Диафрагма в телефоне: Камера смартфона для «чайников» №1. Диафрагма. Как свет проникает внутрь камеры? — Главная

Содержание

Камера смартфона для «чайников» №1. Диафрагма. Как свет проникает внутрь камеры?

Оценка этой статьи по мнению читателей:

В каждом обзоре смартфона перед тем, как перейти к детальному обсуждению камеры, я всегда привожу ее краткие технические характеристики, в частности, указываю параметры объектива и матрицы. Выглядит это примерно следующим образом:

Основная камера: 108 Мп, 1/1.33″, f/1.8, 26 мм, 0.8 мкм, PDAF
Телеобъектив: 12 Мп, 1/3.4″, f/2.0, 52 мм, 1.0 мкм, PDAF, OIS

Если вы далеки от мира фотографии, все эти буквы и цифры совершенно ни о чем вам не говорят. И в этой серии статей я постараюсь подробно и доступно объяснить каждое из этих понятий. Но простого объяснения здесь недостаточно, оно должно быть корректным. Дело в том, что многие, кто якобы разбираются в «обычной» фотографии, привнесли целый ряд мифов и заблуждений в «мобильную» фотографию.

Даже на самых авторитетных ресурсах сплошь и рядом встречается мнение, будто размер матрицы смартфона напрямую влияет на глубину резкости кадра. Другие, видя диафрагму f/1.6 и сравнивая ее со своим большим фотоаппаратом, не понимают, почему смартфон не дает такого же красивого эффекта боке (размытия фона), как и зеркалка.

О фокусном расстоянии, размерах матрицы и кроп-факторах даже говорить не стоит — здесь заблуждений еще больше.

В общем, мы начинаем целую серию статей, которая на очень простых и понятных примерах позволит вам разобраться во всех характеристиках современных камерофонов, проследив за тем, как обычный лучик света превращается в фото-шедевр.

Уверяю вас, после этих статей вы будете разбираться в данной теме лучше многих профессиональных фотографов, даже в том случае, если до этого ничего не понимали в фотографии.

И в первой части мы поговорим о диафрагме. Но прежде нам нужно понять, как вообще свет «переносит» картинку, ведь это не настолько банальное явление, как может кому-то показаться.

Волшебство в темном ящике!

Представьте себе небольшой ящик из очень плотного картона, внутрь которого не проникает свет:

Давайте проделаем в стенке этого ящика большое круглое отверстие:

Даже маленький ребенок понимает, что в ящике стало светло и мы можем видеть всё, что в нём находится.

А теперь я задам простой вопрос, на который многие не смогут ответить правильно. Как вы думаете, что произойдет, если мы значительно уменьшим диаметр этого отверстия? Внутри коробки просто станет темнее? Не совсем.

В реальности случится то, что одни посчитают настоящим волшебством, а другие и вовсе не поверят! На противоположной стенке появится цветное изображение всего того, что находится перед отверстием:

И это будет работать не только с маленькими коробками. Вы даже можете закрыть окна в своей комнате каким-то непрозрачным материалом, проделать в нем небольшое (пару сантиметров) отверстие и на стене появится цветное изображение всего, что происходит за окном. Примерно, как на этом снимке:

Центральный парк (Нью-Йорк) на стенах комнаты

Я думаю, вы обратили внимание на то, что изображение парка перевернуто вверх ногами, как и картинка внутри ящика на предыдущей иллюстрации. Но что здесь вообще происходит? Почему вместо обычного света в комнате или ящике появляется изображение, будто кто-то включил проектор? И почему эти изображения перевернуты?

Ответив на поставленные вопросы, мы поймем самый базовый принцип работы камеры смартфона.

Итак, вернемся к ящику. Свет, исходящий от солнца (или другого источника) попадает на все предметы и отражается от каждой их точки в разные стороны. Давайте проследим, как и куда будут падать лучи света, отраженные от штанов и головы парня из нашего примера:

Как видите, от одной конкретной точки на голове или штанах исходит множество лучей света в разные стороны. Часть из них ударяется в ящик, а другие проходят сквозь отверстие и попадают на внутреннюю стенку.

Так как это отверстие очень большое, через него проходит множество лучей, каждый из которых падает в разные места под своим углом. В результате мы не видим никакого четкого изображения, все цвета смешаны в один. Получается, внутри ящика просто стало больше света.

Но если сделать это отверстие очень маленьким, бо́льшая часть отраженных лучей просто окажутся заблокированными внешней стенкой ящика и не попадут на внутреннюю стенку, а те лучи, что отразились от одной точки и прошли сквозь отверстие, соберутся примерно и в одной точке на стенке:

Конечно, отверстие не настолько мало, чтобы пропускать буквально по одному лучику света. Но даже если на стенку будет попадать несколько лучей, отраженных от одной и той же точки, мы все равно увидим относительно резкие очертания предметов.

К сожалению, нельзя просто взять и поместить в смартфон маленькую коробочку с микроскопическим отверстием. Туда будет попадать очень мало света, снимки будут очень темными и смазанными. Дело в том, что с уменьшением отверстия, четкость изображения с определенного момента начнет снижаться. Связано это с таким физическим явлением, как дифракция света (мы не будем подробно останавливаться на этом явлении, просто знайте, что сильно уменьшать отверстие нельзя).

Что же делать? Логика подсказывает, что отверстие нужно оставлять большим, чтобы света было много. Но в то же время, нужно сделать так, чтобы все лучи, отраженные от одной конкретной точки предмета и прошедшие через большое отверстие, не падали куда попало, а собирались в такую же конкретную точку на стенке.

Сделать это можно только одним способом. Нужно как-то изменить направление лучей света, чтобы они в итоге всегда пересекались в одной точке. Другими словами, необходимо для каждого лучика света установить в отверстие ящика крохотную призму, которая и будет преломлять свет, изменяя направление его движения. Если луч света проходит через верхнюю часть отверстия, он должен отклониться вниз, если проходит по центру — пусть так и дальше идет, а если — внизу, тогда пусть отклоняется вверх:

В итоге, все три луча, несмотря на то, что прошли через разную часть отверстия, сошлись в одной единственной точке, что дало нам резкое и четкое изображение. Но в реальности лучей-то не 3 и не 300, а бесчисленное множество! Поэтому использовать миллионы маленьких призм — не выход. Нам нужна одна призма такой формы, чтобы лучи света отклонялись тем сильнее, чем дальше они проходят от центра (выше или ниже). И такое устройство придумали — это всем нам знакомая линза.

Давайте вставим такую линзу в ящик с большим отверстием и посмотрим, что произойдет теперь:

Как видите, изображение на стенке получилось очень ярким и четким. Четким — потому что каждый лучик света, отраженный от одной и той же точки, оказался в одном месте на стенке ящика (линза собрала все лучи в одну точку). А яркий — по той причине, что мы сделали большое отверстие и собрали очень много света, то есть, множество лучей.

Вот теперь можно говорить о камере смартфона, которая и является по сути маленькой коробочкой с большим отверстием, в котором установлена линза (объектив):

Конечно, в объективе любого смартфона используется много линз (чем больше — тем лучше) и причин для этого несколько:

Камера должна как-то уметь фокусироваться и для этого нужна дополнительная линза, которая бы двигалась вперед-назад.
Оптическая стабилизация (в основном) также реализована при помощи дополнительных линз, которые могут свободно двигаться вверх-вниз и влево-вправо. Если хорошенько потрясти смартфон, можно услышать дребезжащий звук, издаваемый этими линзами.
Также изображение, полученное при помощи одной линзы, будет не очень качественным из-за различных цветовых и геометрических искажений. Дополнительные линзы и разное их покрытие значительно улучшают качество картинки.

Что интересно, наши глаза — это такие же «коробочки», в которые свет проникает через маленькие отверстия, в точности, как в примере с ящиком!

Зрачок — это и есть отверстие, через которое свет проникает внутрь глаза. Сразу за ним расположена «линза» (хрусталик), которая фокусирует все лучи света в одну точку, чтобы построить резкое изображение на «стенке» (сетчатке):

Как видите, везде используется один и тот же принцип! И теперь, когда мы понимаем, как лучи света переносят изображение и что делает его резким, перейдем к главному вопросу.

Что такое диафрагма (f/1.8) камеры смартфона и на что она влияет?

На самом деле, у каждого смартфона размер отверстия, через которое свет проникает в камеру, может сильно отличаться. И это значительно влияет на качество фотографий.

Размер отверстия всегда указывается в технических характеристиках смартфона в виде буквы f с каким-то числом через дробь, например, f/1. 6 или f/2.3. Это число называется диафрагменным числом.

Само отверстие в камере (объективе) называется апертурой. То есть, чем больше апертура, тем больше отверстие. А диафрагма — это непрозрачная преграда вокруг апертуры (отверстия). Просто взгляните на следующую картинку и вам всё станет понятно:

Чем сильнее мы закрываем диафрагму (на картинке — f/16), тем меньше становится отверстие (апертура) и тем меньше света проникает внутрь камеры. И наоборот, чем сильнее открыта диафрагма (f/2.8), тем больше отверстие и тем больше света попадает в камеру.

В основном диафрагма на смартфонах фиксирована. Она не может изменяться так, как на больших камерах. То есть, если в характеристиках сказано, что диафрагма f/2.3, вы никак не сможете открыть ее до значения, скажем, f/1.8. Но бывали и исключения, в частности, на некоторых флагманах от Samsung диафрагма могла изменяться.

Итак, диафрагма сообщает нам, насколько светосильным является объектив, то есть, какое количество света он способен пропустить за определенный промежуток времени. Чем сильнее она открыта — тем больше света.

Но это не единственное (и для многих даже не главное) свойство диафрагмы. Размер отверстия напрямую влияет на глубину резкости кадра. Если вы хотите снять портрет с красивым размытием фона, нужно сильнее открыть диафрагму (например, f/2.8). И наоборот, чем сильнее закрываете диафрагму (например, f/16), тем большая область сцены будет резкой. Соответственно, с маленьким отверстием часто снимают пейзажи и архитектуру, когда хотят, чтобы максимальная часть кадра была в фокусе.

Почему же это происходит? Как размер отверстия может влиять на степень размытия фона?

В реальности, только размер отверстия и расстояние от камеры до объекта съемки влияют напрямую на этот параметр. Всё остальное (размер матрицы, фокусное расстояние) связано с размытием фона лишь косвенно. Но давайте разберемся подробнее!

Для простоты, нарисуем лучи света, отраженные от дерева и прошедшие через линзу (то есть, на картинке показано то, что происходит внутри объектива):

Все лучи пересекутся только в одной точке и именно в этой точке изображение будет по-настоящему в фокусе. Если здесь мы разместим матрицу камеры, то получим резкую фотографию дерева.

Но наши глаза далеко не идеальны и мы не можем увидеть разницу между маленькой точкой на пересечении лучей и чуть большим пятном, которое бы получилось перед или за фокусом. Благодаря этому, мы видим в фокусе не только дерево, но и другие объекты, находящиеся сзади или спереди дерева.

То есть, мы будем видеть резкими и те предметы, лучи от которых не сошлись в одной точке, а находятся на небольшом расстоянии друг от друга (показано синими стрелками на картинке выше). В фокусе получается сам объект съемки, а также небольшая область до и после схождения лучей. Всё вместе это называется глубиной резкости (показано красной стрелкой на картинке выше).

Посмотрите, что будет, если мы начнем изменять размер диафрагмы, то есть, увеличивать размер отверстия в объективе:

Угол схождения лучей будет изменяться, а вместе с ним изменится и глубина резкости. Ведь, как я уже сказал выше, мы воспринимаем резкими все предметы, если расстояние между лучами света, отраженного от предмета, небольшое. На картинке выше это расстояние показано синими стрелочками и оно не меняется, но так как угол лучей другой, в фокус попадает меньше пространства.

Надеюсь, теперь вы понимаете, каким образом диафрагма влияет на светосилу объектива и на глубину резкости.

Так почему же моя зеркальная камера с объективом f/2.8 размывает фон намного лучше, чем телефон с диафрагмой f/1.8?

Всё дело в том, что физический размер отверстия в крупном объективе гораздо больше, чем отверстие в объективе маленького смартфона. Вот как выглядят диафрагмы смартфона и объектива зеркального фотоаппарата с идентичным диафрагменным числом f/1.8:

Два объектива с одинаковой диафрагмой и фокусным расстоянием 28 мм

Несмотря на одинаковые диафрагмы (f/1.8) и эквивалентные фокусные расстояния (28 мм), реальный диаметр отверстия в объективе зеркалки составляет примерно 15 мм, в то время, как диаметр отверстия в объективе iPhone SE 2020 составляет около 2 мм!

Получается, глубина резкости камеры iPhone SE 2020 с объективом f/1. 8 примерно соответствует глубине резкости зеркальной камеры с объективом f/14 при аналогичном фокусном расстоянии.

С такой диафрагмой ни о каких портретах даже речи быть не может, так как для этих целей на зеркалках используется диафрагма f/2.8 или около того. Именно поэтому за красивое размытие фона в портретном режиме отвечает не физика, а искусственный интеллект смартфона. Подробнее об этом я рассказывал в статье о вычислительной фотографии.

Но тогда получается, что диафрагма ни о чем нам не говорит, так как на разных устройствах она означает совершенно разные физические размеры? Нет.

Диафрагменное число — это относительная величина. Зная эту характеристику смартфона, можно очень легко высчитать реальный размер отверстия любого объектива. Для этого достаточно фокусное расстояние объектива (f) разделить на диафрагменное число. Именно поэтому диафрагма и записывается, как f деленное на число.

Но здесь мы сталкиваемся уже с другим понятием — фокусным расстоянием. И в следующей части я подробно расскажу о том, что это такое, на что оно влияет, как узнать настоящее фокусное расстояние объектива и как по этим параметрам можно реально оценивать качество камеры того или иного смартфона с точки зрения физики.

Подытожим первую часть

В этой статье мы разобрались с тем, как вообще свет формирует изображение на любой поверхности, будь-то стенка ящика, сетчатка глаза или матрица камеры.

Также мы подробно разобрались с тем, что такое диафрагма и почему размер отверстия, через которое свет попадает внутрь камеры, является очень важной характеристикой.

При выборе смартфона следует всегда обращать внимание на диафрагменное число (f/1.8, f/2.2 и т.д.). Ведь чем оно меньше, тем больше света будет захватывать камера и можно получить меньшую глубину резкости, а значит, более красивые снимки с художественной точки зрения.

Но, к сожалению, оценивать камеру только по диафрагменному числу нельзя и пример с объективом зеркального фотоаппарата очень наглядно это показал. Чтобы объективно сравнить камеры двух смартфонов, нам нужно учитывать 3 параметра: диафрагму (то, что мы сегодня разобрали), фокусное расстояние и размер матрицы.

Обо всём этом и поговорим в следующей части статьи!

Алексей, главред Deep-Review

P.S. Мы открыли Telegram-канал и сейчас готовим для публикации очень интересные материалы! Подписывайтесь в Telegram на первый научно-популярный сайт о смартфонах и технологиях, чтобы ничего не пропустить!

Понравилась статья? Поделитесь с другими:

Как выбрать телефонную камеру высокого качества?

Важнее, чем мегапиксели: что на самом деле определяет высокое качество цифровых снимков?

Результаты опроса владельцев смартфонов, который был проведен в 2014 году, показали: на первое место по степени важности пользователи ставят такую функцию смартфона, как фотосъемка. Именно по этой причине телефонные производители, представляя свои новые модели, стали заострять внимание на характеристиках камеры.

Жесткая конкуренция требует от них постоянного выхода на рынок с новой продукцией, которая будет лучше, чем у других. Однако обычным потребителям в условиях такой гонки всё труднее разобраться, благодаря каким параметрам модель одного производителя опережает модели других.

