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Guia fotográfico para smartphone: para que serve a abertura F1.7?

Guia fotográfico para smartphone: para que serve a abertura F1.7?

F2.0, F1.7 ou mesmo F1.4: Nos últimos anos, a taxa de f-stop ou de abertura nos smartphones se tornou uma ferramenta de marketing popular. Mas o que a abertura nas câmeras dos smartphones realmente significa? E como o f-stop afeta a qualidade da imagem?

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O que é abertura e proporção de abertura?

Os termos abertura, f-stop (também conhecido como número f) e relação f-stop são, a rigor, geralmente usados ​​incorretamente. O termo exato seria "taxa de abertura", que descreve a distância focal do sistema em relação ao diâmetro da pupila de entrada. Essa proporção é normalmente expressa como uma fração normalizada para o numerador na notação "f / 1.8" ou "1: 1.8".

O f-stop, por outro lado, é o recíproco dessa fração e é então escrito como F1.8. A "abertura" muito citada é uma linguagem coloquial e é usada de várias maneiras para indicar tanto o ponto f quanto o número f. Como não somos uma publicação científica do AndroidPIT, também manteremos o uso linguístico da "abertura".

Nota: Ao calcular a taxa de abertura, a pupila de entrada é medida em milímetros, como a distância focal. Portanto, o resultado é adimensional em qualquer caso.

Por que a abertura é importante para as câmeras dos smartphones?

A abertura desempenha um papel importante na fotografia de um smartphone, especialmente nesses dois pontos:

Quanto menor o número f-stop, mais luz poderá alcançar o sensor de imagem. Isso é lógico, pois o diâmetro da pupila de entrada é o denominador da taxa de abertura. Portanto, um diâmetro com o dobro do comprimento reduz pela metade o número de f-stop - por exemplo, de F4 a F2. Essa área varia de acordo com o quadrado do diâmetro da pupila e há uma relação proporcional quadrática envolvida. Isso significa que reduzir pela metade a abertura significa ter quatro vezes a quantidade de luz. Uma duplicação da quantidade de luz, por outro lado, ocorre ao dividir a abertura pela raiz quadrada de duas, por exemplo, de F2 a F1.4.

Quanto menor o número da abertura, menor a profundidade de campo. Como os smartphones geralmente geram profundidade de campo por meio de um algoritmo, esse aspecto permanece como uma nota marginal.​​​​​​

O que significa a abertura de um smartphone?

Aqueles que olham para a câmara do seu smartphone e a abertura que ela tem, muito provavelmente perceberão uma coisa: a distância focal e o diâmetro (aproximado) da lente não parecem fazer sentido. A abertura 2 corresponderia a uma pupila de entrada de 12,5 milímetros para uma distância focal de 25 milímetros. No entanto, você não encontrará uma lente multicêntrica em nenhum smartphone.

AndroidPIT xiaomi mi 10 pro camera detail
Parecem grandes mas estão longe de ser um aluno de 12 mm de entrada: o Xiaomi Mi 10 Pro / © NextPit

A razão para isso é que os fabricantes sempre declaram a distância focal que foi convertida para o equivalente a 35 mm. Comparado a uma câmera de 35 mm, a distância focal óptica real do sistema de lentes para smartphones é muito, muito menor devido aos pequenos sensores. 

A medição diagonal de um sensor de 1/7 pol., Por exemplo, é 4,55 vezes menor que um sensor de 35 mm ou em tamanho cheio. Da mesma forma, uma câmera de smartphone com um sensor de 1/7 polegadas requer uma distância focal 4,55 vezes menor para obter um ângulo de visão semelhante.

Esta relação entre a medida diagonal de um sensor de 35 mm e o sensor a ser comparado é chamada de fator de corte ou fator de formato. O fator de coleta dá o equivalente à distância focal de 35 mm em tempo real.

Como a profundidade de campo de uma câmera depende da distância focal e da abertura, agora também está claro por que você não consegue chegar nem perto do belo efeito de desfoque com F1.8 e distância focal equivalente a 50 mm, como é possível com a sua DSLR na F1.8.

A distância focal real permanece decisiva no que diz respeito aos efeitos de profundidade de campo e geralmente varia entre 5 e 15 milímetros. E é exatamente por isso que o efeito bokeh geralmente é orientado por software.

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O recente aumento do tamanho dos sensores das câmaras nos smartphones foi acompanhado por um aumento da distância focal, mesmo em lentes de grande angular. O resultado é uma menor profundidade de campo, que é vista nesta foto de Oppo Find X2 Pro / © NextPit

Mas por que F1.8 é melhor que F2.4?

Embora o tamanho da abertura tenha um efeito significativo no bokeh em câmeras completas, esse efeito é insignificante nos smartphones. Isso ocorre porque as câmeras dos smartphones geralmente não têm a possibilidade de ajustar o tamanho da abertura para uso como uma opção de design criativo. Mas revisaremos essa ideia mais tarde.

