their true quality anyway. However, more and more people are taking smartphone photography very seriously. Which means there’s a market for more premium solutions. Which is where optical zoom comes into the picture.
Pun totally intended.
Bending Light: Optical Zoom
Optical zoom is simply a method of zoom that uses light to enlarge an image. It works the same as a magnifying glass, bending light through the optical medium (the lens) to create a larger image.
In a dedicated camera, such as a DSLR (digital single-lens reflex camera), you have large lens assemblies that can zoom by physically moving the lens back and forth. This changes the focal length between the lens and the camera sensor. Projecting an enlarged image into the entire sensor.
As you can probably tell from the way it works, this means that the enlarged image projected through the lens covers the entire, full-resolution sensor in light. That means the zoomed-in image has exactly as much detail as the full image on a camera with only digital zoom. It’s truly lossless image magnification.
Optical Zoom Is Hard in a Smartphone
Achieving optical zoom in a smartphone is not a trivial matter. You can’t really have a huge motorized lens assembly on the back of the phone. Although, this has actually been attempted. For example, the Samsung Galaxy S4 Zoom was essentially a smartphone with a compact digital camera glued onto the back. Have a look at this:
Clearly that’s not something you can just slip into your pocket, which is why this approach never really caught on. Instead, modern smartphones simply stick a bunch of cameras onto the back of our phones. Each camera has a different focal length range, so when you add all the cameras together, you get an optical zoom range.
This is not the same as having, for example, a big telephoto lens on a DSLR. That’s because you can move the focal length of the telephoto lens to focus the image at different zoom levels onto the same sensor. The problem is that most multi-camera smartphone setups have different sensors for each lens. The main camera usually has the largest sensor with the highest pixel count. With the wide-angle and telephoto cameras sporting smaller, cheaper sensors.
Doesn’t this negate the entire point? Well in some sense it does, but a multi-camera setup still offers the best high-quality zoom range on a phone. Engineers have come up with ways of combining these different approaches to zoom into something that’s greater than the sum of its parts.
Best Of Both Worlds: Hybrid Zoom
So-called “hybrid” zoom systems use the optical abilities of onboard cameras along with digital zoom and something known as “computational photography”.
Computational photography refers to a set of software techniques that use artificial intelligence and other fancy mathematical methods to change and enhance the images that the camera can capture. For example, artificial intelligence can increase the resolution of an image by “imagining” what it would look like at a higher resolution.
It might sound like magic, but it actually works pretty well in most cases. Software techniques like these can also help combine the different images from the cameras onboard to enhance the details of the photo at the higher end of the optical zoom range. Even when digital zoom comes into play, all these sources of image data and smart software algorithms can create some pretty stunning images.
Should You Care About Optical Zoom In A Smartphone?
High-end smartphones like the iPhone 12 have a good optical zoom range. It’s not really “telephoto” by any stretch of the imagination, but you can generally expect 2x to 2.5x image size increase with no pixelation. This is perfect for typical use cases such as taking a photo of something reasonably close, which you can’t get physically closer to.
It’s certainly a nice feature to have, but the vast majority of users are going to be perfectly happy with digital zoom. Especially when enhanced with a nice dollop of artificial intelligence. If phones start to offer optical zoom ranges above 2.5x at the same resolution as the main sensor, it would be time to sit up and take notice. However, at the time of writing, it’s not a feature that should affect your purchasing decision.
