क्या फ्री-फॉर्म लेंस जो निर्माता उड़ा रहे हैं, क्या यह वाकई आश्चर्यजनक है?

पिछले दो वर्षों में मोबाइल फोन कैमरों ने एक अलग प्रवृत्ति दिखाई है: सुपर वाइड-एंगल मजबूत और मजबूत हो रहा है, और सुपर-टेलीफोटो दृश्य अब नहीं है।

2021 में फ्लैगशिप मशीन का अवलोकन करते हुए, इस पैटर्न को खोजना मुश्किल नहीं है। अधिकांश मोबाइल फोन या तो सीधे अल्ट्रा-टेलीफोटो लेंस को काट देते हैं, या संबंधित कॉन्फ़िगरेशन को सिकोड़ देते हैं। अल्ट्रा-वाइड-एंगल ने पहले की तुलना में अधिक ध्यान आकर्षित किया है: माइक्रो-पैन हेड, मुख्य कैमरे के समान विनिर्देशों वाले अल्ट्रा-आउटसोल, और विशेष फ्री-फॉर्म लेंस और अन्य सुविधाएं अधिक से अधिक मोबाइल फोन पर दिखाई दे रही हैं।

इन नई तकनीकों और नए हार्डवेयर के आशीर्वाद के लिए धन्यवाद, मोबाइल फोन के अल्ट्रा-वाइड-एंगल लेंस की तस्वीर की गुणवत्ता ने गुणात्मक छलांग लगाई है।

लेकिन IMX766 और IMX586 जैसे मुख्यधारा के सेंसर की तुलना में, "फ्री-फॉर्म लेंस" अभी भी अधिकांश उपयोगकर्ताओं के लिए एक अस्पष्ट अवधारणा है। यह अभी भी Huawei Mate40 Pro+, OPPO Find X3 Series, OnePlus 9 Series जैसे कुछ फ्लैगशिप फोन के लिए एक्सक्लूसिव है।

विरूपण को नियंत्रित करने के मामले में, क्या फ्री-फॉर्म लेंस वास्तव में प्रचार के रूप में जादुई है? इसकी प्राप्ति का सिद्धांत क्या है? क्या यह अल्ट्रा-वाइड एंगल के परिप्रेक्ष्य को प्रभावित करेगा? ये इस लेख में चर्चा किए गए विषय होंगे।

लेंस विरूपण कहाँ से आता है

फ्री-फॉर्म लेंस को समझने से पहले, हमें यह जानना होगा कि चित्र विरूपण कैसे उत्पन्न होता है।

सबसे पहले, यह स्पष्ट होना चाहिए कि लेंस विरूपण एक प्रकार का विपथन है और इसका चित्र की स्पष्टता पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। यह सिर्फ इतना है कि विकृत वस्तुएं धारणा को प्रभावित करती हैं और यथार्थवाद खो देती हैं।

उदाहरण के लिए, नीचे दी गई तस्वीर में, बाईं ओर की इमारत स्पष्ट रूप से विकृत है, और ऐसा लगता है कि जमीन समतल नहीं है। दाईं ओर सही की गई तस्वीर वास्तव में नग्न आंखों को देखने के करीब है।

चित्र से: एहबफोटोग्राफी

विकृति क्यों होती है?

हम जानते हैं कि एक लेंस कई लेंसों (लेंस) से बना होता है। प्रकाश विभिन्न लेंसों से होकर गुजरता है और अंत में सेंसर तक पहुंचता है, जिससे एक छवि बनती है।

▲ तस्वीर से: लीका अफवाहें

हालाँकि, लेंस का आवर्धन बीम और मुख्य अक्ष के बीच के कोण में परिवर्तन के रूप में बदलता है। सीधे शब्दों में कहें, जब प्रकाश ऑर्थोगोनली से मुख्य अक्ष तक जाता है, तो आमतौर पर कोई विकृति नहीं होती है। मुख्य अक्ष से प्रकाश जितना दूर होगा, गुजरने पर कोण उतना ही अधिक होगा, और विकृति उतनी ही स्पष्ट होगी।

लगभग सभी लेंस विरूपण से बच नहीं सकते। सामान्य विकृतियों को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: बैरल विरूपण और पिनकुशन विरूपण।

जैसा कि नाम से पता चलता है, बैरल डिस्टॉर्शन के कारण सीधी रेखाएं किनारे की ओर उभरेंगी, जो वाइन बैरल की तरह दिखती है, जो वाइड-एंगल लेंस में अधिक सामान्य है। तकिए के विरूपण के कारण सीधी रेखा अंदर की ओर खिसक जाएगी, जो एक तकिया जैसा दिखता है, जो टेलीफ़ोटो के अंत में अधिक सामान्य है।

