Perché gli iPhone sono prodotti con fotocamere a basso megapixel?

Considera lo smartphone. Apple ha lavorato molto duramente per rendere la sottigliezza di un cellulare premium una cifra di merito. Questo, purtroppo, va contro tutto ciò che si vorrebbe avere in una buona fotocamera.

Per esempio, prendete la lunghezza focale di un obiettivo. Si può mettere una lente che mette a fuoco a 4mm in un telefono che è spesso 7mm. Non si può mettere un obiettivo da 6 mm in un telefono da 7 mm... non c'è spazio. Al fine di fornire una visione grandangolare abbastanza normale, Apple è vincolata alla dimensione del sensore. Infatti, usano ancora un sensore da 1/3″ (17.30mm²), uno dei più piccoli in qualsiasi telefono premium. I telefoni Sony da 20 Mpixel usano un sensore da 1/2.3″ (28.50mm²). Ma tutti gli smartphone usano sensori d'immagine minuscoli.

Così c'è un compromesso intrinseco tra risoluzione dei pixel e dimensione dei pixel, dato che la dimensione del sensore non può essere cambiata molto. Man mano che i pixel diventano più grandi, diventano più sensibili, capaci di una maggiore gamma dinamica, meno soggetti al rumore. Diventando più piccoli, perdono sensibilità e gamma dinamica e, producendo un segnale più debole, hanno bisogno di una maggiore amplificazione, e quindi, mostrano più rumore.

Quindi le fotocamere degli smartphone sono un compromesso, sempre. In passato, molti produttori hanno usato sensori più grandi di Apple, molti lo fanno ancora, anche se pochi come Sony. La maggior parte delle aziende non si sta spingendo fino a 20 Mpixel, perché è stato dimostrato che è troppo rumoroso in condizioni di scarsa luminosità. Nell'iPhone 6, Apple è passata da un sensore da 1/3.2″ 8Mpixel a un sensore da 1/3″ 12Mpixel, ma nel 2015, la maggior parte delle fotocamere top erano sensori da 16Mpixel a 1/2.5-1/2.6″. Nel 2016, sono praticamente convergenti su 12Mpixel.

Infatti, tutte le fotocamere più votate nel 2016 e finora nel 2017 hanno sensori da 12Mpixel. È noto ai fotografi da un po' che 12 Mpixel sono il minimo necessario per una fotocamera digitale seria in quest'epoca, ma anche questo è più di quanto la maggior parte delle persone abbia bisogno per uno snapshooter come un telefono cellulare. Guardando le valutazioni di DxO, la fotocamera più votata è l'HTC U11 (90), seguita dal Google Pixel (89), HTC 10, Samsung Galaxy S8 e S7 Edge, e il Sony Xperia X (88), tutti tranne il Sony a 12Mpixel ... l'Xperia X ha quell'enorme sensore da 1/2.3″. Inoltre, tutte queste fotocamere di alto livello sono passate a lenti più veloci, da f/2.0 a f/1.7, che, come i pixel più grandi, permettono a più luce di entrare, per un segnale più forte. Il problema c'è.... un obiettivo più veloce deve essere più largo. L'obiettivo anteriore di alcuni dei miei obiettivi pro-camera è più largo di tutto il mio smartphone. In definitiva, è tutta una questione di luce.

Ci sono stati alcuni tentativi di passare a fotocamere ancora più grandi, ma nessuno di grande successo. Il Noika 1020 aveva una fotocamera da 42Mpixel (38Mpixel effettivi) basata su un sensore da 1/1.5″ = 2/3″, la stessa dimensione fisica di alcune vecchie fotocamere premium point and shoot, anche se con pixel molto, molto più piccoli. Ma questo portava ad un telefono che era spesso 10,4 mm, con un'enorme gobba della fotocamera, troppo spesso per la maggior parte delle persone. Quindi non è mai stato molto popolare (non che il sistema operativo Windows Phone abbia aiutato molto), e Nokia ha praticamente abbandonato l'idea della fotocamera gigante anche prima di essere comprata da Microsoft.

Forse la soluzione migliore è l'approccio modulare... questo è il telefono Moto Z con il modulo fotocamera Hasselblad "True Zoom". Questo ti dà una vera fotocamera P&S con un vero zoom 10x attaccato al tuo smartphone quando lo vuoi, spento quando non lo vuoi. Questo ha un chip da 1/2.3″ con... avete indovinato... 12Mpixel di risoluzione. Ancora una volta, questo è stato visto da molti come il miglior compromesso per le fotocamere con chip piccolo.

E questo ancora prima di arrivare alla diffrazione. I vecchi smartphone in realtà flirtavano con i problemi di diffrazione, ma oggi, non è davvero un problema, in quanto tutti hanno lenti veloci. Ma fondamentalmente, senza entrare troppo nel dettaglio, la luce che passa attraverso un diaframma - come il tuo obiettivo - non si concentra in un punto perfetto. Si piega un po', quindi quello che si ottiene è un disco, non un punto perfetto, da ogni punto dell'immagine. Man mano che l'apertura diventa più grande in numero, quel disco - chiamato disco di Airy da George Airy, il primo a fare i conti - diventa anch'esso più grande. Quando la dimensione del disco è abbastanza grande da coprire più pixel, si comincia a scoprire che la risoluzione è limitata dall'obiettivo, non dal sensore. In breve, non ha assolutamente senso mettere un sensore da 20 Mpixel in una fotocamera che può fornire solo un onesto 12 Mpixel con il suo obiettivo. Troverete molte fotocamere P&S di fascia bassa con un sensore da 16-20 Mpixel a 1/2.3″ e un obiettivo a f/3.0-f/4.0 nella sua impostazione più veloce. Quello che avete è una fotocamera da 10-12MPixel con 4-10 "megapixel di marketing".

Fortunatamente per gli acquirenti di smartphone, i produttori sono stati onesti sui megapixel contro l'obiettivo qualche tempo fa, e questa non è una vera preoccupazione per gli acquirenti di telefoni. Ma è anche un'ulteriore ragione per cui non vedrete più megapixel... stiparne di più in un sensore da 1/3″ non aiuterà.