スマホの写真ではいつも鼻が大きいのはなぜ？

見てみると、2021年のスマートフォン, ほとんどのモデルは背面に複数のカメラを搭載しています。一般的には、フォトセンサー非常に明確に定義されたメインセンサーとセカンダリセンサー。スマートフォンの範囲と電話の写真の位置に応じて、いくつかのソリューションが利用可能です。ほとんどの場合、すべてのモデルに超広角カメラが搭載されています。他のモジュールについては、マクロ モジュール、ポートレート モード用のモジュール、モノクロ モジュール、そして場合によっては光学ズームを提供する望遠レンズを備えた 1 つ以上のモジュールが含まれる場合があります。

ただし、常に条件が 1 つあります。それは、常に広角レンズを備えたカメラが最適な装備を備えているということです。

動画解説

どのような目的でどのような用途に使用するのでしょうか？

先に進む前に、広角レンズ、標準レンズ、または長焦点レンズとは何かを説明するのが適切です。

一般に、焦点距離（フルサイズ換算）35mm未満の広角レンズを指します。写真では、街路、風景、星空、建築物などの写真に好まれるレンズです。これらの光学系には、広い視野が得られるため、対象物をその環境内に配置できるという利点があります。

35 から 70 mm までを、標準的な焦点距離について簡単に説明します。なぜこの名前なのでしょうか？それは、一般に信じられているように、50mm レンズが人間の目の認識に最もよく対応しているからです。目はより広い視野を提供するため、これは完全に真実ではありませんが、歪みの点では依然として当てはまります。 50mm レンズを使用すると、目と同じ光学知覚が得られます。したがって、遠近法によって生じる変形は同じになります。

最後に、70 mm からは望遠レンズ、つまり長い焦点距離について話します。そうするとショットは互いにかなり近くなり、クローズアップポートレートに好まれるのはこれらのレンズです。

したがって、写真の世界では、レンズメーカーと同様に、写真家は 5 つの用途に対応する 5 つの焦点距離 (24 mm、35 mm、50 mm、85 または 135 mm) を好みます。

ただし、スマートフォンの世界では、デバイスごとに異なる焦点距離が提供されることがよくあります。ほとんどの場合、メーカーは、通信に x2 または x3 の光学ズームを使用するかどうかに応じて、28 mm 相当の広角メイン カメラ、17 mm 相当の超広角カメラ、および 50 mm 相当または 75 mm 相当の望遠レンズを提供します。これは、メーカーが推奨するデータによると、75°、113°、46°、または 32° の視野角に変換されます。

広く支持されている広角カメラセンサー

これらの写真モジュールの一貫性は、毎回メーカーが同じ選択をし、推奨されるカメラが同じであることです。つまり、広角 27 または 28 mm です。

HDR、ナイトモード、光学手ぶれ補正、ビデオパフォーマンスなどの点で最高の機能を備えているのは、多くの場合このセンサーです。これらのカメラには大きな利点があると言わなければなりません。それは、より大きなセンサーを搭載していることです。新しいスマートフォンが発表されると、体系的には、広角センサーが写真モジュールの模範となることが予想されます。

3 つの異なるカメラを見ただけで確信が持てます。Google ピクセル 6 プロ、私iPhone 13 プロマックスそしてサムスンギャラクシーS21ウルトラ:

3 つのケースすべてにおいて、この広角カメラが最も高い焦点絞りを提供し、したがって最も明るいレンズを提供することがわかります。さらに、Galaxy S21 Ultra および Pixel 6 Pro の広角モジュールのフォトサイトがアプリオリに小さい場合、実際には、より優れた解像度や光のキャプチャを提供するために 9 つまたは 4 つごとにグループ化されます。

したがって、Galaxy S21 Ultra は、デフォルトで、一辺 2.4 μm のフォトサイトを備えた 12 メガピクセルの定義で提供されます (他のセンサーの場合は 1.4 または 1.22 と比較)。同じことが Pixel 6 にも当てはまり、実際、フォトサイトの一辺の寸法が 2.4 μm (他のセンサーでは 1.25 または 0.8 μm) の 1,250 万ピクセルの写真を撮影できます。これが原則ですピクセルビニング。このフォト センサーのサイズの拡大に加えて、広角レンズに関連するセンサーの解像度も一般に高くなります。これは特に重要な点です。この点については後で説明します。

メーカーが広角モジュールを主に好む場合、これらのレンズは主に街路、風景、建築の写真を撮影するために設計されています。ポートレートには最適ではありません。しかし、研究者の TJ トムソン氏が 2019 年に調査したように、スマートフォン ユーザーが最も多く写真を撮るものを調べてみると、5000枚の写真のデータベース— 写真の主な被写体は確かに物体であり、43.6% ですが、次いで人物や動物が 31.4% です。建物や自然の全体的なシーン (広角に適したもの) は、撮影された写真の 24.9% にすぎません。

