Telefoni kaamerad

**Telefoni kaamerad** on ehituselt ja olemuselt väga sarnased digifotoaparaadiga, kuid kasutamise ja kaasaskandmise mugavuse nimel on kaamerate disaini ja ehitust muudetud.

## Tähtsamad näitajad

### Sensori suurus
Sensori suurus määrab, kui palju valgust on kaameral saadaval pildi loomiseks. Kuigi lahutusvõime mõjutab detailide hulka, on valguse hulk, mis määrab kaamera omadused halvas valguses, säriaja ja isegi teravuse. Sellepärast näevad 16 MP (megapiksel) ja 20 MP DSLR-kaamerate pildid paremad välja kui tänapäeva 200 MP nutitelefonide omad. Üldiselt mida suurem sensor, seda rohkem valgust see kindla säriaja, ISO (valgustundlikkus) ja avaga püüab. Kuigi väikese sensori puudusi saab kompenseerida pikema säriajaga rohkem valgust püüdes, muudab see pildid tundlikumaks värisemisele ja stseeni liikumisest põhjustatud hägususele. Hägusus vähendab pildi teravust olenemata sensori eraldusvõimest. Sarnaselt on laiema avaga objektiivide ehitamine keerulisem ilma aberratsiooni, näiteks kromaatilise aberratsiooni, tekitamata. 2024. aasta seisuga on suurimad sensorid telefonides umbes ühetollise diagonaaliga.

### Lahutus
Tihti võrdlevad inimesed kaamerate kvaliteeti megapikslite arvu (lahutusvõime) järgi, arvates, et rohkem megapiksleid tähendab paremat kaamerat. Kuid see arvamus on ekslik, sest pikslite arv ei ole ainus oluline tegur. Pikslite hulk on oluline valguse mõõtmisel, ning väiksemale pikslile langeb vähem valgust. Seetõttu võib suure megapiksliarvuga kaamera olla mürarikkam, eriti kui sensor on väike. Tegelikult piisab kvaliteetsete fotode saamiseks enamasti 12 MP sensorist, eriti kui arvestada hilisemaid vajadusi, näiteks väljaprintimiseks. Seega on oluline mitte keskenduda ainult megapikslite arvule, vaid ka pikslite suurusele ja sensori suurusele.

Samas tuleb suurem lahutusvõime ka vahel kasuks, kuna võimaldab teha suurema lahutusega fotosid ning sellest tekkivaid probleeme saab vähendada piksleid rühmitades, arvestades pikslirühma ühe pikslina.

### Fookuskaugus
Fookuskaugus on optilise süsteemi peapunkti ja fookuse (kaamerates sensor) vaheline kaugus. Fookuskaugus mõjutab nii optilist suurendust kui ka vaatevälja. See on muudetav kas läätsi objektiivis liigutades, lisades või eemaldades (erandlikult ka läätse kuju muutes). Suurema fookuskaugusega objektiivid suurendavad rohkem, on väiksema vaateväljaga ning suurema teravussügavusega (-ulatusega) (kaugusvahemik ruumis, avast mõõdetuna, mis paistab inimsilmale fookuses olevat) ning lühemad vastupidi.

### Ava suurus (apertuur)
Ava reguleerib valguse hulka, mis läbib objektiivi ja jõuab kaamerasse, ning see omakorda mõjutab teravussügavust(-ulatust). Lahtisem ava tekitab häguse tausta, rõhutades fookuses olevat objekti, samal ajal kui kitsam ava sobib makrofotograafia ja maastike jaoks. Tihti väljendatakse kui fookuskauguse suhet ava suurusega ehk mitu korda on ava väiksem fookuskaugusest, näiteks f/1.4, f/2, f/2.8 või f/4, selles loendis ava suurus, sellega ka püütava valguse hulk, väheneb iga sammuga 2 korda, kuna suhet arvestatakse ava raadiusega, mille ruut seostub ava suurusega.

