نگاهی گذرا به سخت‌افزار و دوربین گلکسی اس 5

ابتدا بهتر است توضیحی کوتاه در مورد اس 5 و سخت‌افزار آن بدهیم. دوربین اس 5 برخلاف پرچم‌داران قبلی سامسونگ، حسگر ساخت سونی را فراموش کرده و به آیسوسل، سلاح جدید سامسونگ مجهز شده است. قبلاً به بررسی آیسوسل و اتفاقاتی که در آن رخ می‌دهد پرداخته بودیم. میزان گشادگی دیافراگم دوربین این گوشی F2.2 است و برای فوکوس از روش پیشرفته‌ی تشخیص فاز بهره می‌برد. توانایی فیلم‌برداری 4K هم ویژگی جدید گوشی‌های رده اول امروزی است که در اس 5 هم دیده می‌شود.

در اس 5، سیستم عامل اندروید 4.4 با پوسته‌ی سفارشی سامسونگ، روی تراشه‌ی قدرتمند کوآلکام یعنی S801 اجرا می‌شود. تراشه‌ای با سرعت 2.5 (به طور دقیق 2.45) گیگاهرتز که در کنار 2 گیگابایت حافظه‌ی رم، روان بودن نرم‌افزارها و سیستم‌عامل را تضمین می‌کند. گرچه واسط گرافیکی اندروید در برخی پرچم‌داران دیگر، سریع‌تر هم هست. فضای داخلی 16 یا 32 گیگابایت در کنار اسلات کارت حافظه‌ی میکرو اس‌دی نیز برای ذخیره‌کردن تعداد زیادی فایل کاربرد دارد، مخصوصاً که کیفیت فیلم‌برداری این گوشی مناسب است و شاید در مسافرت‌های طولانی، به فضای ذخیره‌سازی زیادی نیاز داشته باشیم. در نهایت صفحه‌نمایش 5.2 اینچی امولد سامسونگ که یکی از بهترین نمایشگرهای موجود در وسایل همراه است.

دوربین اس 5

اما به بحث اصلی برمی‌گردیم یعنی دوربین و بررسی تخصصی DxOMark؛ تیمی که با آزمایشات فراوان، امتیازی برای هر گوشی در نظر می‌گیرد. اس 5 از نظر این تیم، امتیازی برابر با 79 دارد و در کنار رقیبی مثل اکسپریا زد 2، در جایگاهی بالاتر از نوکیا 808 پیور ویو و اکسپریا زی 1 سونی قرار می‌گیرد.

شاید تعجب کنید که نوکیا 808 پیورویو با سنسور بسیار بزرگ و کیفیت فوق‌العاده‌ی خود، یک پله پایین‌تر از اس 5 و زد 2 قرار گرفته است؛ اما در ادامه‌ی مطلب، کیفیت دوربین را از نگاه ریزبینانه‌ی DxOMark بررسی می‌کنیم تا ببینیم واقعاً چرا اس 5 و زی 2 قهرمانان عکاسی دنیای موبایل هستند.

جالب است که زد 2 و اس 5 از نظر کیفیت عکس‌ها و حتی انتخاب برخی تنظیمات خودکار، اصلاً به هم شبیه نیستند؛ اما در عین حال امتیاز کلی DxOMark به هر دو، 79 است. نمونه عکسی از بررسی زومیتی این دو گوشی را  ببینید؛ گوشی 1 اس 5 است و گوشی 3، اکسپریا زی 2 سونی است. یکی روشن‌تر و دیگری تاریک‌تر است و کاملاً متفاوت هستند:

نکته این جاست که DxOMark با دانش مهندسی خود از بهترین تنظیمات استفاده کرده تا عملکرد بالقوه‌ی دوربین را بالفعل کند. توان واقعی زد 2 سونی در عکاسی اتوماتیک نمایان نمی‌شود و باید به بسته‌های خوب بروزرسانی‌های امیدوار بود.