उदाहरण के लिए, जब हम वाइड-एंगल लेंस के साथ एक समूह फोटो लेते हैं, तो बैरल विरूपण अक्सर होता है, जिससे गैर-केंद्रीय चेहरा खिंच जाता है और विकृत हो जाता है, और यह मोटा दिखता है।

बाईं ओर बैरल विरूपण का एक आरेख है, और दाईं ओर विरूपण को हटाने के बाद की उपस्थिति है। चित्र से: dpreview

पारंपरिक फोटोग्राफी युग में, विकृति को दूर करने की विधि मुख्य रूप से विरूपण को ठीक करने के लिए पीएस जैसे फोटो संपादन उपकरण का उपयोग करना है। यह अक्सर अच्छे परिणाम प्राप्त कर सकता है।

विकृति सुधार के लिए PS का उपयोग करना। चित्र से: youtube

लेकिन मोबाइल फोटोग्राफी के युग में, लोग फोटोग्राफी प्रक्रिया को सरल बनाना चाहते हैं और बोझिल पोस्ट-रीटचिंग को कम करना चाहते हैं। इसलिए मोबाइल फोन निर्माताओं ने विरूपण को खत्म करने के लिए एल्गोरिथ्म में तल्लीन करना शुरू कर दिया, फिल्म बनने पर विरूपण को स्वचालित रूप से ठीक करने की कोशिश की।

गूगल एंटी-डिस्टॉर्शन एल्गोरिथम डिस्प्ले। इमेज सोर्स: गूगल

Huawei Mate40 Pro+ के लॉन्च होने तक, इसने मोबाइल फोन के अल्ट्रा-वाइड-एंगल लेंस के विरूपण-विरोधी के लिए एक नया विचार प्रदान किया।

फ्री-फॉर्म लेंस का सिद्धांत

हमने ऊपर उल्लेख किया है कि विकृति मुख्य रूप से लेंस प्रणाली के आवर्धन में अंतर के कारण होती है। तो भौतिक स्तर से लेंस के डिजाइन में सुधार निस्संदेह एक प्रभावी समाधान है।

इसे कैसे सुधारें? इसका उत्तर फ्री-फॉर्म सरफेस डिज़ाइन है।

यदि आपके पास उच्च मायोपिया है, तो आपने चश्मा पहनते समय फ्री-फॉर्म लेंस के बारे में सुना होगा। गैर-अक्षीय, अनियमित, और जटिल घुमावदार सतहों को पेश करके, फ्री-फॉर्म सतह लेंस पारंपरिक लेंस के नुकसान से छुटकारा पाता है जैसे कि देखने का संकीर्ण क्षेत्र, विरूपण और लेंस की ऊंचाई के आसपास धुंधलापन।

ज़ीस फ्री-फॉर्म लेंस। चित्र से: कार्ल ज़ीस

इस प्रकार का लेंस गोलाकार सतह और गोलाकार सतह के बीच होता है, और इसमें शामिल ऑप्टिकल सिद्धांत बहुत अस्पष्ट होता है। हमें यह जानने की जरूरत है कि इसकी अनियमित और मुक्त घुमावदार सतह विभिन्न कोणों के बीम को मुख्य अक्ष से गुजरने देती है, जबकि अनुमानित आवर्धन और विपथन को कम करती है।

तस्वीर से: कोकोलेनी

सीधे शब्दों में कहें तो, चश्मा उपयोगकर्ता व्यापक और स्पष्ट दृष्टि देखने के लिए फ्री-फॉर्म लेंस का उपयोग कर सकते हैं। साथ ही, लेंस हल्के और पतले होते हैं, जिन्हें "कई प्रतिभाओं के संयोजन" के रूप में वर्णित किया जा सकता है।

▲ ZEISS फ्री-फॉर्म लेंस विज्ञापन

हालांकि, एक उच्च-सटीक मुक्त-रूप सतह लेंस को संसाधित करना जटिल और महंगा है। आम तौर पर उच्च अंत, अनुकूलित चश्मा बाजार में मौजूद हैं। उदाहरण के लिए, Zeiss के हाई-एंड ड्राइविंग लेंस और प्रोग्रेसिव लेंस में फ्री-फॉर्म सरफेस हैं।

