Optinis priartinimas ir skaitmeninis priartinimas yra du skirtingi fotoaparato technologijos padidinimo būdai. Optinis priartinimas, pagrįstas fiziniu objektyvo elementų reguliavimu, siūlo apčiuopiamą vaizdo židinio nuotolio pakeitimą, išsaugant vaizdo kokybę esant įvairiems padidinimams. Priešingai, skaitmeninis priartinimas, kuris naudoja programinės įrangos algoritmus vaizdui apkarpyti ir padidinti, yra lankstesnis, tačiau nuo skiriamosios gebos priklausomas metodas.
Kas yra optinis priartinimas?
Įterptųjų fotoaparatų optiniam priartinimui būdingas fizinis fotoaparato objektyvo židinio nuotolio pasikeitimas. Tai pasiekiama judant stikliniams elementams objektyvo sąrankoje. Pakeitus atstumą tarp šių elementų, fotoaparatas gali lengvai priartinti arba nutolinti objektą. Šis mechaninis reguliavimas leidžia kintamą matymo lauką išlaikant vaizdo jutiklio skiriamosios gebos vientisumą.
Šis mastelio keitimo metodas yra labai svarbus programose, kuriose vaizdo detalės vaidina svarbų vaidmenį, ypač kai jis suporuotas su mažesnės raiškos jutikliais. Tokiais atvejais optinis priartinimas leidžia matyti vaizdą iš arčiau be pikselių ar vaizdo pablogėjimo, kuris gali būti susijęs su skaitmeniniu padidinimu. Tai naudinga įterptosiose sistemose, kuriose labai svarbu užfiksuoti detalius vaizdus iš fiksuotos padėties, pvz., atliekant tam tikrus pramonės patikrinimo, medicininio vaizdo ar nuotolinio stebėjimo būdus.
Optinio priartinimo privalumai
Nuoseklus sprendimas: Išsaugo pradinį pikselių tankį, užtikrinant, kad visa jutiklio skiriamoji geba būtų išnaudojama be pablogėjimo.
Didesnė didinimo kokybė: suteikia puikias padidinimo galimybes detaliam vaizdavimui.
Jokio vaizdo iškraipymo: išvengiama pikselių susidarymo ir vaizdo iškraipymo, kurie dažnai atsiranda didinant skaitmeninį priartinimą.
Patogus fiksuotai pozicijai: suteikia galimybę fotoaparatams, kurie fiziškai negali priartėti prie objekto, užtikrinant vaizdo aiškumą iš tolo.
Jautri aplinka: leidžia gauti išsamų vaizdą netrikdant objekto ar aplinkos, o tai labai svarbu laukinės gamtos stebėjimo ar pavojingų teritorijų stebėjimo srityse.
Jutiklio skiriamoji geba-agnostikas: Vengia priklausyti nuo jutiklio skiriamosios gebos, todėl jis yra universalus įvairių tipų fotoaparatams.
Kas yra skaitmeninis priartinimas?
Skaitmeninis priartinimas naudoja programinę įrangą, o ne mechaninį objektyvo reguliavimą. Naudojant vaizdo signalo procesorių (ISP) arba fotoaparato programinę įrangą, skaitmeninis priartinimas apima tam tikros srities pasirinkimą ir apkarpymą iš fotoaparato šaltinio kadro, o tada šios apkarpytos srities dydžio keitimą, kad ji atitiktų norimą skiriamąją gebą. Šį procesą visiškai valdo fotoaparato skaičiavimo galimybės ir jokie fiziniai fotoaparato optikos pakeitimai nėra susiję.
Iš esmės apkarpymo skiriamoji geba nustatoma padalijus šaltinio skiriamąją gebą iš mastelio keitimo koeficiento, o tada šios apkarpytos srities dydis pakeičiamas iki galutinės išvesties skiriamosios gebos. Šis dydžio keitimas yra svarbus norint išlaikyti kadro dydį, tačiau dėl to visada pablogėja vaizdo kokybė.
Skaitmeninio priartinimo privalumai
Kompaktiškumas: Trūksta sudėtingų mechaninių dalių, todėl fotoaparatas gali būti kompaktiškesnis.
Taupus: paprastai kainuoja pigiau nei optinis priartinimas, nes nėra judančių objektyvo elementų.
Greitas atsakas: greitai sureguliuoja priartinimo lygį, nereikalaujant mechaninio objektyvo judėjimo, o tai naudinga esant greitam tempui.
Energiją taupančių: Naudoja mažiau energijos, nes nereikalauja motorizuoto objektyvo judėjimo, idealiai tinka akumuliatoriais maitinamiems įrenginiams.
Sumažinta priežiūra: Užtikrina mažesnę mechaninių gedimų tikimybę ir mažesnius priežiūros reikalavimus dėl mažiau mechaninių dalių.
Skirtumai tarp mažos raiškos optinio priartinimo ir didelės raiškos skaitmeninio priartinimo
Palyginkime dvi kameras – viena su 2MP raiška su optiniu priartinimu, o kita – su 20MP raiška su skaitmeninio priartinimo galimybėmis.
Optinis priartinimas su 2MP raiška: optinis priartinimas išsaugo originalią vaizdo kokybę visame priartinimo diapazone, nes vaizdo elementų skaičius nesumažėja. Tačiau naudojant mažos raiškos jutiklį, pvz., 2 MP, užfiksuotą detalę riboja jutiklio pikselių skaičius, o tai gali turėti įtakos vaizdo kokybei.
Skaitmeninis priartinimas su 20MP raiška: Naudojant skaitmeninį priartinimą apkarpant skiriamąją gebą nuo 20 MP iki 2 MP, apkarpytas vaizdas išsaugomas daugiau detalių nei nuo pat pradžių fotografuojant 2 MP. Tačiau dėl interpoliacijos gali atsirasti kai kurių artefaktų arba šiek tiek pablogėti kokybė.
20 MP kamera, naudojanti skaitmeninį priartinimą, kad pasiektų 2 MP išvestį, paprastai sukuria aiškesnį vaizdą nei 2 MP kamera naudojant optinį priartinimą.
Kodėl?
Pirma, 20 MP kamera iš pradžių užfiksuoja daug daugiau detalių ir suteikia sodresnį šaltinio vaizdą, kurį galima apkarpyti ir priartinti. Skaitmeninis priartinimas taip pat apima programinės įrangos algoritmus, kurie gali pritaikyti apkarpytam vaizdui paryškinti ir sumažinti triukšmą, taip padidindami aiškumą. Galiausiai yra daugiau lankstumo atliekant post-produkciją, kad būtų galima patobulinti vaizdą, koreguoti apkarpymą, taikyti pataisymus ir pan.
Kodėl optinis priartinimas išlieka labai svarbus šiandien
Nepaisant reikšmingos skaitmeninio vaizdo gavimo technologijų pažangos, optinis priartinimas išlaiko savo reikšmę daugelyje įtaisytųjų fotoaparatų programų. Viena iš pagrindinių priežasčių yra galimybė išsaugoti vaizdo kokybę esant įvairiems padidinimo lygiams.
Optinis priartinimas, skirtingai nei skaitmeninis priartinimas, apima fizinį objektyvo elementų reguliavimą, keičiant židinio nuotolį, nekeičiant pradinio vaizdo pikselių skaičiaus. Tai reiškia, kad vaizdas išlaiko pradinę skiriamąją gebą ir aiškumą, net ir priartinus. Kitos priežastys yra geresnis našumas esant prastam apšvietimui, palyginti su skaitmeniniu priartinimu, ir labiau tinka programoms, kurioms reikia priartinti per atstumą.