Довольно быстро разработчики телефонной продукции придумали простой трюк – они стали бесконечно увеличивать один из параметров камеры, пытаясь убедить потребителей в том, что это и есть главный критерий ее высокого качества. Таким параметром стало

количество мегапикселей, и многие люди, выбирая телефон с камерой, теперь руководствуются именно этой характеристикой, хотя, если рассуждать объективно, это далеко не самый важный показатель.

Да и качество снимков, сделанных телефоном, зачастую хромает, даже несмотря на огромное число мегапикселей. Сколько же их нужно на самом деле и на что в первую очередь надо обращать внимание при выборе телефонной камеры?

Однако прежде, чем погрузиться в тематические глубины, попытаемся разобраться в азах – что же это такое, загадочный мегапиксель?

Что такое мегапиксель?

Пиксель (pixel – Picture Element) – это строительный блок цифрового изображения, которое состоит из множества крошечных цветных квадратиков, расположенных вертикально и горизонтально.

Современные камеры способны делать фото, состоящие из миллионов пикселей, или мегапикселей. Например, если в снимке по горизонтали уложились 3456 пикселей, а по вертикали – 2304, то в целом он будет состоять из 7 962 624 пикселей, т. е. речь идет о 8-мегапиксельном фото.
Плотность пикселей (pixel density) – количество пикселей на единице площади изображения. Измеряется в пикселях на квадратный дюйм (ppi) или на сантиметр (PPCM). В цифровой печати обычно говорят о количестве точек на квадратный дюйм (DPI). Основное правило гласит: чем больше пикселей или точек приходится на одну единицу измерения, тем будет резче и детальнее изображение.
Казалось бы, из вышесказанного можно сделать однозначный вывод: чем больше количество и плотность пикселей, тем качественнее снимок. Однако, как и в жизни, здесь не всё так просто.
Миф о мегапикселях
Десятилетиями производители электроники внушали потребителям: чем больше пикселей уместится на снимках, тем лучше камера.
И до определенного момента так и было.
Первые цифровые камеры, появившиеся в продаже на рубеже нового тысячелетия, делали только 1-мегапиксельные фото. В те времена снимки было принято проявлять и печатать на фотобумаге, и выглядели они далеко не лучшим образом: сказывалось низкое разрешение цифровой камеры. Одна из причин слабого качества заключалась в недостаточном количестве пикселей, которые приходилось растягивать при переносе изображения на фотобумагу.
С этим недостатком решили бороться, начав пиксельную гонку. В продаже стали появляться более совершенные камеры, которые позволили резко улучшить качество цифровых фотографий. Снимок на бумаге 10 х 15 см, сделанный 3-мегапиксельной камерой выглядел действительно лучше, чем снятый с помощью 0,9-мегапиксельного аппарата.
Технологии продолжали развиваться, однако наступил момент, когда цифровые камеры достигли своего потолка – физиологического и технологического. Оказалось, что человеческий глаз не в состоянии видеть отдельные пиксели при достаточно высоком уровне их плотности.

Другим сдерживающим фактором стала разрешающая способность телефонных экранов, не позволявшая показать всё великолепие сделанных снимков. Иными словами, при достижении определенного количественного уровня уже нельзя было визуально отличить, на каком снимке больше пикселей, а на каком – меньше.
Таким образом, принцип: чем больше мегапикселей, тем лучше изображение – перестал работать. Но, несмотря на изменившиеся обстоятельства, потребители по-прежнему при выборе новой камеры или смартфона руководствуются этим принципом, а производители электроники не спешат развеивать их ложные представления. Да и с какой стати им это делать?

Простым пользователям понятна такая единица измерения, как мегапиксель. Так почему бы не акцентировать на ней внимание, чтобы легче навязать товар покупателям? Однако мегапиксели подобны калориям, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, но, оказавшись в избытке, причинят ему только вред.
Когда пикселей много, а проку нет
Чем больше пикселей содержит изображение, тем объемнее файл. И это может стать проблемой для устройств с недостаточным объемом памяти, например, для смартфонов, у которых нет гнезда для карты памяти. А если учесть, что каждое срабатывание телефонной камеры съедает 5 – 10 Мбайт, то весь объем памяти устройства будет исчерпан довольно быстро.
Загрузка так называемых «тяжелых» фото в социальные сети тоже забирает немало объема и времени. К тому же некоторые социальные каналы устанавливают ограничения на объем загружаемого контента и/или применяют компрессию, что приводит к ухудшению качества изображения. В итоге от большого количества пикселей не будет никакого проку.

Когда много пикселей только на пользу
Большое количество пикселей, безусловно, оправдано, когда требуется распечатать фото на носителе крупного формата или выделить фрагмент, увеличив масштаб изображения без потери качества. В данном случае много пикселей дают больше возможностей для маневра.
Сколько же мегапикселей надо?
Итак, мы разобрались, что обе крайности – очень мало и очень много мегапикселей – это плохо. В первом случае снимок для просмотра в адекватном качестве приходится сокращать в размерах, во втором – излишне увеличивается объем файла. Что ж, попробуем найти золотую середину.
По состоянию на апрель 2020 года, преобладающая часть интернет-пользователей просматривала контент на стационарных компьютерах, мониторы которых имели разрешение 1366 х 768 пикселей или высокое разрешение HD. Следующими по популярности были мониторы с разрешением Full HD (1920 х 1080 пикселей), способные отобразить на экране 2073600 пикселей (приблизительно 2 мегапикселя). У HD-мониторов этот показатель составляет 1049088 пикселей (приблизительно 1 мегапиксель).

Качество отображаемого на экране изображения определяется разрешением монитора, поэтому снимок со сверхвысокой плотностью пикселей может выглядеть на экране как малопиксельный. Кстати, 3-мегапиксельная картинка на экране 96 PPI смотрится вполне адекватно. А вот для того, чтобы выглядеть достойно на 4К-экране, изображение должно уже содержать никак не меньше 8 миллионов пикселей.
Всё вышесказанное, однако, еще не означает, что любая камера с разрешением более 8 мегапикселей заведомо хороша. Это не так. Как нельзя приготовить гастрономический шедевр только из одного ингредиента, так невозможно сделать отличное фото лишь благодаря уйме мегапикселей.

Что действительно важно?
Сенсорная матрица
Фотография – это искусство рисования светом. Не будет света – не будет и снимка. Поэтому основной элемент любой камеры – это узел, преобразовывающий свет в изображение, и таким узлом является сенсорная матрица. Она преобразует поступающий через объектив световой поток в сигнал, который, в свою очередь, потом трансформируется в изображение. Чем крупнее и качественнее матрица, тем больше света она способна преобразовать и тем лучше будет фото.
Именно по этой причине снимок, сделанный зеркальной камерой, в общем случае будет лучше, чем снятый «мыльницей» с микроскопической матрицей или камерой телефона. Поэтому, выбирая телефонную камеру, в первую очередь следует обращать внимание на размер ее матрицы. Чем больше матрица, тем качественнее будут снимки, сделанные при любом освещении – хорошем или плохом.

Процессор
Процессор или графический чип (этими элементами в основном оснащены флагманские модели) трансформирует сигнал, поступающий из сенсорной матрицы, в видимое изображение. Чем производительнее чип, тем быстрее обрабатывается изображение и тем быстрее можно будет сделать следующий кадр.
Диафрагма
В объективе каждой камеры есть отверстие, через которое свет попадает на матрицу. У зеркальных камер и некоторых «мыльниц» подороже диафрагма регулируемая, т.е. позволяет регулировать световой поток.
С помощью такой регулируемой диафрагмы можно играть глубиной резкости и выдержкой. От глубины резкости зависит, какие объекты будут в фокусе, какие – нет. А от выдержки – интервала времени, когда матрица открыта для света, – зависит качество изображения движущихся объектов. Чем больше диафрагма, тем больше света попадает на матрицу и тем лучше будут результаты съемки при плохом освещении.