広角だと何がダメなの？

一見すると、広角で撮ったポートレートは、離れれば 2 倍または 3 倍ズームの望遠レンズで撮った写真と同じであり、何も変わらないと思われるかもしれません。しかし、そうではありません。

写真家がポートレート写真に 85 mm または 135 mm のレンズを好むのは偶然ではありません。これまで見てきたように、これらの焦点距離は遠近感の歪みが最も少ない焦点距離です。したがって、これはつまり、それどころか焦点距離が短い、有名な広角では、大きく歪んでしまいます。

具体的には、スマートフォンで撮影した写真に大きな鼻効果が現れるのはここです。同様のフレームの場合、望遠レンズよりも広角レンズの方が被写体にかなり近づく必要があります。論理的には、被写体に近づくほど、遠近効果により近くの要素が拡大されます。また、さまざまな平面が互いにより離れて表示されるため、遠くにある要素は小さくなる傾向があります。

広角レンズ、または超広角レンズでポートレートを撮影すると、被写体の鼻がより際立って見え、耳が頭蓋骨の後ろに隠れてしまう傾向があるのはこのためです。

なぜメーカーは広角を好むのでしょうか?

したがって、これはスマートフォンの写真で私たちが目撃する矛盾です。ユーザーは主にポートレートを撮影するためにカメラを使用します。しかし、メーカーが最も宣伝しているカメラは、この用途に最適化されていません。

これはスマートフォンメーカーが間違っているという意味ではありません。 Google の Pixel スマートフォン マネージャーが私に説明したように、彼らはまず物理的な制約に直面します。

より幅広い光学系を使用することで、レンズの絞り、オートフォーカス、写真モジュールの重量またはサイズの限界を実際に押し上げることができます。焦点距離35mmや50mmで同じ性能を追求すると、レンズの設計は大きく変わります。などの要素を軽減する必要があります。才能、変調伝達機能、または人々が本当に気にするその他の機能。結局何が起こるかというと、レンズが重くなるためオートフォーカスが悪くなり、レンズの幅が広くなり、フォトモジュールが厚くなるということです。

すべては妥協です。より長い焦点距離にリンクされたメインセンサーは必然的に写真モジュールにかなりの重量を加える傾向があります。

スマートフォン、カメラ、スマートフォン用フォトセンサーのメーカーであるソニーによって裏付けられた意見:「レンズの焦点距離が長ければ長いほど、レンズとセンサー表面の間の距離も大きくなければなりません。さらに、センサーが大きくなるほど、より多くのスペースが必要になります。これは、大型センサーと長焦点レンズを薄型スマートフォンに統合することが技術的に難しい理由を説明しています。。「スマートフォンのカメラは明らかに光学設計に基づいているため、物理原理に従う必要があります。したがって、「光が多ければ多いほど、写真はより良くなります」だけでなく、「センサーが大きいほど、レンズも大きい」といったルールに従います。、Oppoが完成します。

ユーザーは広角、さらには超広角を望んでいます

考慮すべきもう 1 つの要素は、Oppo が次のように示しているように、ユーザーの広角カメラへの愛着です。「今日のスマートフォンの主レンズとして広角を使用することは、ほとんどの典型的なシナリオで動作する優れたすぐに使用できるデバイスに対するユーザーの需要を反映しています。これは最も多くの要求を満たす焦点範囲です »。ソニーからも同じ話があり、その使用を研究していることがわかります。「プロの写真家またはアマチュア写真家による」スマートフォンでは 16 ～ 70 mm の範囲に移動する前に。これは、ほとんどの携帯電話 (最もエントリーレベルの携帯電話であっても) がメインカメラに加えて超広角カメラを搭載していることも説明しています。

このユーザーの超広角に対する愛情に代償を払ったメーカーが 1 つあるとすれば、それは Google です。 2019年、メーカーはPixel 4とPixel 4 Proを発売しました。これは、27 mmの広角カメラと2番目のモジュール…望遠レンズ、43 mm相当を搭載したスマートフォンです。その後、同社はすでにこのレンズだけを信頼していた業界で超広角を無視しました。

批判は数多く、テスターやユーザーの多くは、風景写真に超広角がないことや、写真家に遠近感が欠けていることを嘆いていた。現在、スマートフォンの写真撮影には超広角が不可欠になっていることを Google は認識しています。「消費者に尋ねると、多くの人は超広角でより広い視野を好むと答えています。このカメラは、クロップが可能で、あまり遡る必要がない、よりグローバルな用途に適しているためです。」。