Em vez disso, o foco está na intensidade da luz. Uma melhoria de F2.4 para F1.7, por exemplo, se traduz no smartphone com o dobro da luz disponível para a foto. Por sua vez, isso abre caminho para a iluminação opcional:

  1. Uma fotografia tirada com metade da sensibilidade ISO. Meia sensibilidade significa menos amplificação do sinal da imagem, menos ruído da imagem.
  2. Uma fotografia tirada à metade da velocidade do obturador. Isso reduz o risco de trepidação da câmera quando há movimentos rápidos ou em condições de pouca luz.

Então, qual é a diferença entre F1.8 e F2.0, por exemplo? Realisticamente, é irrelevante. Na qualidade de imagem resultante, os algoritmos de processamento de imagem desempenham um papel muito maior na era da Fotografia Computacional.

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Este exemplo mostra a influência da sensibilidade ISO na qualidade da imagem / © NextPit

Desculpas: Porque as lentes de retrato para smartphones são um desastre

A propósito, os detalhes acima também explicam por que as lentes telefoto nos smartphones geralmente produzem resultados estranhos. Como as distâncias focais são comparativamente altas, as intensidades de luz são principalmente mais escuras em comparação com as lentes grande angulares. 

O Samsung Galaxy S20 Ultra , por exemplo, só alcança o F3.5 com sua lente telefoto, mas ao mesmo tempo as lentes telefoto são muito mais suscetíveis à trepidação da câmera.

Como regra geral, a lente telefoto de 103 milímetros no S20 Ultra requer uma velocidade do obturador cerca de quatro vezes mais rápida que o sensor principal de 26 milímetros (se o OIS funcionar igualmente bem em ambos). Ao mesmo tempo, a diferença entre F3.5 e F1.8 também faz com que a quantidade de luz seja reduzida em um quarto.

Para compensar isso sob condições de iluminação idênticas, é necessário, por exemplo, aumentar a sensibilidade ISO de ISO 100 para ISO 1600. Considerando os sensores telefoto geralmente muito menores, fica claro que isso não funcionará.

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Com muita luz, as imagens telefoto do Galaxy S20 Ultra ainda estão meio correctas. O sensor IMX586 acima da média localizado sob a lente teleobjectiva ajuda o smartphone neste aspecto / © NextPit

Tamanho da abertura e qualidade de imagem: luz brilhante, baixa nitidez

Antes do seu cérebro fazer uma pausa, gostaria de discutir um último aspecto do tamanho da abertura: a qualidade da imagem óptica. Construir uma lente rápida é muito mais complicado do que apenas tocar num enorme pedaço de vidro em frente ao sensor. Embora a luz não seja totalmente refratada no meio de uma lente, a curvatura do caminho da luz até à borda é sempre mais forte.

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Franjas de cor maliciosa: as aberrações cromáticas tendem a ser roxas ou verdes. O Realme X3 SuperZoom pode fazer ambos simultaneamente / © NextPit

Infelizmente, a luz tem a propriedade desagradável em que o índice de refração depende do comprimento de onda. O que parece complicado pode ser facilmente explicado através da luz solar que reflete através da janela e criando um arco-íris na sua sala de estar.

Esse fenômeno se torna cada vez mais forte com um maior grau de refração da luz, resultando em uma abertura maior - e torna-se cada vez mais difícil corrigir.

No jargão técnico, as franjas coloridas assim formadas são conhecidas como "aberrações cromáticas". Eles geralmente são mais fortes na borda da imagem do que no meio e ocorrem principalmente em transições de alto contraste, por exemplo, em galhos na frente de um céu claro.

Para não exagerar na folha de especificações, recebendo críticas ruins quando se trata de tirar fotos, a Samsung incluiu um obturador mecânico em alguns de seus principais smartphones. Isso cobre a borda da lente em boas condições de iluminação para minimizar esses erros de imagem.

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Galaxy S9+ com uma abertura mecânica que reduz a pupila de entrada e assim aumenta a abertura de F1,5 para F2,4 / © NextPit

Conclusão: muito barulho por nada

Então é de admirar que a Samsung, Huawei e outros se estejam se gabando para com seus níveis de luz que os seus sensores são capazes de captar? Não. Porque as diferenças entre F1.7 e F1.8 são marginais - outras características da câmera têm um papel muito mais importante aqui, como o sensor de imagem e os algoritmos de software utilizados.

Você achou este artigo útil? Que outros aspectos dos smartphones e principalmente as câmeras deles interessam a você? Aguardo seus comentários!

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2 Comentários

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  • Não me estranha fabricantes de smartphones utilizarem fotos de amostras feitas com câmeras de verdade em suas campanhas de marketing. Na fotografia, inclusive a digital, as leis da física sempre estarão do lado das câmeras dedicadas.


  • Muito bom o conteúdo do post , sobre câmeras as fabricantes sempre exageram as pseudo funções dos gadgets