К сожалению, мне еще не приходилось слышать о смартфонах с регулируемой диафрагмой. И фанаты телефонной съемки вынуждены мириться с теми параметрами диафрагмы, которые изначально устанавливают производители. Впрочем, всё не так страшно, если диаметр объектива достаточно велик.
Характеристики диафрагмы обозначаются буквой F с дробью: F/16, F/8, F/2 и т.д. Чем меньше цифровой знаменатель, тем крупнее отверстие объектива и больше света доходит до матрицы. И наоборот. Короче, чем меньше цифра, тем лучше.
Сегодня в основном продаются телефоны с камерами, у которых диафрагма около F/2, у флагманских моделей – F/1.9 и даже F/1.7. Такие камеры уже позволяют делать фото приемлемого уровня. Однако, чтобы извлечь максимальную пользу из хороших характеристик диафрагмы, устройство также должно быть оснащено качественным стабилизатором изображения.
Стабилизатор изображения
Задача стабилизатора изображения заключается в устранении нежелательного эффекта «замыливания» кадра, когда дрожат руки, и в общей стабилизации процесс съемки.
Существуют два вида стабилизаторов – цифровые и оптические. Цифровые устраняют последствия дрожания рук с помощью специальных программ, хотя и не всегда успешно. В оптических за стабильность отвечают крошечные гироскопы, которые удерживают «пляшущий» объектив на месте. Правда, это достаточно сложный вариант и используется только во флагманских моделях.
Зум
Зум, или увеличение, в камерах тоже бывает двух видов – оптический и цифровой. Оптическое увеличение достигается за счет перемещения объектива камеры, цифровое – путем обработки изображения с помощью специального алгоритма. В смартфонах чаще всего используется последний вариант, который неизбежно приводит к серьезному ухудшению качества изображения. Поэтому телефон с оптическим зумом, который мало влияет на конечный результат, имеет определенное преимущество.
Вспышка
Вспышка необходима для освещения затемненных мест. Съемка со вспышкой – это особое искусство, поскольку ограниченная функциональность смартфонов, как правило, не позволяет играть светом и полутонами. Обычно телефоны оснащаются мощным ксеноновым или светодиодным источником света, который создает при съемке эффект вспышки молнии.
Иными словами, фотографируемый объект освещается неравномерно, что приводит к недостоверной цветопередаче. Правда, некоторые модели телефонов, как например, айфон, оснащены вспышками типа True Tone Flash. Эти вспышки уже не грешат вышеупомянутым недостатком и дают более мягкий свет с желтоватым оттенком, который не искажает цветопередачу.
Удобство использования
У фотографов есть такая поговорка: лучшая камера та, которая сейчас под рукой. В конце концов, все эти выдающиеся показатели, крупные матрицы, миллионы пикселей и мощные вспышки не стоят ни гроша, если ими не получается воспользоваться в нужный момент. Поэтому, выбирая телефон, следует также обратить внимание, насколько быстро и просто можно получить доступ к нужному приложению и какие возможности оно предоставляет. В этом можно убедиться, попросив на время телефон у друга или протестировав магазинные экспонаты.
Одно из побочных явлений нашей технологической эпохи – навязывание потребителям представления о том, что чем больше, тем лучше. Больше памяти, Герц, больше экранной площади, цветовых тонов, больше пикселей, больше, больше, больше
Однако, если вдуматься, то каждый поймет: такое утверждение не всегда соответствует действительности. Как например, большое количество мегапикселей – еще не гарантия качественного снимка. Они, конечно, имеют какое-то значение, но далеко не самое главное. Точно так же, как не нельзя сыграть пьесу с одними второстепенными персонажами, не получится снять качественное фото, если у камеры всего одна выдающаяся характеристика – огромное количество пикселей.
Ильдар Камаев
05.06.2020
iPhone 11 – Спецификации – Apple (RU)
Поддерживаемые языки
Английский (Австралия, Великобритания, США), арабский, венгерский, вьетнамский, греческий, датский, иврит, индонезийский, испанский (Испания, Латинская Америка, Мексика), итальянский, каталанский, китайский (традиционный, традиционный гонконгский, упрощённый), корейский, малайский, немецкий, нидерландский, норвежский, польский, португальский (Бразилия, Португалия), румынский, русский, словацкий, тайский, турецкий, украинский, финский, французский (Канада, Франция), хинди, хорватский, чешский, шведский, японский
Поддержка клавиатуры QuickType
Азербайджанский, албанский, английский (Австралия, Великобритания, Индия, Канада, Сингапур, США), арабский (недждийский, стандартный современный), армянский, ассамский, белорусский, бенгальский, бирманский, бодо, болгарский, валлийский, венгерский, вьетнамский, гавайский, греческий, грузинский, гуджарати, датский, догри, иврит, индонезийский, ирландский (гэльский), исландский, испанский (Испания, Латинская Америка, Мексика), итальянский, казахский, каннада, кантонский традиционный (иероглифы, сучэн, убихуа, цанцзе), каталанский, кашмирский (арабский, деванагари), киргизский, китайский традиционный (иероглифы, пиньинь QWERTY, пиньинь 10 клавиш, сучэн, убихуа, цанцзе, чжуинь, шуанпинь), китайский упрощённый (иероглифы, пиньинь QWERTY, пиньинь 10 клавиш, убихуа, шуанпинь), конкани (деванагари), корейский (2‑Set, 10 клавиш), курдский (арабский, латиница), кхмерский, лаосский, латышский, литовский, майтхили (бенгальский), македонский, малайский (арабский, латиница), малаялам, мальдивский, мальтийский, манипури (бенгальский, мейтей‑маек), маори, маратхи, монгольский, немецкий (Австрия, Германия, Швейцария), непальский, нидерландский, норвежский (букмол, нюнорск), ория, панджаби, персидский (Афганистан), польский, португальский (Бразилия, Португалия), пушту, румынский, русский, санскрит, сантали (деванагари, ол‑чики), сербский (кириллица, латиница), сингальский, синдхи (арабский, деванагари), словацкий, словенский, суахили, таджикский, тайский, тамильский (аньяльский, тамильский 99), телугу, тибетский, тонганский, турецкий, туркменский, узбекский (арабский, кириллица, латиница), уйгурский, украинский, урду, фарерский, филиппинский, финский, фламандский, французский (Бельгия, Канада, Франция, Швейцария), хинди (деванагари, латиница, транслитерация), хорватский, чероки, чешский, шведский, эмодзи, эстонский, японский (кана, ромадзи)
Поддержка клавиатуры QuickType с автокоррекцией
Английский (Австралия), английский (Великобритания), английский (Индия), английский (Канада), английский (Сингапур), английский (США), английский (Япония), арабский (недждийский), арабский (стандартный современный), бенгальский, болгарский, венгерский, вьетнамский, гавайский, греческий, гуджарати, датский, иврит, индонезийский, ирландский (гэльский), исландский, испанский (Испания), испанский (Латинская Америка), испанский (Мексика), итальянский, каталанский, китайский традиционный (пиньинь QWERTY), китайский традиционный (чжуинь), китайский упрощённый (пиньинь QWERTY), корейский (2‑Set), латышский, литовский, македонский, малайский, маратхи, немецкий (Австрия), немецкий (Германия), немецкий (Швейцария), нидерландский, нидерландский (Бельгия), норвежский (букмол), норвежский (нюнорск), панджаби, персидский, персидский (Афганистан), польский, португальский (Бразилия), португальский (Португалия), румынский, русский, сербский (кириллица), сербский (латиница), словацкий, словенский, тайский, тамильский (аньяльский), тамильский (тамильский 99), телугу, турецкий, украинский, урду, филиппинский, финский, французский (Бельгия), французский (Канада), французский (Франция), французский (Швейцария), хинди (деванагари), хинди (транслитерация), хорватский, чероки, чешский, шведский, эстонский, японский (кана), японский (ромадзи)
Поддержка клавиатуры QuickType
с предиктивным вводом текста
Английский (Австралия, Великобритания, Индия, Канада, Сингапур, США), арабский (недждийский, стандартный современный), вьетнамский, испанский (Испания, Латинская Америка, Мексика), итальянский, кантонский (традиционный), китайский (традиционный, упрощённый), корейский, немецкий (Австрия, Германия, Швейцария), нидерландский, португальский (Бразилия, Португалия), русский, тайский, турецкий, французский (Бельгия, Канада, Франция, Швейцария), хинди (деванагари, латиница), шведский, японский
Поддержка клавиатуры QuickType
с многоязычным вводом текста
Английский (Австралия), английский (Великобритания), английский (Индия), английский (Канада), английский (Сингапур), английский (США), испанский (Испания), испанский (Латинская Америка), испанский (Мексика), итальянский, китайский традиционный (пиньинь), китайский упрощённый (пиньинь), немецкий (Австрия), немецкий (Германия), немецкий (Швейцария), нидерландский (Бельгия), нидерландский (Нидерланды), португальский (Бразилия), португальский (Португалия), французский (Бельгия), французский (Канада), французский (Франция), французский (Швейцария), хинди (латиница), японский (ромадзи)
Поддержка клавиатуры QuickType
с контекстными подсказками
Английский (Австралия), английский (Великобритания), английский (Индия), английский (Канада), английский (Сингапур), английский (США), арабский (недждийский), арабский (стандартный современный), вьетнамский, испанский (Испания), испанский (Латинская Америка), испанский (Мексика), итальянский, китайский (упрощённый), немецкий (Австрия), немецкий (Германия), немецкий (Швейцария), нидерландский (Бельгия), нидерландский (Нидерланды), португальский (Бразилия), русский, турецкий, французский (Бельгия), французский (Канада), французский (Франция), французский (Швейцария), хинди (деванагари), хинди (латиница), шведский
Языки Siri
Английский (Австралия, Великобритания, Индия, Ирландия, Канада, Новая Зеландия, Сингапур, США, ЮАР), арабский (ОАЭ, Саудовская Аравия), датский (Дания), иврит (Израиль), испанский (Испания, Мексика, США, Чили), итальянский (Италия, Швейцария), кантонский (Гонконг, материковый Китай), китайский (материковый Китай, Тайвань), корейский (Республика Корея), малайский (Малайзия), немецкий (Австрия, Германия, Швейцария), нидерландский (Бельгия, Нидерланды), норвежский (Норвегия), португальский (Бразилия), русский (Россия), тайский (Таиланд), турецкий (Турция), финский (Финляндия), французский (Бельгия, Канада, Франция, Швейцария), шведский (Швеция), японский (Япония)
Языки диктовки
Английский (Австралия, Великобритания, Индия, Индонезия, Ирландия, Канада, Малайзия, Новая Зеландия, ОАЭ, Саудовская Аравия, Сингапур, США, Филиппины, ЮАР), арабский (Катар, Кувейт, ОАЭ, Саудовская Аравия), венгерский, вьетнамский, греческий, датский, иврит, индонезийский, испанский (Аргентина, Гватемала, Гондурас, Доминиканская Республика, Испания, Колумбия, Коста-Рика, Мексика, Панама, Парагвай, Перу, Сальвадор, США, Уругвай, Чили, Эквадор), итальянский (Италия, Швейцария), кантонский (Гонконг, материковый Китай, Макао), каталанский, китайский (материковый Китай, Тайвань), корейский, малайский, немецкий (Австрия, Германия, Люксембург, Швейцария), нидерландский (Бельгия, Нидерланды), норвежский, польский, португальский (Бразилия, Португалия), румынский, русский, словацкий, тайский, турецкий, украинский, финский, французский (Бельгия, Канада, Люксембург, Франция, Швейцария), хинди (Индия), хорватский, чешский, шанхайский диалект китайского языка (материковый Китай), шведский, японский
Поддержка толкового словаря
Английский (Великобритания, США), датский, иврит, испанский, итальянский, китайский (традиционный, упрощённый), корейский, немецкий, нидерландский, норвежский, португальский, русский, тайский, турецкий, французский, хинди, шведский, японский
Поддержка двуязычных словарей
Арабский — английский, вьетнамский — английский, индонезийский — английский, испанский — английский, итальянский — английский, китайский (традиционный) — английский, китайский (упрощённый) — английский, корейский — английский, немецкий — английский, нидерландский — английский, польский — английский, португальский — английский, русский — английский, тайский — английский, французский — английский, французский — немецкий, хинди — английский, японский — английский, японский — китайский (упрощённый)
Тезаурус
Английский (Великобритания, США)
Проверка орфографии
Английский, арабский, арабский (недждийский), датский, испанский, итальянский, корейский, немецкий, нидерландский, норвежский, польский, португальский, русский, турецкий, финский, французский, шведский
Регионы, где поддерживается Apple Pay
Австралия, Австрия, Беларусь, Бельгия, Болгария, Бразилия, Ватикан, Великобритания, Венгрия, Германия, Гернси, Гонконг, Гренландия, Греция, Грузия, Дания, Джерси, Ирландия, Исландия, Испания, Италия, Казахстан, Канада, Кипр, Латвия, Литва, Лихтенштейн, Люксембург, Макао, Мальта, материковый Китай, Нидерланды, Новая Зеландия, Норвегия, ОАЭ, остров Мэн, Польша, Португалия, Россия, Румыния, Сан-Марино, Саудовская Аравия, Сербия, Сингапур, Словакия, Словения, США, Тайвань, Украина, Фарерские острова, Финляндия, Франция, Хорватия, Черногория, Чехия, Швейцария, Швеция, Эстония, Япония
Диафрагма телефона что это
Время, когда качество камеры смартфона измеряли мегапикселями, прошло.
На смену этому параметру пришли более важные: светосила (диафрагма), фокусное расстояние, физический размер матрицы, размер пикселей, возможности программного обеспечения камеры и другие. Большая часть фотографий сегодня делается именно камерой мобильного телефона, и при выборе нового гаджета ей уделяют немало внимания. Производители все чаще делают акцент на светосиле камеры смартфона. Если в характеристиках светосила объектива все чаще демонстрируется как преимущество, то о размере матрицы информации практически нет.
Что такое диафрагма?
В спецификациях диафрагма обозначается буквой f, и чем меньше значение, тем считается лучше. Например, если два смартфона имеют диафрагму f/1.7 и f/2.2, то при прочих равных первый должен сделать снимок более светлым и четким.
Диафрагма определяет размер отверстия, сквозь которое свет попадает на матрицу. Чем этот параметр будет меньше, тем больше света пройдет через объектив. Не менее важным параметром считается размер матрицы: если он минимален, то диафрагма не поможет сделать качественный снимок в темноте.
Актуальное значение диафрагмы
Значение параметра светосилы в среднем ценовом сегменте сегодня составляет 2. Этого достаточно, чтобы делать качественные детализированные фото в сумерках или темном помещении.
Увеличение диафрагменного числа приводит к уменьшению глубины резкости. Таким образом можно добиться размытия фона на портретных снимках, выделив объект на первом плане. Этот эффект получил название Боке и активно рекламируется как фишка современных гаджетов.
На смартфонах с поддержкой зуммирования указывается два значения диафрагмы в зависимости от степени зума. Первое число характеризует предельную диафрагму при съемке с максимальным углом, второй показатель указывает на граничное значение диафрагмы при съемке на телеобъективе. С изменением масштабирования меняется и уровень диафрагмы, поэтому указывается два значения параметра.
Современные смартфоны по значению светосилы уже достигли среднебюджетных фотоаппаратов «мыльниц», но при идентичном числе диафрагмы, размер матриц отличается в пользу фотоаппаратов. Несмотря на развитие технологий мобильной съемки, они выигрывают за счет размера матриц и других компонентов.
Камеры смартфонов за последнее время совершили большой рывок вперёд. Многие девайсы позволяют делать снимки ночью без штатива с недосягаемым ранее качеством, вручную регулировать выдержку, ISO и другие параметры, а некоторые даже снимают в формате RAW. Но что именно определяет техническое качество фотографий? Наверняка многие сразу вспомнят про пресловутые мегапиксели — и будут правы. Но лишь отчасти. Сегодня мы начнём рассказ из двух частей, почему старая формула «больше мегапикселей — лучше» работает не всегда, и разберёмся в устройстве основных элементов камеры смартфона.
Общее устройство камеры
Камера смартфона со стороны выглядит как пластмассовый «глазок», но на деле представляет собой сложную многокомпонентную систему. В её основе — матрица и объектив. Кроме них в устройствах часто присутствует непростая механика для стабилизации и автофокуса, лазерные дальномеры, RGB-датчики и разные виды вспышек. Затвор в смартфонах электронный, а не механический, и поэтому любимый многими олдфагами «щелчок» приходится озвучивать динамику гаджета.
За общее качество фотографий в широком смысле (цвет, детализация, динамический диапазон и т.п.) в наибольшей степени отвечает модель установленной в смартфон матрицы и сопряжённая с ней система линз. От матрицы зависит разрешение снимков и количество шума на ночных фотографиях. От характеристик объектива — угол обзора, а также резкость и другие параметры получаемой картинки. В свою очередь, используемой в смартфоне технологией автофокусировки обусловливаются скорость и точность наводки на резкость. Особенно это критично для исключения осечек в ночное время при фотографировании движущихся объектов.
Матрица: принцип работы
Если в старом «Зените» изображение фиксировала светочувствительная плёнка, то в цифровой камере вместо неё «заряжена» матрица. Называется этот компонент так, потому что представляет собой прямоугольный элемент с расположенными на ней миллионами крошечных светочувствительных диодов.
Сами по себе эти фотоприёмники не «различают» цвета, поэтому накрываются светофильтром одного из первичных цветов: красного, зелёного, синего (цветовая модель RGB). Таким образом, световой поток сначала проходит через объектив, потом просвечивает через массив цветных фильтров (обычно фильтр Байера), а только потом достигает фотоприёмников.
Каждый светочувствительный элемент воспринимает ⅓ цветовой информации, а ⅔ отсекаются фильтром. Недостающая информация о цвете «добывается» из соседних светочувствительных ячеек. После этого процессор рассчитывает данные о цвете на основании показаний окружающих ячеек и только после этого формирует конечное значение цветного пикселя. То есть в формировании одного пикселя участвуют несколько фотодиодов матрицы. Все эти элементы настолько малы, что видны лишь под микроскопом. Миллион таких пикселей составляют один мегапиксель. Соответственно, чем больше мегапикселей, тем более детализированным (состоящим из большего количества точек) будет конечный файл изображения.
Исторически одной из лучших по качеству считалась CCD-технология, но по ряду причин большую долю на рынке захватила технология CMOS. В смартфонах также используются разновидности CMOS-технологии. Этот тип матриц обладает рядом особенностей, наиболее важных для мобильных гаджетов: CMOS-матрицы имеют низкое энергопотребление, позволяют размещать усилители внутри пикселя (что улучшает качество при плохом освещении), более дёшевы в производстве, обеспечивают высокую скорость работы при формировании изображения и при визировании в реальном времени.
Матрица: размер «зерна»
Помимо количества пикселей на матрице, реальное качество и «чистота» создаваемого цифрового изображения сильно зависят от физического размера матрицы и физического размера каждого пикселя по отдельности. Чем крупнее отдельно взятый пиксель (часто говорят «жирный» пиксель), тем лучшей светочувствительностью он обладает. А чем больше физический размер матрицы, тем проще на ней разместить достаточно крупные пиксели на некотором расстоянии друг от друга. Это позволяет уменьшить паразитное перетекание зарядов — «наводки» от соседних пикселей, из-за которых появляются помехи и выбросы, именуемые цифровым шумом.
В смартфонах обычно стоит небольшая матрица, которая по площади примерно в 50 раз меньше, чем в полнокадровой зеркальной камере. Увеличить размер матрицы в смартфонах очень сложно — слишком мало места в тонком компактном корпусе. Излишняя «мегапиксельность» при маленькой матрице ведёт к уменьшению размера пикселей, то есть ухудшению светочувствительности и увеличению шумности снимков.
Другими словами, нельзя судить о камере, основываясь только на количестве мегапикселей. Если хочется меньшей шумности и более высокого качества на ночных снимках — размер пикселя важнее. Есть технологии объединения нескольких пикселей в один. Она позволяет за счёт снижения разрешения повысить светочувствительность матрицы при съёмке в условиях низкой освещенности.
Информацию о размере пикселей несложно найти в Интернете: сначала нужно выяснить модель фотосенсора, установленного в смартфоне, а затем его технические характеристики. Для смартфона большим считается пиксель размером 2 микрона, а маленьким — в районе 1 микрона.
ASUS ZenFone 3: размер пикселя на фотосенсоре — 1,12 микрона
Apple iPhone 7: размер пикселя на фотосенсоре — 1,22 микрона
Huawei Honor 8: размер пикселя на фотосенсоре — 1,25 микрона Samsung Galaxy S7: размер пикселя на фотосенсоре — 1,4 микрона
Матрица: изоляция пикселей
В условиях физических ограничений производители направили усилия на улучшение качества изображения за счёт новых технологий. Так что большое количество мегапикселей не всегда плохо — современные матрицы с применёнными технологиями изоляции друг от друга пикселей, качественной системой линз и хорошей программной оптимизацией вполне способны и приемлемо фотографировать ночью, и выдавать детализированные снимки при ярком солнечном свете. Кроме того, та же «мегапиксельность» может быть полезна для съёмки видео. Часто именно такие матрицы позволяют производить съёмку в 4K с высоким fps и обеспечивают «запас» по разрешению, позволяющий качественно реализовать цифровое зумирование и цифровую стабилизацию.
Матрицы CMOS реализуются по-разному у разных производителей и постоянно дополняются всякими «технологиями», призванными бороться с характерными для данного класса устройств проблемами. Так, в огромном количестве смартфонов применяются традиционные сенсоры с технологией обратной засветки (BSI), которая позволяет снизить количество шума по сравнению с обычной CMOS-матрицей при съёмке ночью. Существуют и матрицы с названием ISOCELL — это доработанная компанией Samsung технология BSI. По сути такие сенсоры — всё те же CMOS-матрицы, но в них каждый пиксель дополнительно изолирован от соседнего, чтобы также уменьшить шумы при ночной съёмке и улучшить цветопередачу на фотографиях, сделанных при плохом освещении.
Матрицы Exmor RS у компании Sony примечательны многоярусной структурой — электронная «обвязка» пикселя находится под ним, а не рядом с ним. На таких сенсорах элементы на имеющейся площади располагаются более рационально. Также есть дополнительный белый субпиксель (схема WRGB) для увеличения яркости изображения в условиях слабой освещённости и некоторые другие особенности, помогающие производителям в создании качественных камер в смартфоне (это и скорость передачи данных на процессор, и аналог функции HDR при съёмке видео, и другие технические нюансы).
Ещё одна разновидность CMOS — матрицы с фильтром RGBC. В отличие от обычного байеровского массива (где две зелёные ячейки, одна красная и синяя), в них присутствует, грубо говоря, «прозрачный» пиксель, лучше пропускающий на сенсор всю информацию о яркости света. Эти данные затем дополнительно используются матрицей для построения изображения.
Основные игроки на рынке, производящие сегодня большинство матриц для смартфонов — OmniVision, Sony и Samsung Определить, матрица какой фирмы установлена в вашем гаджете, можно по характерным буквам в начале названия этого компонента — OVxxxx, IMXxxx и S5Kxxx соответственно. Одни из лучших матриц, которые обычно используются в дорогих смартфонах, на данный момент выпускают Sony и Samsung, хотя есть неплохие сенсоры и у OmniVision.
Объектив: фокусное расстояние, резкость и ХА
Зачастую матрицы для смартфонов поставляются производителем уже в наборе со специально подобранным объективом. Но бывает и так, что разработчик конкретного смартфона сам решает, какое «стекло» поставить перед матрицей. Это (а также алгоритмы обработки изображения) и объясняет то, что в зависимости от модели устройства одна и та же матрица может проявлять себя совершенно по-разному.
Как и в фотокамерах, в смартфонах — пусть в уменьшенном и упрощённом варианте — объектив представляет собой не просто одно стекло, а оптическую систему из группы линз, с помощью которой достигается максимальное качество картинки при минимальных искажениях.
В целом, от качества системы линз очень сильно зависит итоговое качество картинки. Например, если перед хорошей матрицей установлена откровенно плохая линза, которая просто не способна «разрешить» сенсор, то никакого повышения детализации на снимках не окажется, сколько бы ни было много мегапикселей. Файлы изображений будут огромными по размеру с формально большим количеством пикселей, но чёткости на фотографиях от этого не прибавится.
У разных объективов резкость может существенно отличаться по всему полю кадра, также зачастую присутствует проблема хроматических аберраций (ХА). Если в смартфоне хорошая оптика, то на тестовых снимках не окажется «мыла» в углах кадра, а при съёмке, например, тонких веток деревьев в контровом свете (чёрные контуры на фоне яркого неба) не будут возникать цветовые ореолы (те самые ХА).
Разумеется, важные параметры в оптике — фокусное расстояние и величина диафрагмы. На данный момент в смартфонах всегда используются широкоугольные объективы, так как маленькая матрица имеет большой кроп-фактор (отношение размера матрицы смартфона к исторически «нормальному» кадру формата 35 мм в фотографии). Скажем, сверхширокоугольный 4-мм «глазок» на смартфоне по углу обзора будет примерно соответствовать объективу с фокусным расстоянием 30-мм, установленному на фотоаппарате с полнокадровым сенсором или с классической 35-мм плёнкой (можно, например, вспомнить объектив «Мир» на старых плёночных камерах).
В принципе, в плане фокусного расстояния среди смартфонов нет существенной разницы: почти все девайсы имеют широкоугольную оптику, позволяющую вместить много всего в кадр, не отходя от объектов съёмки слишком далеко. Некоторые смартфоны оснащены особенно широкоугольными объективами, с увеличенным до 135 градусов углом обзора. Такая оптика позволяет охватить большую сцену, но привносит нежелательные геометрические искажения. Например, чрезмерно широкий угол на фронтальных камерах искажает пропорции лица и вызывает эффект «рыбьего глаза».
Отметим также, что хотя большинство смартфонов сегодня обладает оптикой с фиксированным фокусным расстоянием, бывают модели пусть и с небольшим, но полноценным оптическим зумом.
Объектив: диафрагма
Ещё один важный параметр объектива — диафрагменное число (F). Эта величина обратна значению относительного отверстия объектива, то есть отношению «зрачка» к фокусному расстоянию объектива. То есть чем меньше диафрагменное число, тем больше отверстие. Объектив пропустит больше света, матрице придётся меньше «усиливать» сигнал. А значит, при прочих равных окажется больше возможностей делать качественные снимки ночью (когда мало света) с меньшим количеством шумов.
От диафрагменного числа также в большой степени зависит возможность получения популярного эффекта «боке» — размытия заднего плана. На степень размытия заднего фона на снимках влияет не только диафрагма, но также размер матрицы и фокусное расстояние объектива. Если коротко, то чем больше матрица и диафрагма (меньше число F), чем длиннофокуснее объектив — тем больше возможностей сильно размыть фон при съёмке более крупного объекта. На смартфонах из-за миниатюрной матрицы и широкоугольных объективов «по-настоящему» размыть фон получается только при макросъёмке мелких предметов вроде цветка, фигурки и т.п. Сфотографировать человека в полный рост или хотя бы по пояс и при этом размыть задний план под силу только камерам с крупной матрицей и портретными объективами с большой диафрагмой. В смартфонах на данный момент размытие при съёмке больших объектов достигается только с помощью «имитации» программным образом на некоторых девайсах со «сдвоенными» камерами.
С точки зрения покупателя нужно знать, что большинство камер в смартфоне имеют значение диафрагмы f/2 и f/2. 2. Некоторые камеры могут похвастаться лучшим показателем — f/1.8 и f/1.7.
LG G5 SE: f/1.8
Samsung Galaxy S7: f/1.7
Вообще снимать при полностью открытой диафрагме не всегда оптимально с точки зрения детализации снимка, но на смартфонах ввиду технических особенностей она всё равно не регулируется. Так что в контексте текущего положения дел в мире смартфонов лучше выбирать аппарат с объективом с большей диафрагмой. Такие объективы при прочих равных обеспечат лучшие возможности при ночной съёмке и способны сильнее размывать «задник» при макросъёмке.
Итоги
Итак, количество мегапикселей — всего лишь один из параметров сложной системы устройства камеры. Крайне важна модель установленной матрицы и качество оптики. Кроме того, многое зависит от конкретной реализации камеры в смартфоне определённого производителя. Некоторый выигрыш в качестве способна дать поддержка ручных настроек: например, ночью можно снимать со штатива, понизив ISO до 100 (или 50 на некоторых моделях смартфонов) с большой выдержкой. Это позволит даже с не очень хорошей матрицей получить ночные снимки с меньшим количеством шума. Кроме того, часто (но не всегда) оказывается полезной поддержка съёмки в формате RAW — сохранение снимков в виде цифровых негативов, из которых уже после съёмки можно самостоятельно «выжать» максимум качества при обработке на компьютере. В любом случае, для камеры смартфона важен не какой-то отдельно взятый параметр, а совокупность технических характеристик.
В следующей части материала разберёмся с существующими в мобильных девайсах системами фокусировки и стабилизации, рассмотрим дополнительные фишки камер, разновидности вспышек, датчиков и параметры, определяющие качество съёмки видео.
Автор текста: Антон Копнов
Ещё со времён первого фотоаппарата — камеры-обскура, диафрагма влияла на то, каким получится снимок. Раньше приходилось вручную настраивать диафрагму для получения качественного снимка. После того как появились зеркальные камеры, необходимость в настройках отпала. Камеры стали в автоматическом режиме подбирать настройки уровней экспозиции и яркости.
Какую функцию выполняет диафрагма в камере
Диафрагма является одним из трёх ключевых частей камеры. Основная её функция заключается в контроле количества освещения, которое попадает на основной датчик фотокамеры. Также с помощью неё определяется какие объекты в кадре будут в фокусе, а какие нет.
От диафрагмы зависит насколько ярким или тёмным получится изображение.
Технически, диафрагма открывает объектив камеры. Чем шире это отверстие, тем больше света попадает на датчик и тем ярче становится фотография. Соответственно узкое отверстие делает более тёмные снимки.
Измерение диафрагмы
Диафрагму измеряют специальным числом, которое имеет собственную спецификацию, например, f/2.0. Чем ниже число диафрагмы, тем шире раскрывается отверстие. Данная величина является относительной и не привязана к устройству. Вычисляется она отношением фокусного расстояния к диаметру отверстия входного зрачка камеры. Для камер смартфонов обычно используются диафрагмы в диапазоне от f / 1.7 до f / 2.4.
Диафрагма в камере смартфона
В отличие от фотоаппаратов, в которых предусмотрено изменение величины диафрагмы с помощью замены апертуры, в камере смартфона она статична. Технически она представляет собой пластину с отверстием, расположенную перед объективом камеры. Так как смартфоны обладают небольшим объемом пространства, где можно разместить камеру, то создаются небольшие зрачки камеры и соответственно они расположены близко к объективу. Благодаря короткому фокусному расстоянию увеличивается ширина угла обзора камеры.
От размера диафрагмы меняется величина светосилы.
Чем больше света попадет на сенсор камеры смартфона, тем меньше устройство затрачивает сил на обработку сигнала и улучшение качества картинки.
Это также влияет на количество так называемого «шума» на изображениях. Однако в этом случае важны условия освещения. При ярком освещении через широкую диафрагму проходит большое количество света, что приводит к «засветке». И наоборот при плохом освещении, особенно если съемка ведётся в ночное время суток, камеры, у которых слабая светосила снимают только однотонную черноту.
Конечно, современное программное обеспечение смартфонов позволяет сглаживать недостатки или избыток светосилы, однако всё же следует понимать основные тенденции устройства.
Соотношение диафрагмы и расширения камеры
Широкая диафрагма в камере смартфона не всегда является показателем высокого качества. Данное значение всегда следует рассматривать с показателем разрешение в пикселях. Для камер с высоким показателем разрешения не всегда требуется слишком широкое отверстие объектива, чтобы захватить необходимое количество света. Также следует понимать, что при низком количестве пикселей разрешения и небольшой диафрагме будут возникать проблемы во время съёмки с плохим освещением.
Современные решения для диафрагмы
С развитием технологий каждая компания, выпускающая смартфоны, стремится к уменьшению числа диафрагмы на камере. Если пару лет назад стандартом считались камеры с диафрагмой f/2.4, то современные гаджеты уже выпускаются с числом f/1.8-f/1.7.
Появляются смартфоны с двойной диафрагмой. На таких устройствах пользователь может сам задавать какую диафрагму использовать.
Совет! Если остальные характеристики камеры смартфонов равны, то стоит отдавать предпочтение тем, у которых показатель диафрагмы меньше.
Большая диафрагма HD Телефон объектив 52Uv 0.45X Широкий угол 15X Макро объектив 2 в 1 клип-на камеру сотового телефона
Описание:
Тип элемента:Объектив камеры
15 X МАКРО-ОБЪЕКТИВ HD : Макро-объектив имеет возможность сосредоточить внимание на очень близко расстояниях, захватить все тонкости и детали с точностью фокус каждый раз. Великая для принимая картину объекта в деталях, как цветы, ювелирные изделия, монеты, насекомых, текстуры, искусства и ремесла. (Для получения наилучших результатов Расположите макрообъектив приблизительно 0.5 дюйма от объекта.) (ПРИМЕЧАНИЕ: не зум-объектив)
Профессиональный пакет & проста в использовании: Футляр для переноски сделать его легким для путешествий, отдельные упаковки Дизайн и профессиональный объектив крышкой для предотвращения трения. Широкий угол и макрообъективов привинчены вместе, когда вы получите их.Чтобы использовать широкий угол, просто приложите обе линзы вместе. Чтобы использовать макро-объектив, просто открутите широкоугольный объектив.
Универсальная совместимость: Линза может поместиться самые популярные модели смартфонов, для iPhone XS Макс XR X 8 7 plus, для Samsung Галактика S9 S8 плюс S7 края Примечание 9 8, для Google пикселей, LG и т.д….
Материал: Алюминиевого сплава
Цвет: Черный
Стандарт интерфейса: Фронт en: Дно, 52 мм: 37 мм
Совместим с: Большинство мобильных телефонов
Нужен широкоугольный объектив высокого качества для недвижимости, пейзаж и фотографии группы? Мы думаем, что вам понравится это обновление объектив. ..
Сравнивая фотографии выше быстро показывает разницу между премиум качества линз и дешевые, низкое качество альтернативы.
Проблемы с дешевой широкоугольные объективы:
1. Бочкообразное искажение — дешевые широкоугольной линзы будет искажать ваши фотографии, давая появление искривленных, рыбий глаз; прямые линии появляются изогнутые.
2. Отвратительный виньетирование — низкое качество строительства и дизайна дешевые широкоугольной линзы результатов в нежелательных затемнение углов в фотографиях.
Преимущества широкоугольный объектив:
1. Прямолинейные коррекции широкоугольные объективы имеют дополнительные стеклянные элементы, которые исправить искажения нежелательных объектива, так что прямые линии появляются прямо.
2. Нет Vignetting — Superior Lanthanum серии стекла обеспечивает кристально чистые изображения от края до края без темных углов.
ПРОСЬБА ОТМЕТИТЬ: Если ваш телефон имеет двойной объектив, он может использоваться только на главной линзы
Пакет включает в себя:
1 x микро объектив
1 x широкоугольный объектив
1 x клип
1 набор x крышка
1 x сумка
1 x ткань для очистки
Тип товара: Объективы для смартфонов
Redmi Note 9 Pro | Официальный Сайт Xiaomi | mi.
com
64 Мп. Четыре камеры с ИИ.
64 Мп основная камера со сверхвысоким разрешением
Размер матрицы 1/1,72″.
1,6 мкм 4-в-1 Super Pixel, размер пикселя 0,8 мкм.
Диафрагма f/1.89.
Автофокус, 6-линзовый объектив, угол обзора 79,8°.
8 Мп сверхширокоугольная камера
Угол обзора 119° (108,3° после корректировки искажений).
Диафрагма f/2.2.
Размер матрицы 1/4″.
Размер пикселя 1,12 мкм, 5-линзовый объектив.
5 Мп макро камера
Автофокус (от 2 до 10 см), диафрагма f/2.4, размер матрицы 1/5″, размер пикселя 1,12 мкм.
2 Мп сенсор глубины
Размер матрицы 1/5″, размер пикселя 1,75 мкм, диафрагма f/2.4.
Особенности съёмки фото на основную камеру
Ночной режим | Документы | Кинематографический портрет
64 Мп HD | Сверхширокоугольный режим съёмки | Функция «Улучшение»
Стабилизация съёмки в ночном режиме | Портретный режим с эффектом боке | Панорама
Ручной режим | Таймер съёмки | Функция «Горизонт» | Серийная съёмка | Распознавание лиц | HDR | Корректировка искажений перспективы в сверхширокоугольном режиме | Пользовательский водяной знак | Водяной знак с ИИ
Регулировка глубины резкости в портретном режиме | Полноэкранный кадр
Распознавание сцен с ИИ (27 распознаваемых меток) | Режим «Макро»
Особенности съёмки видео на основную камеру
Кинематографическое видео 4K | Сверхширокоугольный режим | Режим «Макро» | Короткие видео | Запись видео с разрешением 4K | «Калейдоскоп»
Видео 4K 30 кадров/с
Видео 1080p
30 или 60 кадров/с
Видео 720p
30 кадров/с
Замедленное видео 1080p 120 кадров/с
Замедленное видео 720p
120, 240 или 960 кадров/с
Какой смартфон снимает лучше: сравнение камер трех популярных смартфонов с камерами 64 мп
Обычно мы сравниваем в наших фотобаттлах смартфоны с очень похожими ценой и характеристиками камер (например, как в этом сравнении недорогих смартфонов с камерами 48 мп). Но в этот раз все иначе.
Сегодня на ринге будут сражаться Redmi Note 9 Pro (обзор смартфона здесь) и Samsung Galaxy М31, а у скамейки запасных будет разминаться Mi Note 10 Lite (обзор смартфона тут). Почему такой странный набор участников?
Все очень просто. Redmi Note 9 Pro или Samsung Galaxy М31 объединяют почти одинаковые камеры, построенные на 64-мегапиксельном модуле Samsung, схожая цена и всенародная любовь к этим брендам, благодаря чему эти смартфоны продаются на российском рынке очень хорошо.
А Mi Note 10 Lite, хотя и заметно дороже этих двух бойцов и имеет совершенно тот же набор камер, что и Redmi Note 9 Pro, использует конкурирующий сенсор Sony IMX686 Exmor RS, а также более продвинутый процессор, что может сказаться на постобработке фотографий.
Технические характеристики камер смартфонов-участников:
Камеры Samsung Galaxy M31:
Основная камера, 4 модуля:
64-мегапиксельный, Samsung ISOCELL Bright GW1, диафрагма f/1. 8, 26мм (широкий), 1/1.72, 0.8µm, PDAF (фазовый автофокус)
8-мегапиксельный, f/2.2, ультраширокий (119 градусов), 1.12µm
5-мегапиксельный сенсор глубины, f/2.2
5-мегапиксельный сенсор, f/2.2 (макро)
Фронтальная камера:
32-мегапиксельный модуль, f/2.0, 26мм (широкий), 1/2.8«, 0.8µm, HDR
Камеры Redmi Note 9 Pro
Основная камера, 4 модуля:
64-мегапиксельный, Samsung ISOCELL Bright GW1, диафрагма f/1.9, 26мм (широкий), 1/1.72, 0.8µm, PDAF (фазовый автофокус), лазерный автофокус
8-мегапиксельный, f/2.2, ультраширокий (119 градусов), 1/4.0, 1.12µm
5-мегапиксельный сенсор глубины, f/2.4
5-мегапиксельный сенсор, f/2.4, автофокус (макро)
Фронтальная камера:
16-мегапиксельный модуль, f/2.5, 26мм (широкий), 1/3.06», 1.0µm, HDR
Камеры Mi Note 10 Lite
Основная камера, 4 модуля:
64-мегапиксельный, Sony IMX686 Exmor RS, диафрагма f/1. 9, 26мм (широкий), 1/1.72, 0.8µm, PDAF (фазовый автофокус), лазерный автофокус
8-мегапиксельный, f/2.2, ультраширокий (119 градусов), 1/4.0, 1.12µm
5-мегапиксельный сенсор глубины, f/2.4
5-мегапиксельный сенсор, f/2.4, автофокус (макро)
Фронтальная камера:
16-мегапиксельный модуль, f/2.5, 26мм (широкий), 1/3.06″, 1.0µm, HDR
Как мы тестируем камеры смартфонов
Мы подбираем несколько сцен с разными условиями освещения и снимаем в авторежиме. Мы не используем «профессиональный режим» в приложении камеры и штатив, за исключением специально оговоренных случаев. Хотя это заметно повышает качество фотографий, 99% пользователей все равно снимают с рук и на автонастройках. Кроме того, в авторежиме нагрузка на камеру и «интеллект» смартфона выше, чем при съемке с ручными настройками.
В этом фототесте нашей задачей было понять следующие вещи:
Насколько отличается съемка при использовании сенсоров Samsung ISOCELL Bright GW1 и Sony IMX686 Exmor RS
Насколько удачно ПО от Samsung и Xiaomi справляется с постобработкой фотографий
Насколько верно камеры смартфонов передают цвета и детали в разных режимах съемки
Насколько удачными получаются снимки в условиях плохого освещения.
Раунд 1. Приложение камеры: режимы съемки и настройка
Samsung Galaxy M31 имеет 8 режимов фотосъемки: два из них вынесены в основное меню, еще один — съемка в разрешении 64 мп — вынесен в верхнее меню режимов, и включать-выключать его нужно вручную. Остальные спрятаны в меню «Еще». При этом основное меню можно настраивать: если вы часто снимаете макро, имеет смысл добавить его в основное меню. В режиме Про настроек немного, сохранять фото, помимо стандартного JPEG, можно в формате HEIF.
Поддержка ИИ есть, опция называется «Оптимизация кадра», ищите ее в меню «Настроек». За размытие отвечает функция «Живой фокус», фокус и степень размытия можно регулировать как в процессе съемки, так и после нее. Так же есть функция подсказок, в которой даются советы, как лучше скомпоновать кадр.
В целом приложение Камеры у Samsung Galaxy M31 устроено удобно и дружелюбно к фотографу, но вот автоматическое отключение режима 64 мп добавить бы не мешало.
Redmi Note 9 Pro имеет 8 режимов съемки, и почти все они, за исключением Макро и Tilt-Shift (особое размытие кадра) вынесены в основное меню. С одной стороны, это удобно, с другой, долгое прокручивание, чтобы добраться до последнего, иногда напрягает. Зато легко включить режим съемки 64 мп и оптимизацию кадра с помощью ИИ. В режиме Профи настроек куда больше, и есть возможность сохранять в формате RAW. За размытие отвечает портретный режим, степень размытия можно регулировать при съемке или после.
Кроме оптимизации цветопередачи с помощью ИИ, в смартфоне можно включить сетку и линию горизонта, чтобы избежать традиционных ошибок начинающего фотографа. Также есть любопытная опция информирования о загрязнении объектива (но с заляпанным пальцами объективом она не работает).
В целом приложение приложение камеры у Redmi Note 9 Pro удобно и практично, а опции вроде сохранения в RAW добавляют ему еще один балл.
Приложение камеры Mi Note 10 Lite немного отличается от того, что мы видим в Redmi. Здесь те же режимы, но здесь есть опция исправления искажений людей на групповых снимках, а режим Макро вынесен в верхнее меню, что еще удобнее. За это стоит добавить Mi Note 10 Lite еще один балл.
Итоги раунда:
Samsung Galaxy M31: 3 балла.
Redmi Note 9 Pro: 4 балла
Mi Note 10 Lite: 5 баллов
Раунд 2. Пейзажная съемка камерами Samsung Galaxy M31, Redmi Note 9 Pro и Mi Note 10 Lite
В этом раунде мы будем исследовать, как смартфоны справляются с цветопередачей при выключенном ИИ, а также с детализацией, в том числе на тех местах снимка, которые находятся в тени.
Как видно на снимках, все три смартфона отлично справились, и выявить здесь лидера или аутсайдера сложно. Если придираться, то, пожалуй, у Samsung Galaxy M31 чуть лучше цветопередача, а сама фотография выглядит капельку светлее и реалистичнее. Но в целом баланс белого соблюден у всех трех смартфонов, а темные участки на фото хорошо проработаны.