خلاصه‌ای از دیدگاه تخصصی DxOMrak در مورد دوربین Galaxy S 5

ارزیابی کلی DxOMark در بند زیر خلاصه می‌شود:

پرتوگیری یا اکسپوژر خودکار دوربین خوب و رضایت‌بخش است؛ رنگ‌ها زنده و واقعی هستند، توازن رنگ سفید مناسب است، نویز در نور کم خوب است. در مرکز تصویر جزئیات و وضوح در حد خوبی است. تقریباً هیچ یک از رنگ‌ها از حالت عادی خود خارج نمی‌شود و هاله‌های رنگی در تصاویر ظهور نمی‌کند.

اما بخش خالی لیوان به کیفیت عکاسی در نور کم مربوط می‌شود؛ جایی که اس 5 جزئیات را تا حد زیادی از بین می‌برد و وضوح در تمام نقاط تصویر یکنواخت نیست.

عکاسی در نور کم، پاشنه‌ی آشیل Galaxy S 5

در فیلم‌برداری هم گروه DxOMark بر این باور است که اس 5 تا به امروز بهترین گوشی‌هوشمند بوده است. فوکوس خودکار و بافت در حد خوبی است؛ اما مشکلی که در بخش عکاسی وجود داشت، در فیلم‌برداری هم دیده می‌شود. به عبارت دیگر بسته به نوع نورپردازی، ممکن است رنگ‌ها یکنواختی لازم را نداشته باشند.

به گراف امتیازات اس 5 توجه کنید:

گزارش DxOMark در رابطه با جزئیات و نویز این است که اس 5 جزئیات نسبتاً زیادی را در سراسر تصویر حفظ می‌کند و در عین حال مقدار نویز در شرایط کم‌نور، خوب است. اس 5 از نظر نویز و جزئیات نسبت به اس 4 برتری دارد. تنها مشکل، حفظ جزئیات در نور کم است که در اس 5 هم به خاطر استفاده از فیلترهایی مثل رفع نویز و افزایش وضوح وضعیت مطلوبی ندارد.

محدوده‌ی دینامیکی، پرتوگیری و تضاد

همان‌طور که اشاره شد، اس 5 در جذب نور لازم و کافی، استادانه عمل می‌کند. رنگ‌ها و توازن رنگ سفید در حد خوبی است و به نظر می‌رسد که به حالت واقعی نزدیک هستند. با این وجود اس 5 در شرایطی که محدوده‌ی دینامیکی بسیار گسترده است، گاهاً تصاویر تیره‌ای می‌گیرد. در محیط‌های داخلی که با نور زردرنگ لامپ‌های تنگستن نور‌پردازی می‌شوند هم رنگ‌ها کمی تیره می‌شوند.

منظور از محدوده‌ی دینامیکی، نسبت روشنایی روشن‌ترین نقاط به تاریک‌ترین نقاط تصویر است که معمولاً دوربین گوشی‌های هوشمند را به چالش می‌کشاند

برخی گوشی‌ها نور زیادی جذب می‌کنند و بخش‌های روشن، فاقد جزئیات خواهند بود. برخی هم با حسگر باکیفیت خود و جذب نور کافی، جزئیات بخش‌های روشن و تیره را به خوبی حفظ می‌کنند و اصطلاحاً محدوده‌ی دینامیکی خوبی دارند. به این معنی که بخش‌های تیره و سایه‌ها به کلی تاریک هستند و جزئیاتی در آنها دیده نمی‌شود.

امتیازات DxOMark را مرور می‌کنیم، دقت کنید که امتیاز کامل 5 است.