## Kaamerate tüübid

### Lainurk

See on kahtlemata kõige tavalisem kaameratüüp, mida leidub enamikus nutitelefonides. Varem, kui mobiiltelefonidel oli vaid üks tagakaamera, oli kaameral lainurkobjektiiv. Tänapäeval on enamiku telefonide parimate näitajatega peamiseks kaameraks just lainurkkaamera. Isegi esikaameral on sageli lainurk objektiiv. Nutitelefonide lainurkkaamera fookuskaugus jääb vahemikku 17–40 mm. See lühike fookuskaugus annab kaamerale laia vaatevälja, sellest ka nimi. Lainurk kaamera on ideaalne maastike, grupifotode või muude olukordade jäädvustamiseks.

### Ülilainurk
Ülilainurkkaameral on veelgi laiem vaateväli kui tavalisel lainurkobjektiivil. Siiski pole sellist tüüpi kaamerad niivõrd levinud, eriti ainsa kaamerana. Mõnedel nutitelefonidel on kahekordne esikaamerakomplekt, kus ülilainurkkaamera on teise kaamerana põhikaamera kõrval. See võimaldab teha selfisid, mis mahutab rohkem inimesi või stseeni kaadrisse. Ülilainurk telefoni kaamera fookuskaugus on umbes 9–18 mm. Selle vaateväli on kuni umbes 120 kraadi. Ülilainurk objektiivide miinuseks on see, et mida laiem on nende vaateväli, seda moonutatumad näevad välja pildi äärtes asuvad objektid. See loob efekti, mida tuntakse kalasilmana. Head mobiilikaamerad suudavad moonutust parandada. Lisaks sellele tekitavad väikese fookuskaugusega objektiivid kromaatilist aberratsiooni.

### Telefoto
Telefotokaamera on oluliselt suurema fookuskaugusega kui lainurkkaamera, enamasti 2–5 korda suurem. See annab mobiilkaamerale 2–5-kordse optilise suurenduse. Telefotokaameral võib nutitelefonis olla fookuskaugus vahemikus 50–150 mm. Seega, kui põhikaameral on 26 mm ja telefotokaameral on 52 mm fookuskaugusega objektiiv, on optiliseks suurenduseks kaks korda. Kuna telefotoobjektiividel on lainurkobjektiividega võrreldes pikem fookuskaugus, on neil kitsam vaateväli. Seetõttu moonutab see objekte ka vähem. Telefotokaamerad on suuruse tõttu piiratud madala suumifaktoriga. Üle 5x optilise suumimise saamiseks oleks vaja objektiivi pikendada.

### Periskoop
Periskoopkaamerad sarnanevad telefotokaameraga, kuid on ehitatud telefoni sisse nagu periskoobid, et ava ja sensori vahelist kaugust suurendada. See võimaldab ehitada veel parema optilise suurendusega kaameraid. Periskoopkaameral on sarnased plussid ja miinused telefotokaameraga, aga tema suurendus jääb umbes 10 lähedale.

### Makro

Makrokaamera on kasulik, kui on tarvis jäädvustada objekti väikseid detaile. Nutitelefoni makrokaamera erineb telefoto- ja periskoopkaameratest selles, et see ei suumi kaugele, vaid hoopis suurendab lähedal olevaid objekte, nagu suurendusklaas. Enamiku nutitelefoni makrokaamerate tehnilised andmed ei ole nii muljetavaldavad kui teised kaamerad telefonis. Tegelikult pole praegu palju telefoni makrokaameraid üle 5 MP. Seetõttu võib tunduda, telefoni makrokaamera on kasutu, kuid see pole tõsi. Hea foto tegemiseks ei pea kaameral olema liialt megapiksleid.

### Monokroom
Kuna värvide tuvastamiseks kasutatakse filtreid (vtvärvid), siis läheb osa valgusest nii raisku. Selle vältimiseks kasutatakse monokroomseid, siin mustvalgeid, kaameraid. Mustvalgel pildil on täpsem info pikslite heleduse kohta, sellepärast kasutab telefon seda vahel ka teiste kaameratega pildistades, et detailsust parandada, ning mõnikord saab ka selle kaameraga mustvalgeid fotosid teha, mitte ei pea värvilisi fotosid mustvalgeks töötlema.