Пейзаж, снятый на камеру Samsung Galaxy M31
Пейзаж, снятый на камеру Redmi Note 9 Pro
Пейзаж, снятый на камеру Mi Note 10 Lite
Пред. След.
Итоги раунда:
Samsung Galaxy M31: 5 баллов.
Redmi Note 9 Pro: 5 баллов
Mi Note 10 Lite: 5 баллов
Раунд 3. Пейзажная съемка широкоугольным объективом
В этом режиме традиционная беда всех смартфонов — замыливание и шум, особенно по краям кадра, а также широкоугольные искажения, которое ПО камеры исправляет с различной степенью успеха.
И действительно, у всех трех смартфонов мы видим тут заметную потерю детализации (обратите внимание, как сгладилась кирпичная кладка у дома). При увеличении снимка видны и особенности постобработки, если у Mi Note 10 Lite и Redmi Note 9 Pro границы между пикселами более сглажены, то у Samsung Galaxy M31 листва напоминает объекты Minecraft. Справедливости ради отмечу, что за счет такой «пикселизации» уменьшенная фотография выглядит более четкой и контрастной.Камера Redmi Note 9 Pro плохо справилась не только с детализацией. На фото видно, как засвечено небо, да и у Mi 10 Lite здесь цветопередача не совсем верна.