फ्री-फॉर्म लेंस की निर्माण प्रक्रिया

वास्तव में, फ्री-फॉर्म सतह लेंस का उपयोग न केवल आईवियर उद्योग में किया जाता है, बल्कि ऑप्टिकल-संबंधित चिकित्सा, प्रक्षेपण, मुद्रण और स्कैनिंग क्षेत्रों में भी किया जाता है। ऑप्टिकल लाइटिंग का क्षेत्र अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और फ्री-फॉर्म सतह डिजाइन प्रकाश की एकरूपता को काफी बढ़ा सकता है।

उपरोक्त विवरण से यह देखा जा सकता है कि मुक्त-रूप सतह लेंस का विपथन को कम करने, यानी विकृति को कम करने पर उत्कृष्ट प्रभाव पड़ता है। अल्ट्रा-वाइड-एंगल विरूपण से पीड़ित मोबाइल फोन निर्माताओं के लिए, यह निस्संदेह सीखने लायक एक डिज़ाइन है।

हालांकि, मोबाइल फोन कैमरा मॉड्यूल की सीमित मात्रा और आंतरिक घटकों के जटिल स्टैकिंग के कारण, फ्री-फॉर्म सतह लेंस के डिजाइन और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी पर उच्च आवश्यकताओं को रखा गया है।

और Huawei Mate40 Pro+ पहला "केकड़ा खाने वाला मोबाइल फोन" है, जो "दुनिया का पहला फ्री-फॉर्म सरफेस लेंस" लाता है। इसके बैक-द-सीन डिज़ाइनर, हांग्जो डियानज़ी विश्वविद्यालय के डॉ. चांगलुन होउ के अनुसार, उन्होंने 2018 में फ्री-फॉर्म लेंस के साथ प्रयोग करना शुरू किया और बार-बार सत्यापन के बाद, अंततः दो साल बाद उनके पास Mate40 Pro+ था।

2021 में, ओप्पो और वनप्लस ने भी क्रमिक रूप से फ्री-फॉर्म लेंस वाले मोबाइल फोन लाए, जिन्हें बार-बार प्रमुख विक्रय बिंदुओं के रूप में प्रचारित किया गया। उदाहरण के लिए, OnePlus Liu Zuohu ने Weibo पर फ्री-फॉर्म लेंस की बार-बार प्रशंसा करते हुए कहा कि यह विरूपण को 1% से भी कम कर सकता है और अल्ट्रा-वाइड एंगल के लिए सबसे अच्छा भागीदार है।

प्रचार के आंकड़ों को देखते हुए, यह बहुत अच्छा लगता है। हालांकि, वास्तविक प्रभाव और धारणा मजबूत है या नहीं, सबूतों का अंतिम कहना है।

मुक्त-रूप लेंस का प्रभाव अतिशयोक्तिपूर्ण लगता है

उदाहरण के तौर पर वनप्लस 9 प्रो को लें जिसका मैंने दो महीने से अधिक समय से उपयोग किया है। यदि आप एक संदर्भ के रूप में बिना डोप किए गए एल्गोरिथम वाला कैमरा लेते हैं, तो वनप्लस 9 प्रो की अल्ट्रा-वाइड एंगल पर विकृति को नियंत्रित करने की क्षमता स्पष्ट है।

उदाहरण के लिए, नीचे दी गई तस्वीर में, कैमरे द्वारा ली गई लिफ्ट के दरवाजे के फ्रेम के बैरल के आकार का विरूपण बहुत स्पष्ट है, लेकिन वनप्लस 9 प्रो में यह समस्या नहीं है।

बाईं ओर एक पूर्ण-फ्रेम कैमरा है जो शूट करने के लिए 24 मिमी लेंस का उपयोग करता है, दाईं ओर एक वनप्लस 9 प्रो शूटिंग है

इस दृश्य में, कैमरे द्वारा लिए गए टीवी फ्रेम में पहले से ही महत्वपूर्ण विकृति आ चुकी है, जबकि वनप्लस 9 प्रो की तस्वीर में अभी भी सीधी रेखाएँ हैं।

बाईं ओर एक पूर्ण-फ्रेम कैमरा है जो शूट करने के लिए 24 मिमी लेंस का उपयोग करता है, दाईं ओर एक वनप्लस 9 प्रो शूटिंग है

तो क्या यह माना जा सकता है कि एक फ्री-फॉर्म लेंस बैरल विरूपण को पूरी तरह खत्म कर सकता है?

