Что такое "зум" и как его применяют на практике?

Автор Михаил Михаэлис December 18, 2023

Зумирование изображений и видео - одна из важнейших функций современных камер. С помощью зума можно приблизить интересные детали или, наоборот, охватить широкую панораму. Но что на самом деле означает слово "зум"? Какие бывают виды зума и как правильно ими пользоваться?

Определение понятия "зум"

Слово "зум" пришло в русский язык из английского, где означает "быстрое приближение объекта". В техническом смысле под зумом понимают способность оптической или цифровой системы увеличивать или уменьшать изображение объекта съемки.

Основными характеристиками зум-объективов являются:

Кратность зума - во сколько раз можно увеличить изображение.
Фокусное расстояние - определяет ширину угла обзора.
Светосила - важна для съемки в условиях недостаточного освещения.

Зум применяется в различных устройствах, таких как фотоаппараты, видеокамеры, бинокли, подзорные трубы и современные смартфоны.

Типы зумирования

Оптический зум осуществляется за счет сложной системы линз, механически изменяющих фокусное расстояние и угол поля зрения объектива. Это позволяет получать качественное увеличенное изображение.

Цифровой (электронный) зум увеличивает уже готовую цифровую фотографию или кадр видео. При этом просто обрезается нужный фрагмент и масштабируется до необходимого размера. Качество при таком зуме снижается.

Комбинированный зум использует оптический и цифровой зум по очереди или вместе. Это позволяет получить большую кратность, но качество при цифровом увеличении страдает.

Гибридный зум применяется в смартфонах. Он комбинирует несколько камер и специальные алгоритмы обработки для имитации эффекта оптики. Качество лучше цифрового зума, но уступает настоящему оптическому.

Таким образом, оптический зум дает самое высокое качество изображения, цифровой - самую большую кратность. При выборе камеры нужно учитывать плюсы и минусы каждого типа в контексте конкретных задач съемки.

Оптический зум на практике

Оптический зум работает следующим образом:

Линзы внутри объектива смещаются относительно друг друга при вращении кольца зуммирования.
Изменяется фокусное расстояние и угол обзора.
Увеличивается или уменьшается изображение объекта на матрице.

Поскольку картинка фактически "проецируется" с разным масштабом, качество остается максимально возможным для данной оптики. Это большое преимущество оптического зумирования.

Чтобы получить качественную фотографию с оптическим приближением, нужно:

Использовать яркий дневной свет. Темное время суток и пасмурная погода ухудшают результат.
Помнить, что глубина резкости при зуммировании уменьшается. В фокусе должен быть только нужный объект.
Применять штатив и автофокус для устранения сотрясения камеры и получения четких контуров.

Зум на максимум дает возможность рассмотреть далекие объекты в мельчайших деталях и запечатлеть уникальные моменты.

Цифровой зум на практике

В отличие от оптического, цифровой зум работает исключительно программными методами, без изменения характеристик объектива. Алгоритм следующий:

Камера делает обычный снимок без зумирования.
Выделяется нужный фрагмент из полученного изображения.
Фрагмент масштабируется до размеров исходной фотографии.

При таком увеличении неизбежно теряется резкость и нарастает зернистость. Однако современные камеры с высоким разрешением сенсора способны приближать изображение в 5-10 раз практически без видимой потери качества.

Компенсация недостатков цифрового зума

Чтобы снизить недостатки электронного зумирования, используют следующие приемы:

Съемка в ярком освещении для уменьшения шумов.
Использование штатива во избежание сотрясения.
Ручная фокусировка для максимальной резкости.
Последующая обработка снимка в графических редакторах.

Применение в повседневной съемке

Цифровое увеличение удобно применять для бытовой и любительской фото- и видеосъемки. Например:

Селфи и портреты с приближением лица.
Съемка удаленных объектов (здания, памятники).
Фиксация мелких деталей и текстов.

Главное при этом - не выходить за пределы 5-10-кратного зума, чтобы сохранить приемлемое качество.

Зум в смартфонной фотографии

В современных смартфонах используется гибридный зум, объединяющий аппаратные и программные технологии. В частности, применяется перископический телеобъектив и сложная обработка снимков с разных камер для имитации оптики.

Это позволяет значительно превзойти возможности обычного цифрового зума. Например, vivo X50 Pro с 5-кратным оптическим и 60-кратным гибридным зумом дает отличные снимки с 30-40-кратным приближением.

Программное обеспечение для зумирования

Помимо встроенных функций камер, существует множество специализированных приложений для зумирования и увеличения изображений на компьютере и смартфоне. Наиболее популярные из них:

Adobe Photoshop
GIMP
FastStone Image Viewer
IrfanView

Эти программы позволяют применять различные алгоритмы масштабирования изображения - от простой билинейной интерполяции до сложных методов искусственного интеллекта.

Качество цифрового зума в программах

Качество зависит от исходного разрешения фотографии и используемого алгоритма. Чем выше разрешение, тем больше запас для увеличения без видимой потери резкости. Современные ИИ-алгоритмы также позволяют значительно улучшить результат.

Чтобы получить максимально качественный результат при цифровом масштабировании изображения в приложениях, рекомендуется:

Использовать исходные фото высокого разрешения - не менее 3000 пикселей по длинной стороне.
Применять современные алгоритмы на основе ИИ, например, в Adobe Photoshop.
Увеличивать фотографию не более чем в 5 раз для сохранения детализации.
При необходимости большего зума, совмещать программные методы и ручную доработку изображения.