Фрагмент снимка широкоугольной камерой Samsung Galaxy M31
Фрагмент снимка широкоугольной камерой Redmi Note 9 Pro
Фрагмент снимка широкоугольной камерой Mi Note 10 Lite
Пред. След.
Зато оба смартфона Xiaomi отлично скорректировали искажения широкого угла — куда лучше, чем это получилось у Samsung Galaxy M31 (это особенно видно на верхней части дома справа), за что он и теряет один балл.

Снимок широкоугольной камерой Samsung Galaxy M31
Снимок широкоугольной камерой Redmi Note 9 Pro
Снимок широкоугольной камерой Mi Note 10 Lite
Пред. След.
Итоги раунда:
Samsung Galaxy M31: 3 балла.
Redmi Note 9 Pro: 3 балла
Mi Note 10 Lite: 3 балла
Раунд 4. Съемка в режиме 64 мп камерами Samsung Galaxy M31, Redmi Note 9 Pro и Mi Note 10 Lite
Этот раунд покажет, насколько велика разница между 64-мегапиксельными сенсорами Samsung ISOCELL Bright GW1 и Sony IMX686 Exmor RS, а также насколько удачно работают со снимками процессоры и ПО смартфонов разных брендов. Напомню, что сенсор Samsung установлен в смартфонах Samsung Galaxy M31 и Redmi Note 9 Pro, а сенсор Sony — в Mi Note 10 Lite. Обратите внимание: оригиналы снимков в разрешении 64 мп весят примерно в 4-5 раз больше, чем обычные.

Съемка в режиме 64 мп камерой Samsung Galaxy M31
Съемка в режиме 64 мп камерой Redmi Note 9 Pro
Съемка в режиме 64 мп камерой Mi Note 10 Lite
Пред. След.
Мы видим, что фото получились немного разными по цветопередаче: Redmi Note 9 Pro и Mi Note 10 Lite немного высветлили снимок и усилили зеленый оттенок.
Если взглянуть на снимок в 100% размере, можно видеть, что наибольшую детализацию обеспечила камера Mi Note 10 Lite, тогда как качество снимков модуля 64 мп у Samsung Galaxy M31 и Redmi Note 9 Pro находится на примерно одинаковом уровне, не считая цветопередачи. Впрочем, и разницу с Mi Note 10 Lite нельзя назвать действительно значимой.

Фрагмент снимка в режиме 64 мп камерой Samsung Galaxy M31
Фрагмент снимка в режиме 64 мп камерой Redmi Note 9 Pro
Фрагмент снимка в режиме 64 мп камерой Mi Note 10 Lite
Пред. След.
Итоги раунда:
Samsung Galaxy M31: 4 балла.
Redmi Note 9 Pro: 3 балла
Mi Note 10 Lite:4 балла
Раунд 5. Режим боке и портрет
Размытие всегда добавляет привлекательности предметной съемке. Как уже говорилось, снимать с эффектом глубины умеют все три смартфона. Эффект боке добавляется при съемке объекта в авторежиме, но если вы хотите выбрать степень размытия, то придется использовать режим специальный — Портрет у камер Redmi Note 9 Pro и Mi Note 10 Lite или Живой фокус у камеры Samsung Galaxy M31. Стоит также отметить, что специальный режим размытия лучше всего работает при съемках людей, или более-менее крупных объектов, поскольку расстояние до объекта должно составлять не менее метра. К тому же пока смартфоны, за исключением некоторых флагманских, не умеют распознавать на фотографиях даже домашних питомцев.
Формально камеры смартфонов Xiaomi обеспечивают большую степень размытия, от f1. 0 до f.16, тогда как камера Samsung Galaxy M31 — от 1 до 7. Впрочем, как можно видеть, на фотографиях это никак не сказывается (все кадры были сняты с максимальным размытием).
Все три смартфона ожидаемо ошиблись с отделением объекта от фона. Видно, что камеры сфокусировались на морде собаки, пренебрегая всеми остальными частями ее тела. Обратите также внимание, что автофокус сработал правильно у Samsung Galaxy M31 и Redmi Note 9 Pro, но не у камеры Mi Note 10 Lite. Впрочем, это можно подрегулировать при постобработке снимка, сделанного в портретном режиме.

Режим боке камерой Samsung Galaxy M31
Режим боке камерой Redmi Note 9 Pro
Режим боке камерой Mi Note 10 Lite
Пред. След.
При съемке портрета мы видим, что все три смартфона пристойно отделили объект от фона. Samsung Galaxy M31 чуть потерял в детализации, зато обеспечил наиболее приближенную к реальной цветопередачу. Интересно, что Redmi Note 9 Pro высветлил снимок, и за счет этого цвет волос получился менее «правдивым», но заметно более эффектным.

Съемка в портретном режиме на камеру Samsung Galaxy M31
Съемка в портретном режиме на камеру Redmi Note 9 Pro
Съемка в портретном режиме на камеру Mi Note 10 Lite
Пред. След.
Итоги раунда:
Samsung Galaxy M31: 3 балла.
Redmi Note 9 Pro: 4 балла
Mi Note 10 Lite: 3 балла
Раунд 6. Ночная съемка Samsung Galaxy M31, Redmi Note 9 Pro и Mi Note 10 Lite
Здесь мы оценим, как снимают наши смартфоны с камерой 64 мп сразу в трех режимах: авто, широкий формат и режим «Ночь». Скажу сразу, результаты вас удивят.
В авторежиме мы видим заметную разницу в цветопередаче и детализации между нашими тремя смартфонами. В плохих условиях освещения камера Samsung Galaxy M31 немного ушла в зеленый, а Redmi Note 9 Pro — сильно в рыжину. В итоге наиболее адекватно показал себя Mi Note 10 Lite, сохранивший приемлемый цветовой баланс и обеспечивший лучшую детализацию (это особенно видно на примере надписи на Триумфальной арке и брусчатке).

Ночная съемка в авторежиме на камеру Samsung Galaxy M31
Ночная съемка в авторежиме на камеру Redmi Note 9 Pro
Ночная съемка в авторежиме на камеру Mi Note 10 Lite
Пред. След.
При съемке широкоугольным модулем ожидаемо налажали все трое. Детализация упала ниже плинтуса, плюс у Samsung Galaxy M31 и Redmi Note 9 Pro мы видим все те же проблемы с детализацией.

Ночная съемка на широкоугольную камеру Samsung Galaxy M31
Ночная съемка на широкоугольную камеру Redmi Note 9 Pro
Ночная съемка на широкоугольную камеру Mi Note 10 Lite
Пред. След.
В режиме Ночь мы видим примерно ту же картину. По сути, фотографии лишь чуть более высветленные, а проблемы с цветопередачей и детализацией никуда не ушли (хотя Mi Note 10 Lite все же справился чуть лучше), но посмотрите, как эффектен снимок у Redmi Note 9 Pro. В конце концов, кому нужна эта естественность?

Съемка в ночном режиме камерой Samsung Galaxy M31
Съемка в ночном режиме камерой Redmi Note 9 Pro
Съемка в ночном режиме камерой Mi Note 10 Lite
Пред. След.
Итоги раунда:
Samsung Galaxy M31: 3 балла.
Redmi Note 9 Pro:3 балла
Mi Note 10 Lite: 4 балла
Раунд 7. Съемка макро
Заявленное расстояние для съемки макро в в Samsung Galaxy M31 — 3-5 см, по факту меньше, чем на расстоянии 5 см камера сфокусироваться не может. У Redmi Note 9 Pro и Mi Note 10 Lite заявленное минимальное расстояние 2 см. Но следует понимать, что для съемки на таком минимальном расстоянии вам обязательно потребуется штатив. И конечно, включить сам режим макро, он в смартфонах не просто для красоты, и при его отключении видно, как резко падает детализация.
При сравнении снимков заметно, что адекватнее всего цветопередача выглядит у Mi Note 10 Lite, он же — лидер по уровню детализации. А в аутсайдерах — Samsung Galaxy M31, камера которого уловила меньше деталей, чем его соперники.

Съемка в макрорежиме камерой Samsung Galaxy M31 с расстояния 5 см
Съемка в макрорежиме камерой Redmi Note 9 Pro с расстояния 2 см
Съемка в макрорежиме камерой Redmi Note 9 Pro с расстояния 5 см
Съемка в макрорежиме камерой Mi Note 10 Lite с расстояния 2 см
Съемка в макрорежиме камерой Mi Note 10 Lite с расстояния 5 см
Пред. След.
Итоги раунда:
Samsung Galaxy M31:3 балла.
Redmi Note 9 Pro:4 балла
Mi Note 10 Lite:5 баллов
Раунд 8. Зум в камерах Samsung Galaxy M31, Redmi Note 9 Pro и Mi Note 10 Lite
Как и ночная съемка, зум — не самая сильная сторона недорогих смартфонов, и наши бойцы тут не исключение. Во всех них доступен двукратный оптический зум, в Samsung Galaxy M31 максимальный цифровой зум — восьмикратный, в Redmi Note 9 Pro и Mi Note 10 Lite максимальный зум — десятикратный. Впрочем, как видно на фотографиях, разница невелика, разве что снимки с Mi Note 10 Lite выглядят капельку четче, но это не слишком большая разница, чтобы принимать ее в расчет.