• اکسپوژر یا پرتوگیری: 4.5
• دقت تنظیم بالانس رنگ سفید: 4.5
• ته‌رنگ در نور کم: 4.0
• ‌ته‌رنگ در نور زیاد: 4.0
• بازسازی رنگ در نور کم: 3.0
• بازسازی رنگ در نور زیاد: 4.5

منظور از ته‌رنگ این است که دوربین گوشی‌های هوشمند نواحی مختلف تصویر را با ته‌رنگ‌های متفاوت ارزیابی می‌کند و به عبارتی ممکن است بازسازی رنگ‌ها در مرکز، صورتی باشد؛ ولیکن در گوشه‌ها به سبز تغییر کند. بازسازی رنگ هم به رندر کردن صحیح و نزدیک به واقعیت رنگ‌ها اشاره دارد.

اما در ادامه یکایک پارامترهای مهم در تخمین کیفیت کلی یک دوربین عکاسی را مورد بررسی بیشتر قرار می‌دهیم.

وضوح بافت و وضوح لبه‌ها، دو روی یک سکه

کاهش نویز شدید، جزئیات واقعی و ریز را هم به عنوان نویز شناسایی و حذف می‌کند

معمولاً جزئیات ریزی که کنتراست کمی دارند و به عبارتی مرزهایی از عناصر که از نظر رنگ و روشنایی به هم نزدیک هستند با استفاده از فیلترهایی مثل کاهش نویز به کلی از بین می‌روند. برعکس آن هم صادق است یعنی افزایش وضوح بیش از حد موجب تشدید و غیرواقعی شدن آنها می‌شود. مثلاً تارهای مو یا پشم حیوانات و حتی برگ درختان با رگ‌برگ‌های ظریف را در نظر بگیرید؛ کمی کاهش نویز و یا کمی افزایش وضوح لبه‌ها، دقت دوربین را به کلی تحت‌الشعاع قرار می‌دهد.

Sharpness یا وضوح، یک فاکتور بسیار مهم در ارزیابی کیفیت یک تصویر است. نگاه‌کردن به عکس و تصمیم‌گیری در مورد اینکه وضوح آن در چه حدی است، نسبتاً ساده است؛ ولیکن اگر بخواهیم از تست‌های استاندارد برای اندازه‌گیری وضوح استفاده کنیم، موضوع به این سادگی‌ها هم نیست.

برای درک بهتر موضوع، اشکال تصادفی در اندازه‌ها‌ی بزرگ و کوچک که در موقعیت‌های مکانی مختلف ترسیم شده‌اند را در نظر بگیرید. این طرح نامنظم، نمونه‌ای از یک سوژه‌ی عکاسی در دنیای واقعی است که بافت پیچیده‌ای دارد.

تصویر کناری چیزی است که یک دوربین حرفه‌ای DSLR در وهله‌ی اول مشاهده می‌کند. هیچ الگوریتم خاصی برای پردازش تصویر استفاده نشده و به عبارتی تصویر RAW یا خام منظورمان است. جزئیات بافت تا حد زیادی در تصویر حفظ شده‌اند.

این تصویر نمونه‌ای است که حاصل اعمال پردازش تصویر دیجیتال است. لبه‌ها شارپ شده‌اند و در اندازه‌گیری MTF هم وضوح تصویر بیشتر است؛ اما جزئیات ریز یا به عبارتی وضوح بافت به خوبی تصویر قبلی نیست. حتی لبه‌ها هم به خاطر استفاده Oversharp کردن تصویر، هاله‌ای سیاه و سفید دارند که مطلوب نیست.

آنچه چشم انسان در نگاه اول حس می‌کند این است که هر دو تصویر به یک اندازه واضح هستند. اما اگر کمی دقت کنیم، متوجه وضوح بیشتر تصویر دوم و در عین حال کمتر بودن جزئیات آن می‌شویم. در پردازش تصویر می‌توان لبه‌ی اجسام را تشخیص داد و آنها را تقویت کرد؛ اما در مقابل، با جزئیات و اجسام ریزتر، مثل نویز رفتار کرد و آنها را به کلی از بین برد.

به تصویری Sharp یا واضح می‌گوییم که لبه‌ی عناصر واضح و غیرمات باشد.