標準レンズの代替としての高解像度

技術的理由と商業的理由の両方から、スマートフォンメーカーはハイエンドのフォトセンサーと望遠レンズや標準レンズを組み合わせるつもりはありません。ただし、これは代替手段を探すことを妨げるものではありません。そして、まさにこの目的のために設計された、より明確に定義された広角カメラのセンサーです。

現在、Samsung や Xiaomi などのメーカーは、スマートフォンに 1 億ピクセルを超えるメインセンサーを提供しています。サムスンはまた、2億ピクセルの解像度に達するセンサー。そして、これらのセンサーにはいくつかの魅力があります。最も明白なのは、より高精細なショットを提供することですが、これはデフォルトでは当てはまりません。実際、基本パラメータを使用すると、これらのセンサー上のピクセルは 4 つまたは 9 つごとにグループ化されます。これは、ピクセルビニング。メーカーが 4 ～ 9 倍大きいフォトサイトをエミュレートするための方法で、より多くの光を記録できます。

しかし、私たちが興味を持っている被写体にとっての主な利点は、明らかにデジタルズームまたはハイブリッドズームです。 108 メガピクセルのセンサーで x2 デジタル ズームを操作することで、27 メガピクセルの解像度を維持します。 3 倍ズームでは 12 メガピクセルの画像を維持できます。ソーシャルネットワークで写真を共有したり、愛する人に送ったり、少部数で印刷したりするのに十分すぎる品質です。

何よりも、広角カメラを x2 または x3 デジタル ズームで使用すると、同等の焦点距離 50 または 75 mm を達成できるため、現在利用可能な最高のセンサーに関連付けられた望遠レンズの恩恵を人為的に受けることができます。スマートフォン。それ以来、写真はこの優れた解像度の恩恵を受けるだけでなく、光学的安定化、HDR、または他のセンサーに統合するには面倒すぎるその他の機能からも恩恵を受けることができます。Oppo は次のように説明しています。

24mm の焦点距離を使用することで、Find X3 Pro などのハイエンド モデルに搭載されている大型センサーの使用を可能にしながら、小型のフォト モジュールを備えたカメラ設計をコンパクトにすることができます。これは、スマートフォンの寸法を考慮して可能な限り最高の結果を提供しながら、ほとんどの場合に機能するカメラがあることを意味します。

ハイエンドスマートフォン専用の望遠レンズ

スマートフォンのビッグノーズ効果を避けるために、いくつかのメーカーは、通常、最もハイエンドのスマートフォンに望遠レンズを提供し続けています。これは、たとえば、Google の Pixel 6 Pro の場合に当てはまりますが、先に見たように、Galaxy S21 Ultra で 72 mm と 240 mm に相当する 2 つの長焦点距離レンズをリリースした Samsung の場合にも当てはまります。 。

逆説的ですが、広角カメラがスマートフォンで最もよく装備されたモデルであり続けるとすれば、スマートフォンで主な革新と威力を発揮するのは望遠レンズです。この分野では、Oppo は Find X3 Pro に望遠レンズを搭載していませんが、それでもこのブランドはこのタイプの光学レンズに慣れています。

サイズの限界を克服するために、スマートフォンのブランドは非常に革新的になりました。焦点距離を指定して複数のカメラを追加することは始まりにすぎません。 2017 年の MWC では、Oppo が次の製品でリードを獲得しました。潜望鏡望遠レンズのコンセプトサイズを犠牲にすることなく、スマートフォンでさらに大きな焦点距離を実現します。今週の Inno Day では、ポップアップ カメラのデザインを目にしました。これは、焦点距離 50mm で大型 1/1.56 インチ センサーの使用を可能にする別のアプローチです。

ファーウェイは、望遠レンズの分野でもパイオニアとして、P30プロ、2019年にはスマートフォン初となる50倍デジタルズーム（1250mm相当）を搭載。この偉業は、非常に明確な 40 メガピクセルのメインセンサーと、125 mm 相当のレンズに関連付けられた 8 メガピクセルのセンサーの両方によって可能になりました。

また、いくつかのメーカーが、中期または長期的にはレンズ自体内の光学的な動きによって実際の可変ズームを可能にするシステムに取り組んでいることもわかっています。それは特にOppoの場合、 もっとサムスンからも。これらの新機能はまさにイノベーションであるため、リリースされてすぐに多くの人が利用できるわけではないという事実は変わりません。利益を上げるために、メーカーはもう一度、これらの新しいタイプの長焦点レンズを高級スマートフォン専用に予約すべきである。