Максимальный 8-кратный зум на камеру Samsung Galaxy M31
Максимальный 10-кратный зум на камеру Redmi Note 9 Pro
Максимальный 10-кратный зум на камеру Mi Note 10 Lite
Пред. След.
Итоги раунда:
Samsung Galaxy M31: 2 балла.
Redmi Note 9 Pro:2 балла
Mi Note 10 Lite: 2 балла
Раунд 9. Съемка селфи
Если смотреть на ТТХ, то разрешение фронтальной камеры Samsung Galaxy M31 является в два раза большим, чем у двух ее соперников. Означает ли это, что селфи на камеру Samsung получаются заметно лучше?
Еще одно отличие от соперников — возможность снимать с увеличенным углом обзора, это полезная функция, когда делаешь групповое селфи.
В соответствии с модой, все три смартфона поддерживают режим бьютификации, с разной степенью удачности маскирующий недостатки внешности и подчеркивающий ее достоинства. В Samsung Galaxy M31 этот режим весьма лаконичен и сводится, по сути, к замыливанию лица.
В Redmi Note 9 Pro возможностей больше: вместе с гладкостью кожи можно немного подкорректировать овал лица и увеличить глаза.
И совсем хорошо в Mi Note 10 Lite, где можно подкорректировать любые черты и вдобавок наложить макияж.
Замечу, что в режиме «Портрет» у всех трех смартфонов расширенные настройки бьютификации недоступны, и можно лишь увеличить гладкость кожи. Видимо, когда процессор смартфона занят отделением лица от фона, ему не до красоты.
Если же говорить о качестве съемки, то здесь мы видим, что фронтальные камеры всех трех смартфонов справились так себе. Как обычно, проблемы с детализацией (причем и 32 мегапикселей, и 16 выглядят примерно одинаково) плюс с динамическим диапазоном, ни один из смартфонов не сумел сохранить детали неба.

Селфи на камеру Samsung Galaxy M31
Селфи на камеру Redmi Note 9 Pro
Селфи на камеру Mi Note 10 Lite
Mi Note 10 Lite

Как работала первая телефонная система: диафрагмы, звонки и переключатели
Это одно из тех основополагающих изобретений, которые могут работать и «взлетать» как практическая реальность, только если у вас появится критическая масса людей, которые воспримут эту технологию. В конце концов, иметь собственный телефон бесполезно, если он не принадлежит кому-то другому, и вы действительно хотите поговорить с этим человеком. Добавьте к этому немаловажную инфраструктуру, которая должна быть создана для того, чтобы все это работало: кабели, проложенные в дома и из домов, коммутаторы для маршрутизации вызовов, средства идентификации одного абонента от другого и, не в последнюю очередь, средства предупреждение вызываемого человека о том, что кто-то хочет с ним поговорить — и вы можете видеть, что многое должно произойти, чтобы все это сдвинулось с мертвой точки.
В этой статье мы рассмотрим некоторые из кажущихся небольшими, но чрезвычайно важных вещей, которые должны были произойти для того, чтобы то, что мы считаем само собой разумеющимся сегодня — современная телефонная система, — действительно стало реальностью.
Первые телефоны, поступившие в продажу в 1877 году, представляли собой деревянную коробку с отверстием для диафрагмы. Этот вибрировал в соответствии с электрическим током, стимулируемым голосом человека на другом конце провода. Чтобы услышать звонящего, нужно было приложить ухо к отверстию, затем, чтобы ответить, нужно было повернуть голову и говорить в нее.Громкость, необходимая для связи с новым устройством, была очень высокой. Как писал в то время один наблюдатель:
«Пользователи телефона держали трубку, как бомбу замедленного действия… кричали в мундштук в верхней части легких [;] фактически, в пределах шести кварталов или десяти, если ветер был правильным. , их можно было услышать вообще без телефона. ‘
Изначально телефоны продавались парами, чтобы соединить два места.
Изначально телефоны продавались парами, чтобы соединить два места — например, чей-то офис и его дом.Но вскоре стало ясно, что новое изобретение будет гораздо более полезным и будет продано больше инструментов, если его можно будет подключить к системе, состоящей из множества пользователей, чтобы любой подписчик мог разговаривать с любым другим. Но этому примитивному, но эффективному устройству не хватало одной ключевой функции, которую мы теперь считаем важной для любой телефонной системы, — средства оповещения о том, что вам кто-то звонит.
Если вы взяли трубку и кто-то был рядом, вы могли поговорить с ним, но в остальном устройство было несколько ограничено.Первоначально эта трудность была преодолена за счет того, что подписчики постукивали по диафрагме графитным карандашом, но хрупкий материал не просуществовал очень долго при такой обработке и его пришлось заменить. В качестве альтернативы вы можете попробовать очень громко крикнуть в телефон и надеяться, что человек, с которым вы хотите поговорить, был достаточно близко, чтобы услышать крошечные писки, исходящие из его ящика на стене.
Затем человек по имени Дж. К. Ватсон изобрел звонок, который можно было встроить в устройство и заставить звонить, когда кто-то звонит.Это явное улучшение, за исключением одного недостатка — не было возможности сделать индивидуальный звонок телефона. В одной из первых телефонных систем в Торонто, чтобы позвонить, абонент должен был сначала поговорить с оператором, который затем звонил на все телефоны этой системы. Каждый человек подходил к телефону, чтобы узнать, был ли звонок для него или нет, а если нет, то в соответствии с обычной порядочностью ему следовало отойти, хотя ничто не мешало ему оставаться рядом и слушать, если звонок был потенциально интересным.

Столкнувшись с ситуацией, когда каждый раз, когда кто-нибудь звонил, звонили все телефоны в городе, Т. Д. Локвуд, автор книги Практическая информация для телефонистов , писал, что
«постоянный звон колоколов, мелодичный сам по себе и сладкий, как Корневильские колокола [популярный мюзикл того времени], но стал немного монотонным, и усталые заработки тосковали по покой и тишина ».
В конце концов было найдено решение, позволяющее оператору направлять вызовы нужному абоненту, хотя все еще оставалось много абонентов, у которых были так называемые «партийные линии», что означало, что им приходилось делиться с несколькими другими абонентами.
Что было необходимо, так это устройство, которое позволяло людям направлять свои звонки, не прибегая к услугам оператора. Устройство, которое позволило этому случиться, появилось из-за того, что его изобретатель, гробовщик по имени Алмон Строуджер, не доверил местному оператору возможность звонить ему. Она была женой другого гробовщика, и он подозревал, что она переадресовывала звонки недавно погибших родственников своему мужу, когда они могли быть предназначены для него.
Его изобретение, переключатель Строуджера , требовало, чтобы абоненты отбивали цифры требуемого номера с помощью кнопки, и это приводило в действие контактный рычаг на АТС, который мог перемещаться в любое из ста различных положений, достаточно для небольшого количества людей, у которых были телефоны в зоне обмена.
Строуджер стал богатым человеком, но в 1902 году его предпринимательская фирма получила телефонный звонок от его жены, чтобы сказать, что Строуджер умерли и нуждались в их услугах.