### 3D (sügavus)
3D-kaamerat kasutatakse ruumi kohta info saamiseks. Lastes madala võimsusega laseriga ruumi punkte ja mõõtes aega, millal need kaamerani tagasi jõuavad, saab arvutada nende kaugust. Selle kaameraga enamasti pildistada ei saa, aga see on abiks efektide loomisel ning pakub ka AR võimalusi, näiteks ruumiliste piltide loomine.

## Tehnoloogia

### Suurendus
Väga vähesed telefonid on ehitatud nii, et nende kaamerate suurendust saab muuta, kuna see teeks toote kallimaks, lisaks paksust ning muudaks kasutamist ebamugavamaks. Sellepärast ongi telefonidel mitu kaamerat, mis võimaldavad eri suurenduste vahel valida. Nendest tehtud pilte saab ka digitaalselt suurendada, suuremat pilti väiksemaks kärpides, kuid nii väheneb pildi lahutus ning detaile läheb kaduma. Ehk telefoniga saab vaid mõnelt kauguselt head pilti teha ning suurendamiseks kasutatakse enamasti digitaalset suurendust.

### Värvid

Kaamerate sensorid tuvastavad ainult heledust. Seetõttu kasutatakse värvide saamiseks filtreid, mis on asetatud sensorile. Filtrite paigutamiseks on erinevaid mustreid, kuid tuntuim neist on Bayeri filter, kus rohelised filtrid katavad pool sensorist nii, et ainult nende nurgad puutuvad kokku ning nende vahel on vaheldumisi ridades punased ja sinised filtrid. Nii saadakse osaliselt värviline pilt, aga kõik pikslid on nii ainult ühte värvi. Sellepärast hajutatakse mõõdetud värvid vastavalt algoritmile pildi peal laiali.

### Teravustamine
Automaatteravustamine (AF) on funktsioon, mis võimaldab digitaalkaameratel ja nutitelefonidel automaatset teravustamist konkreetset (fookusse võetud) punkti või subjekti, vajades selleks minimaalset kasutaja sisendit.

#### Passiivne AF
Passiivne AF tähendab passiivset automaatteravustamist, mis tugineb valgusele ja stseeni kontrastsusele, et määrata ja reguleerida kaamera fookust. Järgnevalt on mõned neist välja toodud kiiruse kasvamise järgi järjestatult.

* **CDAF** – kontrasti tuvastamise AF, mis tugineb stseeni valguse ja pimeduse vahelise kontrasti kasutamisele fookuse seadistamiseks.
* **PDAF** – faasituvastus AF tugineb fookusandmete kogumisele ja analüüsimisele sensori osade pikslite asemel olevate faasi tuvastamise fotodioodidega. On piisava kiirusega, et teravustada liikuvast inimesest selge kujutise saamiseks.
* **DPAF** – kahe piksli AF sarnaneb PDAF-iga, kuid sensori iga piksli peal on kaks faasituvastussensorit.

#### Aktiivne AF
Aktiivne AF, nagu laserteravustamine, kasutab kauguse mõõtmiseks infrapuna. See meetod toimib võrreldes passiivsetega ka pimedas hästi, kuid see nõuab lisaelektroonikat ja on kallim.

#### Hübriidne AF
Hübriidne AF on kombinatsioon kahest või enamast automaatteravustamise meetodist, võimaldades kiiret ja täpset teravustamist erinevates olukordades.

#### Manuaalne
Teravustada saab ka käsitsi, kuid see on ajakulukam ja tehniliselt keerukam. Sellegipoolest on see hea foto saamiseks vahel vajalik ning vajadusel saab seda teha.

## Vaata ka
* Digitaalne peegelkaamera
* Objektiiv
* Aberratsioon
* JPEG

## Viited