اشکالی که به روش‌های قدیمی اندازه‌گیری  وضوح مثل  MTF وارد است این است که تنها وضوح لبه‌ها را ملاک قرار می‌دهند؛ اما نسبت به حفظ جزئیات ریز تصویر، بی‌تفاوت هستند. البته ممکن است برخی وب‌سایت‌ها هنوز هم از MTF یا مدولاسیون فضای فرکانسی به عنوان روش اندازه‌گیری استفاده کنند. وضوح یا Autucance یک عدد کلی است که در بررسی‌های DxOMark استفاده می‌شود و در ادامه به توضیح بیشتر در مورد آن می‌پردازیم.

اندازه‌گیری وضوح به روش MTF چه اشکالی دارد؟

به تصویر زیر توجه کنید:

تصویر سمت راستی فرکانس بالاتری از ستون‌های سیاه و سفید را به عنوان سوژه‌ی عکاسی مثال می‌زند. چشم من و شما کنتراست (تضاد) بالای سوژه‌ی سمت چپ را به راحتی تشخیص می‌‌دهد. کنتراست سوژه 100 درصد است. اما پس از عبور از لنز دوربین چطور؟

بخشی از کنتراست از دست می‌رود و لبه‌های کاملاً شارپ جسم، کمی مات می‌شوند. کنتراست به 90 درصد کاهش می‌یابد.

به نمودار پایانی می‌رسیم که کاهش کنتراست حقیقی در مورد سوژه‌هایی با فرکانس خطوط متفاوت را نمایش داده است.

شمردن خطوط نقاط و جزئیات ریز را تا حدی نادیده می‌گیرد و روش کاملی نیست

در فرکانس 10 خط در یک میلی‌متر که بررسی شد، لنز 10 درصد از کنتراست حقیقی را کم کرده است. حال سراغ تصویر سمت راستی می‌رویم که فرکانس به مراتب بیشتری دارد. در این حالت لنز و از آن جالب‌تر، الگوریتم‌های افزایش وضوح لبه‌ها و کاهش نویز، کنتراست واقعی را به شدت کاهش می‌دهند. مثلاً لنز 80 درصد کنتراست واقعی را از بین می‌برد. طبق نمودار اگر فرکانس به 80 خط در میلی‌متر برسد، لنز به کلی کنتراست را فراموش کرده و تصور می‌کند که سوژه‌ی عکاسی، رنگ یکنواختی بین سیاه و سفید دارد!

روش MTF بر تشخیص خطوط سیاه و سفید و تفکیک آنها از هم استوار شده و لذا ملاک خوبی برای سنجش نقاط و جزئیات ریز نیست.

Actuance و رابطه‌ی آن با اندازه‌گیری وضوح لبه و بافت

Actuance یا وضوح، عددی است که از اندازه‌گیری وضوح به روش MTF به دست می‌آید؛ با این تفاوت که یک مفهوم کاملاً ذهنی نیست و به دریافت واقعی چشم انسان هم بستگی دارد. اینکه شرایط دیدن عکس چگونه است، روی وضوح اثر می‌گذارد. مثلاً عکس در اندازه‌ی بزرگ‌تر، اندازه‌ی صفحه‌ای که عکس روی آن چاپ شده و حتی فاصله‌ای که از آن به عکس نگاه می‌کنیم، همگی در رسیدن به یک عدد خاص به عنوان وضوح موثر هستند.

در دنیای عکاسی منظور از وضوح بافت، توانایی دوربین در تهیه‌ی تصاویری است که جزئیات ریز در آنها حفظ شده باشد

در حقیقت وضوح، شامل وضوح خوب لبه‌ها و وضوح بافت می‌شود و یک مفهوم جامع‌تر است. اینکه در عکاسی اتوماتیک اکسپریا زد 2 سونی، با تصویری مات و پر از نویز روبرو هستیم و در اس 5 سامسونگ، لبه‌ی اجسام وضوح خیره‌کننده‌‌ای دارند و اینکه نویز و جزئیات بسیار ریز تا حدی حذف شده‌اند، نشان‌دهنده‌ی تفاوت الگوریتم‌های پردازش تصویر در این دو محصول و در حالات مختلف عکاسی است. DxOMark با روش جامع خود، ارزیابی دقیقی از وضوح کلی تصویر ارایه می‌کند.