Как работают телефоны? — Объясните, что материал
Как работают телефоны? — Объясни это
Реклама
Криса Вудфорда. Последнее изменение: 25 мая 2020 г.
Это был один из тех моментов, когда мир меняется навсегда. 10 марта 1876 года Томас Уотсон смотрел на странную кусок электрического устройства, когда он услышал, как он произносит слова, которые вошло в историю: «Мистер Ватсон! Иди сюда! Я хочу тебя видеть!» Эти три коротких восклицания отмечают момент, когда телефон должным образом возникла благодаря блестящему коллеге Ватсона Александр Грэм Белл (1847–1922). С того момента прошло чуть больше века назад телефон стал одним из самых распространенных изобретения в мире. Помимо голосовых вызовов, это помогает нам отправлять документы по факсу, а также это основной инфраструктура, на которой построен Интернет.Телефоны кажутся довольно простыми, но что это такое и как они маршрутизируют наши звонки? мир? Рассмотрим подробнее!
Фото: Раньше телефоны были громоздкими и дорогими устройствами, и до тех пор, пока мобильные телефоны стали популярными с 1980-х годов, неизменно фиксируется в позиции. Когда вы звонили по телефону, набранный вами номер достиг определенного места; часто вам приходилось просить поговорить с человеком, которого вы хотели, и ждать, пока он подходит к телефону. Мобильные телефоны перевернул все это с ног на голову.Теперь номера телефонов привязаны не к местам, а к людям, которые берут свои телефоны и номера телефонов. куда бы они ни пошли, даже из одной страны в другую.
С телеграфов на телефоны
Фото: Современные телефоны черпают энергию из телефонной линии, аккумуляторы или сменный адаптер; до того, как электроэнергия стала настолько удобной и широко распространенной, телефонным пользователям приходилось генерировать часть своей энергии для звонка с помощью встроенного ручного генератор называется магнето.Это ранний пример магнитофона в исторической деревне Буффало-Гэп, датируемый конец 19 века. Фотография из Коллекции фотографий Лайды Хилл Техас в проекте Кэрол М. Хайсмит «Америка», Библиотека Конгресса, эстамп и фотографии Разделение.
Вы когда-нибудь пробовали изготовление консервный телефон из двух банок для печеной фасоли и отрезка веревки? Это действительно работает! Мало того, это дает вы прекрасно понимаете, как телефон передает голоса людей из место для место. Обычно звуки распространяются по воздуху в виде невидимых волн, передача энергии от чего-то, что вибрирует (как барабанная кожа или гитарная струна движется вперед и назад) к нашим барабанным перепонкам. Отправка звуков по воздуху нормально, когда человек, с которым мы хотим поговорить, сидит в той же комнате. Но если они находятся в другом здании — или даже в другой стране — нам нужен другой форма общения.
Еще в 19 веке, незадолго до изобретения телефона, другое электрическое оборудование, называемое телеграфом был апогеем коммуникационных технологий.Телеграф был простым электрическая цепь, протянувшаяся на много миль между двумя городами, обычно рядом с железнодорожной линией. Сообщения можно было отправлять туда и обратно вниз телеграф как разряды электричества. Как это работало? Считать фонарика. Это очень простая электрическая схема: петля кабеля. соединение лампы, выключателя и батареи. Обычно, когда свет не горит, переключатель установлен так, что он размыкает цепь. Переключатель своего рода «подъемный мост», останавливающий ток. Когда вы щелкаете выключатель, вы опускаете подъемный мост: вы убираете разрыв в цепь, поэтому электроны от батареи непрерывно текут вокруг нее, освещая напольная лампа.
Предположим, вы можете сделать совершенно гигантский фонарик из сотен миль длиной. Если поставить переключатель на один конец, скажем, в New Йорк, и часть лампы на другом конце, скажем, в Детройте, вы мог отправлять сообщения между этими двумя местами, включив переключатель и выключенный. Вы бы стояли в Нью-Йорке, щелкая выключателем, и кто-то еще стоял в Детройте и смотрел, как вспыхивает и гаснет свет. Отправлять сообщения, необходимо заранее согласовать специальный код поэтому разные виды вспышек означали разные вещи.Если бы ты хотел быть действительно умно, ты мог бы поставить два этих гигантских фонарика рядом, один для отправки сообщений из Нью-Йорка в Детройт, а другой — в отправлять ответы другим способом. То, что вы построили бы, было бы своего рода телеграф. В настоящих телеграфах вместо лампы стоит устройство, которое издает щелкающий звук на одном конце каждый раз, когда переключатель ( известная как клавиша) включается и выключается в другой конец. И люди на двух концах используют заранее подготовленный образец короткие и длинные щелчки («точки» и «тире»), называемые Морзе Код для отправки своей информации.
Фото: Подобная беспроводная телефонная трубка похожа на нечто среднее между стационарным и мобильным телефоном. Как и мобильный телефон, он использует радиоволны для связи с базовой станцией, подключенной к обычной стационарной розетке. У него довольно маломощный радиопередатчик, поэтому он работает только в пределах небольшого расстояния от вашего дома и сада. На этом фото вы можете увидеть выдвинутую антенну беспроводной связи. Кнопочные телефоны постепенно начали заменять телефоны с дисковым набором номера с 1960-х годов, вслед за развитием тонального набора (DTMF, более подробно описанного ниже).В старых телефонах были устройства, которые вместо этого посылали импульсы тока по линии на коммутатор. Импульсный набор был намного медленнее, и набрать номер было довольно легко. неправильный номер, не осознавая.
Телеграф произвел революцию в области связи, но был медленным и довольно трудоемок в использовании. Одна из главных трудностей заключалась в том, что люди должны были выучить азбуку Морзе, прежде чем они смогут отправлять и получать сообщения; другая проблема заключалась в том, что сообщения нужно было отправлять и получать в спецтелеграфах: отправить их не удалось прямо в свой дом.Телефон все изменил.
Настоящий телефон похож на нечто среднее между телефоном из консервной банки. и телеграф. Когда вы «звоните» другу на банке из-под печенья телефон, вы говорите в банку на одном конце, и звук вашего голос заставляет банку вибрировать. Затем струна переносит колебания на банка, которую держит ваш друг, которая тоже вибрирует и издает звуки твой друг слышит. В отличие от банки с печеной фасолью, вы не можете говорить в телеграф. Вместо этого вы отправлять сообщения в виде закодированных импульсов электричества, щелкнув переключатель и выкл.Предположим, вы можете объединить эти две идеи: что, если вы может превратить звук вашего голоса в электрический сигнал, который может проводиться по проводу любой длины, а затем снова превращаться в звук что кто-то мог слышать на другом конце провода? Это была идея, что пришло в голову Александру Грэму Беллу — и это принцип, лежащий в основе телефон.
Детали телефона
Телефон — это не просто вещь, которая лежит у вас дома на столе. Это полная система: трубка на вашем конце, кабель, который проходит в стену целая коллекция аппаратов связи (медные кабели, волоконно-оптические, микроволновые башни и спутники), несущие телефонные сигналы по всей стране, некоторые коммутационные аппараты, которые делают уверенные звонки попадают в нужное место, а трубка на другом конце.
Давайте подумаем о типичной телефонной трубке. На вершине, ты прижимаешь к уху громкоговоритель. Внизу, есть микрофон, который ты подносишь ко рту. Выход из трубка, завернутая внутрь Один толстый спиральный кабель представляет собой две пары медных проводов. Одна пара это выход: он принимает исходящие электрические сигналы от микрофона к телефонной сети; другая пара вход: он принимает входящие сигналы от телефонной системы к громкоговоритель.
Фото: микрофон действительно виден ясно когда откручиваю мундштук этого старинного телефона. Обратите внимание, что микрофон подключается всего двумя проводами: один проводит электричество в микрофон; другой снова уносит его обратно.
Громкоговоритель и микрофон работают аналогично, но противоположно. Микрофон содержит гибкий кусок пластик, называемый диафрагмой с прикрепленной к ней железной катушкой и магнит рядом. Когда вы говорите в мундштук, звуковая энергия ваш голос заставляет диафрагму вибрировать, приближая катушку или дальше от магнита. Это создает электрический ток в катушке. что соответствует звучанию вашего голоса: если вы говорите громко, большой ток генерируется; если говорить тихо, ток меньше.Ты микрофон можно представить как устройство преобразования энергии: он поворачивает звуковая энергия вашего голоса в электрическую. Что-то, что преобразует энергию из одной формы в другую, называется преобразователем. Громкоговоритель в телефоне работает в наоборот: он принимает входящий электрический ток и использует магнетизм для преобразования электрической энергии обратно в звуковую энергию. могу слышать. В некоторых телефоны, громкоговоритель и микрофон практически идентичны, просто подключены противоположным образом. (Подробнее читайте в нашем статьи о динамиках и микрофоны.)
Что внутри старинного телефона?
Они не делают их такими, как раньше! Снимите крышку со старинного телефона, и вот что вы найдете:
Циферблатный механизм: при вращении циферблата он прерывает цепь между телефоном и АТС, создавая набор импульсов. Если вы наберете номер «9», вы получите девять импульсов, наберите «5» и вы сделаете пять импульсов и так далее.
Bells: у старых телефонов действительно были настоящие, внутри них блестящие металлические бубенцы, сигнализирующие о входящем звонке! Современное в телефонах есть электронные зуммеры или звуковые сигналы, которые почти не звучат отлично.
Электромагнит: когда звонит телефон, этот электрически управляемый магнит быстро включается и выключается, перемещая хлопушка между колокольчиками спереди и заставляет их звенеть. Это приятно наблюдать, как это происходит, когда снимаешь крышку. Это как вернуться в 19 век!
Механизм переключателя наклона: обнаруживает когда трубка поднята или положена обратно. Если трубка лежит на переключатель, он прерывает соединение между телефоном и местным обмен.Схема — соединение АТС с телефоном — замыкается, только когда вы поднимаете трубку.
Печатная плата: все маленькие провода которые управляют различными частями телефона (набор номера, наклон переключатель и т. д.) встречаются на этой плате.
Где купить старинный телефон?
Вы все еще можете найти телефоны, подобные этой британской модели GPO (Post Office), в 1970-х, например на eBay, но есть много поддельных антикварных телефоны вокруг — так что будьте осторожны.
Импульсный набор, используемый некоторыми старыми телефонами, больше не работает на некоторых цифровые обмены, поэтому, хотя такие телефоны потребуют входящие звонки, исходящие не всегда набирают. Когда они звонят, они выглядят великолепно и звучат фантастически, но громкоговоритель и микрофон довольно грубые по сравнению с те, что в более современных телефонах, и у вас могут возникнуть проблемы с использованием одного из этих если вы плохо слышите.
Звонок
Все знают, что происходит, когда вы звоните: вы берете трубку телефонной трубки, наберите номер и дождитесь ответа абонента на другом конце. Но, для разнообразия, давайте подумаем об этом с точки зрения телефона. Посмотреть.
1. Снимите трубку
Когда вы поднимаете трубку, вы включаете телефонную линию: поднять трубку — это то же самое, что щелкнуть переключателем замыкает электрическую цепь между телефоном и местным телефонная станция (здание, полное телефонное оборудование в вашем городе или городе, которое направляет все звонки в ваш дом и обратно).Позже в этой статье я объясню, что происходит на телефонной станции.
2. Наберите номер
Одной из важных частей телефона, о которой мы еще не говорили, является кнопочная клавиатура 900 13. Мы все еще говорим насчет «набора» телефонных номеров, хотя почти никаких телефонов (кроме предметы антиквариата, подобные описанному выше) имеют поворотный циферблаты. На одном из этих старых телефонов вы набираете номер с помощью системы называется импульсным набором. Если вы послушаете телефонной трубки, когда вы набираете номер, вы слышите много щелчков по линии, когда циферблат вращается.На самом деле циферблат временно прерывает электрический ток течет по линии при ее повороте. Быстрый генерируемые таким образом импульсы указывают на местную АТС, что номер телефона, на который вы хотите позвонить. В современном телефоне используется другая система называется тональным набором (также известный как DTMF, или двухтональный многочастотный). Нажимая цифры на клавиатуре, вы слышите музыкальные ноты, идущие по строке вместо щелчков. Обмен распознает желаемое число из музыкальных звуков вашего телефона делает.(Тональный набор также полезен для таких вещей, как телефонный банкинг.)
3.
Выполните подключение
Фото: Женщина-телефонистка сидит за коммутатором в 1965 году. Фото Мартина Брауна любезно предоставлено NASA Glenn Research. Центр (НАСА-GRC).
Вы сняли трубку и набрали номер. Теперь биржа должна перенаправить ваш звонок на другой телефон у кого-то чужой дом. Представьте себе, как это работает. Вы можете представить обмен как огромное здание с тысячами проводов, идущих от людей дома.Если вы хотели подключить телефон Тома к телефону Энн, теоретически все, что вам нужно было нужно было бы взять два кабеля, ведущие к их домам, и временно присоединиться к ним вместе. В конце 19 века, когда телефоны были еще относительно новыми, примерно так и произошло на бирже. Был кто-то (обычно женщина) позвонила оператору коммутатора. Она берет телефонную линию одного человека и физически соединяет ее с другим. вставив его в розетку на деревянной доске. Она могла подключить любую телефон человека к любому другому, переключая соединения на плата — вот почему она была названа коммутатором. Вскоре эти ручные коммутаторы были заменены электромагнитными, которые переключали автоматически с помощью реле. Когда транзисторы были изобретены в конце 1940-х годов, коммутаторы стали становиться меньше, быстрее и эффективнее. Сегодня, коммутаторы — это просто компьютеры или цифровые коммутаторы, которые выполняют всю телефонную маршрутизацию автоматически, но они по-прежнему работают так же, как ручные распределительные щиты: они создают прямой электрический соединение с телефона в вашем доме на тот, который находится в доме, где вы находитесь звонит.
4. Говорите в телефон
Когда на ваш звонок ответят, вы говорите в рупор Ваш телефон. Ваш голос генерирует звуковую энергию, когда голосовые связки ваше горло вибрирует. Звуковая энергия проходит по воздуху в микрофон и заставляет внутреннюю диафрагму вибрировать. Диафрагма преобразует энергию вашего голоса в электричество, и это электрическая энергия течет по телефонной линии. Когда он достигнет телефонной трубки на другом конце, он течет в громкоговоритель в наушник. Там электрическая энергия преобразуется обратно в звук — и ваш голос волшебным образом воссоздается в ухе другого человека. Когда другой человек говорит, весь процесс идет в обратном порядке. С там есть провода, идущие в обоих направлениях, вы можете говорить и слушать в то же время.
Подводя итог тому, что происходит с энергией, когда вы звоните другу по телефону:
Звуковая энергия вашего голоса заставляет воздух вибрировать. Вибрация воздуха передает звуковую энергию в телефон.
Диафрагма мундштука микрофона преобразует звуковую энергию в электрическую.
Электроэнергия передается от телефона через АТС к телефону вашего друга.
Диафрагма в динамике динамика телефона вашего друга преобразует поступающую электрическую энергию обратно в звуковую.
Звуковая энергия выходит из наушника в ухо вашего друга.
Таким образом, телефонный звонок сводится к преобразованию энергии из звук к электричеству, проводя электричество по очень длинному проводу, а затем превращая электричество обратно в звук. Но если ты хочешь позвонить в другую страну задействовано еще несколько вещей.
Международные звонки
Однажды все звонки передавались по проводам с одного телефона на другой. Вот почему междугородние (иногда называемые «магистральными») звонки занимали больше времени. по маршруту и были более дорогими в изготовлении. Международные звонки принимали так длинный маршрут, чтобы был очень заметный (и довольно запутанный) задержка между вами и человеком на другом конце провода, вызванная время, необходимое для прохождения сигналов по проводу.Теперь звонки путешествия множеством разных способов. Большинство звонков по-прежнему идут из дома в местные станции по медным проводам старого образца (в виде так называемой витой пары). Но звонки могут передаваться между телефонными станциями сверхбыстрой и высокой емкости. волоконно-оптические кабели. На большие расстояния звонки часто передаются между городскими центрами с помощью микроволновых вышек (например, небольших спутниковых антенн, установленных на здания). Международные звонки обычно не принимаются во всем мире с помощью космических спутников. Волоконная оптика, микроволновые башни и спутники отправлять и принимать телефонные звонки не как электрические сигналы, а как импульсы электромагнитное излучение (свет или радиоволны), движущиеся со скоростью света.Вот почему современные международные телефонные звонки быстрее, дешевле и надежнее, чем раньше, и почему почти нет задержек по звонкам.
Что делает телефонная станция?
Я несколько раз упоминал телефонные коммутаторы в этой статье, не говоря уже о том, что они делают или как они это делают.
Предположим, на вашей улице пять человек, и все они хотят телефоны, чтобы они могли общаться друг с другом. Если у вас есть запеченное банки с фасолью под рукой, их все легко соединить проволокой.Каждому человеку нужен связь со всеми остальными, но это означает довольно запутанный беспорядок: по четыре банки печеной фасоли в каждом доме и четыре линии, тянущиеся к другим зданиям. Это не здорово, но мы мог с этим жить. А теперь предположим, что в ваша деревня и они все хотят поговорить друг с другом. Каждый дом потребуется 4999 строк! А если 10 миллионов люди в городе хотели телефонные линии вместо этого? У тебя действительно есть комната на 10 миллионов телефонных линий в вашем доме? Вы можете видеть, что все это получается немного очень быстро.
Artwork: Что делает телефонная станция. Вверху: Без АТС нам нужна отдельная линия, связывающая каждый дом с каждым другим домом: каждому из этих девяти домов требуется восемь входящих линий! Внизу: с центральной телефонной станцией каждому дому требуется только одна линия, связывающая его с телефонной станцией, которая может перенаправлять звонки во все другие дома.
Вот тут-то и входят АТС . Вместо каждого человека будучи связанными со всеми остальными, они все связаны со своими местная биржа, и сами биржи связаны между собой.В нашем первом примере четырем людям понадобится только одна строка каждый — и биржа сможет подключить любую пару из них вместе; в нашем последнем примере 10 миллионов человек будут по-прежнему нужна только одна строка. Но по мере увеличения количества людей мы нужно добавить больше местных бирж, и теперь мы не просто подключаемся один человек другому, но один человек, через их местный обмен (и, возможно, серию обменов) на другой местный обмен, пока мы не достигнем приемник вызова.В итоге мы получаем нечто вроде паутины взаимосвязей, очень похожих на наши современный интернет. Нет постоянных соединений между одной линией и любой другой: просто набор цепей, которые можно переключать, чтобы они соединяйтесь вместе, чтобы совершать звонки. Эта технология называется схемой коммутации .
Когда было относительно мало людей с телефонами, это было легко достаточно, чтобы на телефонных станциях были операторы, которые могли вручную отслеживать звонки, подключая провода к коммутаторам и из них.Но поскольку система быстро увеличивалась в размерах, и люди стали ожидайте более быстрых звонков, АТС оборудование быстро взяло верх. Хотя можно подумать, что телефоны были изобретены до бирж, ошибетесь. Биржи были изобрел телеграф за несколько лет до того, как Белл запатентовал свой телефон, так что основная идея центральных коммутационных станций, которые могли бы подключать места для обмена электрическими сообщениями действительно пришли первый.
Кто изобрел автоматизированный обмен?
Фото: Один из блоков электромагнитной коммутации в типичном телефоне Строуджера. обмен, c.1924 г. Фото Харриса и Юинга любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.
Что Белл сделал для телефона, Алмон Б. Строуджер (1839–1902) из Канзас-Сити, Миссури сделал для телефонной станции. По общему мнению, он изобрел автоматический переключатель обмена, потому что он работал как гробовщик и не мог понять, почему звонит в его бизнес не проходили; кто-то на коммутаторе отправлял вместо этого их сопернику. Должен быть более справедливый способ обращения с звонки, подумал он и сразу решил автоматизировать процесс.Это был хороший звонок — он принес ему славу и богатство.
В своем первом патенте обмена, Патенте США 447918: Автоматическая телефонная станция, выданном 10 марта 1891 г., Строуджер описал, как традиционный распределительный щит можно заменить вращающимися цилиндрами с большим количеством подключений точки на них, которые могут быть автоматически повернуты электромагниты для подключения одной телефонной цепи примерно к 100 другим. Это называется пошаговым переключателем или переключателем Строуджера. Используемый метод, известный как дисковый набор , объясняет, почему телефоны сами были оснащены вращающимися циферблатами.Когда вы набирали номер, он посылал небольшие электрические импульсы по линии на станцию. Это заставило серию дребезжащих переключателей Строуджера подниматься или вращаться на определенное количество позиций. чтобы ваш звонок был автоматически перенаправлен по назначению. (Вы можете посмотреть видео об этом можно узнать по ссылкам ниже.)
Иллюстрация: Как работал пошаговый переключатель Алмона Строуджера. Входящая телефонная линия, с которой осуществляется звонок, подключается к синей части коммутатора через желтую стойку.Исходящие телефонные линии (оранжевые) подключаются к маленьким отверстиям в красном цилиндре. Когда вы набираете номер, серия электромагнитов (зеленые) управляет рычагами, которые перемещают синюю часть переключателя вверх или вниз и поворачивают красный цилиндр на столько мест, чтобы подключить входящую линию к соответствующей исходящей цепи через соответствующее отверстие. Один коммутатор Strowger может обрабатывать около 100 линий, но соединение нескольких коммутаторов вместе позволяет подключать любое количество. Иллюстрация из патента США 447918: Автоматическая телефонная станция Автор: Алмон Строуджер, любезно предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США.
Хотя звонки маршрутизируются в электронном виде в наши дни по оптоволоконным кабелям основная технология Строуджера оставалась в широко используется почти столетие, с 1890-х до примерно 1980-х годов. Хотя относительно неизвестно по сравнению с изобретением таких гигантов, как Эдисон, Морс и Форд, Тем не менее Строуджер был одним из самых важных и влиятельных изобретателей 20 век. Без него у нас не было бы Интернета; Изобретенная им технология коммутации цепей в конечном итоге превратилась в совершенно иной способ передачи информации по линиям, называемый пакетной коммутацией , который как ты умеешь читать эти слова сейчас! (Вы можете узнать больше об этом в нашей статье о том, как работает Интернет.
Кто на самом деле изобрел телефон?
« Маленький инструмент, который он запатентовал менее пятидесяти лет назад, презираемый тогда как шутку, когда он умер, стал основой для 13 000 000 телефонов, используемых в каждой цивилизованной стране мира».
Умер доктор Белл, изобретатель телефона: The New York Times, 3 августа 1922 года
Фото: Александр Грэм Белл. Предоставлено Библиотекой Конгресса США.
Хотя Александру Грэму Беллу (1847–1922) обычно приписывают изобретение телефоны, его история неоднозначна.Белл заинтересовался звук и речь в основном потому, что его мать была глухой. Оба его отца и дед были знатными специалистами по обучению глухих, и Белл тоже стал учителем глухих, прежде чем прославился как изобретатель.
Но другие изобретатели работали над идеей создания телефона в в то же время, что и Белл. Элиша Грей (1835–1901), например, подал патент на аналогичный изобретение спустя всего несколько часов после того, как Белл подал собственную патентную заявку. А третий изобретатель Антонио Меуччи (1808–1889), похоже, разработал телефон в 1840-х годах — за годы до Белла или Грея.В 2002 году его взнос был окончательно признан, когда Конгресс США принял закон в его честь.
Патент Белла
Изображение: оригинальный патент на телефон Александра Грэхема Белла. Любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.
Патент Белла (патент США 174465: Телеграфия) был подан 14 февраля 1876 г. и выдан примерно через три недели (7 марта 1876 г.) и описывает различные улучшения простой телеграфии (метод отправки сообщений по длине провода с использованием электрического тока). прославил Сэмюэл Морс).Самая интересная часть для современных читателей — это рисунок 7, показанный здесь, на котором Белл объясняет, как его оборудование может передавать сигналы от «человеческого голоса или с помощью музыкального инструмента» (другими словами, как его телеграф можно использовать в качестве телефон). Вы сразу поймете, как это работает, если прочитаете оставшуюся часть этой статьи. Кратко:
Говорящий говорит в рог.
Звук их голоса заставляет вибрировать диафрагму (что-то вроде небольшой плотной барабанной кожи, натянутой на узкий конец рожка).
Колебания перемещают катушку около магнита, преобразуя механическую звуковую энергию в колеблющийся электрический ток.
Электрический ток проходит по проводу, длина которого теоретически может быть любой.
На принимающей стороне аналогичное оборудование меняет процесс. Электрический ток течет в катушку, расположенную рядом с магнит, заставляющий катушку двигаться вперед и назад, и толкающий другую диафрагму.
Диафрагма, натянутая на второй рупор, воссоздает исходный звук.Суженная форма диафрагмы помогает усилить звук.
Узнать больше
На этом сайте
На других сайтах
Семейные документы Александра Грэхема Белла: ознакомьтесь с оригинальной историей телефона в Библиотеке Конгресса США. Вы можете прочитать записные книжки Белла и посмотреть на его настоящие наброски телефонов!
Книги
Для младших читателей
Александр Грэхем Белл: изобретатель телефона редакторами Time и Джоном Миклосом-младшим.Нью-Йорк: HarperTrophy, 2006.
.
Как работает сеть? пользователя Мэтт Аннисс. Нью-Йорк: Гарет Стивенс, 2014. Эта 48-страничная книга помогает юным читателям понимать телефоны в более широком контексте современных компьютерных сетей и Интернета. Лучше всего для детей 9–12 лет (и, вероятно, верхней границы этого диапазона).
Для читателей постарше
Учебники технические для старшеклассников
Исторические статьи
Видео
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2019. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Следуйте за нами
Поделиться страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:
Цитируйте эту страницу
Вудфорд, Крис. (2007/2019) Телефоны. Получено с https://www.explainthatstuff.com/telephone.html. [Доступ (укажите дату здесь)]
Больше на нашем сайте …
№ 1098: Кто изобрел телефон?
Сегодня старый вопрос: кто изобрел телефон? Инженерный колледж Хьюстонского университета представляет эту серию о машинах, которые делают наша цивилизация бежит, а люди, чьи изобретательность создала их.
Спросите, кто на самом деле изобрел телефон, и вы можете получить имя немца, Филипп Рейс, а не Александр Грэм Белл. Общее мудрость такова, что телефон Рейса был лишь второстепенным, а телефон Белла действительно работал. Теперь Льюис Коу переосмысливает приоритетный вопрос в своей книге, Телефон и его несколько Изобретателей .
Рейс был 26-летним учителем естественных наук, когда он начал работать над телефоном в 1860 году. Идея пришла из статьи французского исследователя. по имени Bourseul. В 1854 году Бурсель объяснил, как передавать речь электрически. Он написал:
Говорите против одной диафрагмы, и пусть каждая вибрация «замыкает или размыкает» электрический контакт.В произведенные таким образом электрические пульсации установят другая диафрагма работает, и [затем воспроизводит] передаваемый звук.
Лишь одна часть идеи Бурселя была шаткой. Отправлять звук, первая диафрагма не должна ни ломаться, ни ломаться контакт. Он должен изменять поток электричества к вторая диафрагма непрерывно. Рейс использовал Термин Бурселя, «сделай или сломай», но его диафрагма на самом деле загнал тонкий стержень на разную глубину в электрическая катушка. Он не создавал и не ломал Текущий. Он постоянно менял это.
Белл столкнулся с той же проблемой, когда начал работу над его телефон десять лет спустя.Сначала он использовал игла с диафрагменным приводом, входящая в воду / кислоту решение, чтобы создать непрерывно переменный сопротивление и плавно меняющееся электрическое Текущий. Белл получил эту идею от другого американца изобретатель, Элиша Грей.
Конечно, испарение и неподвижность жидкий бассейн непрактичен.Белл вскоре отказался от этого в пользу системы, более близкой к электромагниту Рейса. Тем не менее ясно, что переменное сопротивление Грея Пул указал путь Беллу. Итак, мы интересно, было ли влияние на Белла изобретение? Рейс умер за два года до того, как Белл получил его патент. Ему было всего 40, и он так и не получил искать патент на свое устройство.
Телефоны Рейса были хитрыми. Диафрагма тоже была нежный. Немецкая компания производила их с противоречивые результаты. Некоторые работали хорошо. Немного передается только статика. Телефоны Рейса были демонстрировались по всей Европе. Один был продемонстрирован в Шотландии, когда Белл был там в гостях у своего отец.Мы не знаем, видел ли это Белл. Однако он вряд ли мог не знать о работе Рейса.
Тем не менее, мы не хотим отрицать талант Белла. Он произвел надежный и жизнеспособный телефон, и он сила личности продать это скептически настроенным общественность. Но для этого он сделал то, что все изобретатели делать.Он построил на объединенной мудрости других — так же, как Рейс построил на работе Бурселя перед ним.
Само слово priority обманывает всех, кроме одно лицо в кредит. На самом деле мы должны благодарить Бурсёль, Рейс, Грей, Белл — все они. За великие изобретения всегда дар многих люди, а не только один.
Я Джон Линхард, из Хьюстонского университета, где нас интересуют изобретательные умы работай.
(Музыкальная тема)
Что такое диафрагма в телефонных трубках и камерах и что ими управляет?
Что такое диафрагма на телефонных трубках и камерах и что ими управляет?