उत्तर जरूरी नहीं है। एक यह है कि हमें यकीन नहीं है कि एंटी-डिस्टॉर्शन एल्गोरिथम शामिल है या वनप्लस 9 प्रो के अल्ट्रा-वाइड एंगल में कितना शामिल है। दूसरे शब्दों में, विरूपण को दबाने का सारा श्रेय फ्री-फॉर्म लेंस के कारण नहीं है। दूसरा, विरूपण 100% को खत्म करना मुश्किल है, और इसे केवल एक निश्चित सीमा तक कम किया जा सकता है, जिसका पता लगाना आसान नहीं है।

वनप्लस 9 प्रो अल्ट्रा-वाइड-एंगल शूटिंग

शायद हम अपनी सोच बदल सकते हैं और वनप्लस 9 प्रो की तुलना एक शुद्ध एल्गोरिदम विरोधी विरूपण मोबाइल फोन से कर सकते हैं, और ऐसा लगता है कि हम जान सकते हैं कि फ्री-फॉर्म सतह लेंस के फायदे मजबूत हैं या नहीं।

जब Xiaomi 11 Ultra की तुलना अल्ट्रा-वाइड-एंगल डिस्टॉर्शन करेक्शन एल्गोरिथम के साथ की जाती है, तो यह देखा जा सकता है कि OnePlus 9Pro स्पष्ट रूप से जीत गया है। लेकिन यह तुलना उचित नहीं है, क्योंकि एमआई 11 अल्ट्रा अल्ट्रा-वाइड-एंगल फोकल लम्बाई व्यापक है, निश्चित रूप से विरूपण अधिक गंभीर होगा।

बाईं ओर Xiaomi 11 Ultra, दाईं ओर OnePlus 9 Pro। चित्र से: androidauthority

तो इसकी तुलना iPhone 12 प्रो मैक्स से कैसे की जाती है, जिसकी फोकल लंबाई अपेक्षाकृत करीब है? उत्तर अप्रत्याशित हो सकता है।

आइए iPhone 12 Pro Max पर विरूपण सुधार चालू होने से पहले और बाद की तस्वीरों पर एक नज़र डालते हैं। उसी दृश्य में, विरूपण सुधार एल्गोरिथ्म को जोड़ने से बैरल विरूपण लगभग अदृश्य हो जाता है।

दाईं ओर की तस्वीर विरूपण सुधार एल्गोरिथ्म की खुली स्थिति दिखाती है

वनप्लस 9 प्रो की तुलना में, भले ही आईफोन 12 प्रो मैक्स का अल्ट्रा-वाइड क्षेत्र व्यापक है, उत्कृष्ट एल्गोरिदम के साथ, इसकी विकृति स्पष्ट नहीं है। यह कहना मुश्किल है कि पूर्व में विरूपण दमन बेहतर है।

iPhone 12 प्रो मैक्स बाईं ओर, वनप्लस 9 प्रो दाईं ओर

एक और उदाहरण निम्नलिखित दृश्य है, दोनों विरूपण को दबाने में समान रूप से उत्कृष्ट हैं, और यहां तक ​​कि शुद्ध एल्गोरिथ्म iPhone 12 प्रो मैक्स और भी बेहतर है। वनप्लस 9 प्रो द्वारा ली गई दीवार का किनारा (लाल फ्रेम द्वारा दर्शाया गया) थोड़ा विकृत है।

इसलिए, उत्कृष्ट एल्गोरिदम के सामने, फ्री-फॉर्म सतह लेंस विरोधी विरूपण के फायदे इतने स्पष्ट नहीं हैं। इस दृष्टिकोण से, फ्री-फॉर्म लेंस की प्रभावशीलता अतिरंजित प्रतीत होती है।

फ्री-फॉर्म लेंस परिप्रेक्ष्य की भावना को कमजोर नहीं करते हैं

लोग अल्ट्रा-वाइड-एंगल शूटिंग का उपयोग क्यों करते हैं इसका कारण न केवल शटर दबाकर एक व्यापक दृश्य रिकॉर्ड करना है, बल्कि परिप्रेक्ष्य की भावना द्वारा लाए गए अद्वितीय दृश्य आनंद का पीछा करना भी है।

उदाहरण के लिए, यदि लेंस पेड़ों या इमारतों को शूट करने के लिए तैयार है, तो ऐसा लगता है कि विषय नीचे गिरने वाला है, जिसका एक मजबूत दृश्य प्रभाव पड़ता है। इसे परिप्रेक्ष्य विकृति (रैखिक विकृति भी कहा जाता है) कहा जाता है।

तस्वीर से: वनप्लस मोबाइल

यद्यपि परिप्रेक्ष्य अनिवार्य रूप से एक प्रकार की विकृति है, इस प्रकार की विकृति प्रकृति के नियमों के अनुरूप है और मानव आँख वास्तव में क्या देखती है। सीधे शब्दों में कहें तो यह "नियर बिग, फ़ार स्मॉल" के नियम का पालन करता है। इसका व्यापक रूप से चित्रकला कला में उपयोग किया गया और बाद में यह एक महत्वपूर्ण फोटोग्राफिक भाषा बन गई।

तो, क्या फ्री-फॉर्म लेंस परिप्रेक्ष्य के प्रदर्शन को बाधित करेंगे?