وضوح بافت در تصاویر گلکسی اس 5

دوربین گوشی‌های امروزی رزولوشن‌های متفاوتی دارند. از اولتراپیکسل 4 مگاپیکلسی اچ‌تی‌سی وان گرفته تا سنسور غول‌آسای پیور ویو نوکیا که تصاویر 41 مگاپیکسلی تهیه می‌کند و حتی گوشی اپو Find 7 با تصاویر 50 مگاپیکسلی، با رزولوشن‌های بسیار متفاوتی روبرو هستیم. اما کیفیت عکس با افزایش رزولوشن رابطه‌ی خاصی ندارد. بهترین کار این است که نمونه‌ی 8 مگاپیکسلی عکس‌ها را مقایسه کنیم. البته منظور تغییر اندازه پس از عکاسی است و قرار نیست در هنگام عکاسی، عکس‌های کوچک بگیریم و از توانایی کامل دوربین استفاده نکنیم.

اگر حسگر و لنز مهم باشند، پردازش تصویر مهم نیست؛ بلکه حیاتی است!

البته اگر در مورد رزولوشن‌های پایین‌تر مثل 4 مگاپیکسل که بیشتر برای استفاده در ایمیل و وب مناسب هستند، کنجکاوید، می‌توانید به سایت DxOMark سری بزنید و بیشتر بررسی کنید.

وضوح بافت در عکس‌های گلکسی اس 5 و در شدت نور 20 الی 700 لوکس به صورت زیر است؛ رنگ آبی، نور معمولی روز را مشخص می‌کند و رنگ قهوه‌ای، نورپردازی با لامپ‌های تنگستنی را نشان می‌دهد.

بین دو نورپردازی در شرایطی که نور بسیار کم است، تفاوت به کمتر از 10 درصد محدود شده و لذا کیفیت عکس‌ها بسیار نزدیک به هم خواهد بود.

بد نیست اس 5 را در نورپردازی داخلی با لامپ‌های تنگستنی در مقابل رقبای اصلی قرار دهیم. خودتان بررسی کنید:

سنسور بزرگ لومیا 1020 نوکیا یا اکسپریا زد 2 سونی در نور 20 لوکسی عملکرد بهتری دارد که طبیعی به نظر می‌رسد.

وضوح لبه‌ها در تصاویر گلکسی اس 5

پردازش تصویر بیشتر گوشی‌ها به نفع بهبود وضوح لبه‌هاست و لذا در مقایسه با وضوح بافت، ارقام بالاتر کنتراست را شاهد هستیم.

اس 5 در کنار اکسپریا زد 2 (البته نه در حالت عکاسی اتوماتیک)، وضوح لبه‌ها را به بهترین شکل افزایش داده‌اند.

وضوح لبه‌ها در تصاویر اس 5 در مورد رنگ‌های مختلف، تقریباً یکسان است:

در بخش دوم مقاله به دیگر موارد مهم در ارزیابی کیفیت دوربین می‌پردازیم و اس 5 را به عنوان یک مثال خوب بررسی می‌کنیم. مواردی مثل نویزی که چشم انسان تشخیص می‌دهد، عیوب الگوریتم‌های پردازش تصویر مثل بروز هاله‌های رنگی، هاله‌های سیاه و سفید، فوکوس خودکار و دقت آن، فلش، عکاسی در محیط واقعی و کیفیت آن و در نهایت کیفیت فیلم‌برداری اس 5، همگی در بخش بعدی مورد بررسی قرار می‌گیرد.