जवाब न है। फ्री-फॉर्म सतह लेंस के साथ अल्ट्रा-वाइड-एंगल लेंस बैरल विरूपण पर उत्कृष्ट दमन प्रभाव पैदा कर सकता है, लेकिन परिप्रेक्ष्य विरूपण को समाप्त नहीं करेगा।

यदि आप परिप्रेक्ष्य विकृति को समाप्त करना चाहते हैं, तो आप शूटिंग के समय लेंस को केवल विषय के समानांतर रख सकते हैं। उन्हें खत्म करने के लिए फ्री-फॉर्म लेंस पर भरोसा करना अवास्तविक है।

फ्री-फॉर्म लेंस का अर्थ विरूपण-विरोधी से कहीं अधिक है

उपरोक्त विश्लेषण के बाद, आप पाएंगे कि फ्री-फॉर्म लेंस उतना ही जादुई है जितना कि इसका विज्ञापन नहीं किया जाता है। उत्कृष्ट एल्गोरिथ्म से विरूपण-विरोधी प्रभाव अप्रभेद्य है, और परिप्रेक्ष्य विकृति को समाप्त नहीं किया जाएगा, तो इसका क्या अर्थ है?

पहली चीज जो निर्धारित की जा सकती है वह यह है कि ऑप्टिकल हार्डवेयर द्वारा विरूपण का दमन सैद्धांतिक रूप से सॉफ्टवेयर एल्गोरिदम की तुलना में अधिक स्थिर है। विशेष रूप से वीडियो शूट करते समय, एल्गोरिथम के लिए वास्तविक समय में विरूपण को ठीक करना मुश्किल होता है। इस समय, फ्री-फॉर्म सतह लेंस के हार्डवेयर लाभ का पता चलता है।

इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह फ्री-फॉर्म सरफेस लेंस का हल्कापन है, जो मोबाइल फोन कैमरा मॉड्यूल के डिजाइन में अधिक स्थान लाता है।

एक मुक्त-रूप सतह की शुरुआत करके, ऑप्टिकल सिस्टम की संरचना को अधिक कॉम्पैक्ट, वजन में हल्का और कम ऑप्टिकल घटकों को बनाया जा सकता है। इसलिए, समान मात्रा में, फ्री-फॉर्म सतहों के अनुप्रयोग से कैमरा मॉड्यूल की अंतरिक्ष उपयोग दर अधिक हो सकती है।

उदाहरण के लिए, ओप्पो फाइंड एक्स3 सीरीज़ और वनप्लस 9 प्रो सीरीज़ को इमेज क्वालिटी को और बढ़ाने के लिए IMX 766 मुख्य कैमरा-लेवल आउटसोल सेंसर का उपयोग करने का अवसर दें।

हालांकि, फ्री-फॉर्म सतह लेंस में कम प्रसंस्करण उपज, जटिल प्रक्रिया और महंगे उपकरण होते हैं, इसलिए लागत अपेक्षाकृत अधिक होती है। वर्तमान में, फ्री-फॉर्म लेंस से लैस अपेक्षाकृत कम मोबाइल फोन हैं, और केवल सबसे गंभीर विरूपण समस्या वाले अल्ट्रा-वाइड एंगल का आनंद लिया जा सकता है।

यह अनुमान लगाया जा सकता है कि जब फ्री-फॉर्म सतह लेंस की लागत कम हो जाती है, चाहे वह मुख्य लेंस हो या टेलीफोटो लेंस, फ्री-फॉर्म सतह तकनीक लागू हो सकती है। विरूपण को दबाते समय, ऑप्टिकल सिस्टम को ढेर करने के लिए अधिक जगह होती है।

मोबाइल फोन निर्माताओं के "दोहरे मुख्य कैमरा" और "तीन मुख्य कैमरा" नारों की तरह, शायद हम "डबल फ्री-फॉर्म लेंस" और यहां तक ​​​​कि "थ्री फ्री-फॉर्म लेंस" वाले मोबाइल फोन भी देख पाएंगे। भविष्य।

टॉकफ्रेश। कार्य ईमेल: [email protected]

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