Диафрагма или английская апертура — это отверстие, через которое свет достигает датчика. Чем выше диафрагма, тем больше глубина резкости и больше света, попадающего на датчик.
С большой диафрагмой мы можем:
1. Делаем размытым фон на снимках
2. Снимаем ночью с меньшим шумом на снимке
3. Мы можем увеличить скорость затвора, чтобы зафиксировать движение
Почему не все аппараты и телефоны с большой диафрагмой?
Большая диафрагма означает больше стекла в объективе, более крупный объектив, специальные линзы для борьбы с хроматической аберрацией.
Короче говоря, большая диафрагма стоит дорого и хороша.
Какая максимальная диафрагма у телефонов?
Samsung Galaxy S7 и S8 имеют самую большую диафрагму на рынке «f / 1.7».
Большая диафрагма в телефонах.
В случае телефонов Samsung Galaxy S7 и S8, у нас есть комната, которая превосходит многих при тусклом свете. При хорошем освещении различия между телефонами минимальны. Однако большая диафрагма помогает телефонам Samsung размывать фон на фотографиях, которому завидуют.
Размытый фон f / 1.8 против f / 16
Светосильные объективы для фотоаппаратов.
Конечно, любому фотографу-любителю или профессиональному фотографу нужны быстрые мишени (то есть с высокой диафрагмой) для любой ситуации. К сожалению, чем крупнее сенсор устройства, тем больше и дороже объектив.
Иметь все объективы с высокой светосилой неэкономично.
Обычно зум-объективы (с переменным фокусным расстоянием) имеют диафрагму f / 2,8 и выше, за исключением объектива 18-35 f / 1,8 от Sigma — но это объектив для камер с датчиком кадрирования.
Полнокадровый объектив имеет зум-объектив с постоянным изменением диафрагмы f / 2,8. Если у вас будут диафрагмы большего размера, вам, вероятно, понадобится помощь, чтобы сделать снимок из-за размера и веса.
Лучшее предложение для владельцев зеркалок.
Вместо того, чтобы покупать очень дорогой объектив с переменным фокусным расстоянием, лучше использовать три фиксированных мишени, которые часто имеют большую диафрагму. Плохая часть заключается в том, что вы не можете увеличить изображение, если не поменяете объектив.
На диафрагменных телефонах фиксируется.
Если у камеры переменная диафрагма, которая может достигать f / 22, телефоны имеют фиксированную диафрагму.Я имею в виду, что у нас все время открыта диафрагма.
Где люди вдохновляли, когда создавали диафрагму?
Если вы посмотрите в зеркало и пропустите свет от фонарика рядом с зрачком глаза, вы заметите, что радужная оболочка сжимается для света и открывается в темноте. Наше преимущество в том, что все это автоматически переходит к нам.
Даже наши глаза все еще разбиты.
Если мы попали в серьезную аварию или съели определенные запрещенные вещества, наша радужная оболочка не будет работать должным образом; Или он остается открытым или закрытым.Вот почему иногда врачи проверяют пациентов, попавших в аварию, чтобы увидеть, есть ли у них отражения, когда они направляют фонарик рядом с глазами.
Какая диафрагма у телефонов и фотоаппаратов и что она контролирует? — видеоурок

Что такое диафрагма микрофона? (Подробное руководство) — Мой новый микрофон
Капсула Neumann K47
с центральной диафрагмой
Диафрагмы имеют прямое отношение к звуку. Мы «поем из диафрагмы» нашего физического тела, и, если мы поем в микрофон, мы также взаимодействуем с диафрагмой! У каждого практичного микрофона есть диафрагма, и понимание диафрагмы имеет решающее значение для владения микрофоном.
Так что же такое диафрагма микрофона? Диафрагма микрофона — это тонкая мембрана, которая перемещается в ответ на изменение внешнего звукового давления. Диафрагма микрофона является ключевым элементом преобразователя при преобразовании акустической энергии в электрическую. Три основных типа диафрагмы — это подвижная катушка, лента и конденсатор.
Говоря о микрофонных диафрагмах, есть что обсудить. В этой статье будут подробно описаны популярные типы диафрагм и соображения, которые мы принимаем при работе с микрофонными диафрагмами!
Что такое диафрагма микрофона?
Как уже упоминалось, диафрагма микрофона представляет собой тонкую мембрану, которая перемещается в ответ на изменение звукового давления (звуковые волны).Диафрагма — важный ингредиент в рецепте микрофона. Фактически, без подвижной диафрагмы микрофон не смог бы выполнять свою функцию преобразователя. Движение диафрагмы, совпадающее со звуковым давлением, является первым шагом в преобразовании акустической энергии в электрическую.
Поскольку диафрагма микрофона очень тонкая, мы видим, что она имеет только двух сторон. Движение диафрагмы основано на разнице звукового давления между двумя ее сторонами.
Диафрагма микрофона является частью более крупного блока микрофонов, который называется капсюлем . Капсула Дизайн имеет первостепенное значение для работы микрофона. Капсула — это, в конечном счете, преобразовательный элемент любого микрофона.
Для более подробного ознакомления с микрофонными капсюлями ознакомьтесь с моей статьей Что такое микрофонный капсюль? (Плюс топ-3 самых популярных капсул).
Расположение капсюля и диафрагмы составляет большую часть характерного звука микрофона. Частотная характеристика, чувствительность и диаграмма направленности. — это некоторые из характеристик, в значительной степени определяемых конструкцией капсулы и диафрагмы.
Существует 3 основных типа микрофонных диафрагм:
Мембрана с подвижной катушкой (динамическая)
Ленточная диафрагма (динамическая)
Диафрагма передней пластины (конденсатор)
Как движется диафрагма?
Микрофонные диафрагмы очень тонкие (некоторые менее 5 микрон). Эта тонкость делает их очень чувствительными к колебаниям молекул воздуха в непосредственной близости от них. «Бомбардировка» колеблющимися молекулами воздуха на диафрагму микрофона заставляет ее двигаться. В свою очередь, это механическое движение внутрь и наружу из положения покоя преобразуется в электрическое напряжение переменного тока (звуковой сигнал).
Диафрагма микрофона перемещается в соответствии с разницей звукового давления между ее двумя сторонами. Если одну сторону «бомбардируют» молекулами воздуха больше, чем другую, эта сторона будет вытолкнута внутрь.Если обе стороны подвергаются одинаковому давлению, диафрагма останется на месте.
Другой способ объяснить движение диафрагмы — посмотреть на простую синусоидальную волну . В синусоиде есть нулевые точки, пики и впадины.
Когда синусоидальная волна распространяется по воздуху, она воздействует на молекулы воздуха, через которые проходит. То же самое происходит, когда звуковая волна достигает диафрагмы.
На пиках , синусоида вызывает максимальное сжатие на диафрагме, толкает диафрагму внутрь.
В своих впадинах, синусоида вызывает максимальное разрежение на диафрагме, вытягивает диафрагму.
А в нулевых точках , синусоида не заставляет диафрагму двигаться.
Звуковые волны распространяются со скоростью 343 м / с (1125 фут / с) и являются бесконечно более сложными, чем простая синусоида. Как вы понимаете, они заставляют диафрагму быстро вибрировать в ответ на изменение внешнего звукового давления!
Диафрагмы микрофона предназначены для перемещения в соответствии с изменением звукового давления, поэтому они могут воспроизводить звуковой сигнал, который является точным представлением звука, происходящего вокруг микрофона.
Связанный микрофон, громкоговоритель и грудные диафрагмы
Сравнения иногда полезны для объяснения вещей. Мы, наверное, все знакомы с диафрагмой громкоговорителя , и, безусловно, в наших телах есть грудных диафрагм . Микрофонная диафрагма похожа на эти две диафрагмы! Позволь мне объяснить.
Диафрагма громкоговорителя
Громкоговорители, как и микрофоны, являются преобразователями.Микрофоны преобразуют энергию механической волны (звук) в электрическую энергию (звуковой сигнал). Громкоговорители, , наоборот, преобразуют электрической энергии (звуковой сигнал) в энергию механической волны (звук).
Громкоговорители
работают по принципу электромагнитной индукции , по тому же принципу, что и динамические микрофоны (которые мы обсудим позже в этой статье). Звуковой сигнал в виде переменного напряжения подается на громкоговоритель. Этот сигнал проходит через неподвижную проводящую катушку из проволоки, которая окружает магнит. Электричество, протекающее через проводящий провод, заставляет магнит двигаться по принципу электромагнитной индукции. Поскольку звук переменного тока, магнит движется вперед и назад. Этот магнит прикреплен к диафрагме.
Диафрагма динамика перемещается вместе с магнитом, к которому она прикреплена. Когда диафрагма вибрирует, она толкает и втягивает воздух вокруг себя, проецируя звуковые волны через пространство.
Динамический микрофон работает аналогично , противоположному громкоговорителю . Если бы мы подключили громкоговоритель в обратном направлении, диафрагма была бы по существу диафрагмой микрофона! Хотя, поскольку диафрагмы громкоговорителей обычно толще, шире и тяжелее профессиональных микрофонных диафрагм, они не будут такими чувствительными. Это приведет к приглушенному звуку.
Чтобы узнать, как подключить динамик, чтобы он стал микрофоном, ознакомьтесь с моей статьей «Как превратить громкоговоритель в микрофон за 2 простых шага».
Грудная диафрагма
Грудная диафрагма — это тонкий лист скелетных мышц у людей и других млекопитающих.
В случае этой биологической диафрагмы сама мышца диафрагмы сокращается и расширяется . Грудная диафрагма играет первостепенную роль в дыхании. Когда мышца диафрагмы сокращается, она помогает втягивать воздух в легкие. Когда диафрагма расслабляется, она выталкивает воздух из легких.
Дыхание происходит гораздо медленнее, чем при колебаниях воздуха. Однако идея диафрагмы, перемещающей воздух, та же.
Давайте быстро вспомним три упомянутые диафрагмы:
Торакальная диафрагма сжимается и расширяется, перемещая воздух в легкие и из них.
Диафрагма громкоговорителя прикреплена к магниту и перемещается в соответствии с приложенным напряжением переменного тока посредством электромагнитной индукции.
Диафрагма микрофона перемещается в соответствии с изменением звукового давления вокруг нее.
Акустический принцип: давление в зависимости от градиента давления
Хотя это и не является характеристикой самой диафрагмы, стоит упомянуть о конструкции капсюля и о том, как он изменяет способ взаимодействия звука с диафрагмой.
Есть два основных типа диаграмм направленности:
Всенаправленный — работает по принципу давления.
Двунаправленный — работает по принципу градиента давления.
Конструкция капсулы может открывать свою диафрагму на основе любого из этих принципов или их комбинации. Комбинации порождают диаграммы направленности кардиоидного типа.
Принцип давления
Принцип давления имеет одну сторону мембраны , открытую для внешнего звукового давления. Другая сторона закрыта для фиксированного давления.
Мы знаем, что движение диафрагмы происходит из-за разницы давлений между ее передней и задней сторонами.Поскольку только одна сторона диафрагмы подвергается звуковым колебаниям, диафрагма будет довольно хорошо реагировать на звук со всех сторон. Отсюда и круговая диаграмма направленности!
Для получения дополнительной информации о всенаправленной диаграмме направленности ознакомьтесь с моей статьей Что такое всенаправленный микрофон? (Диаграмма направленности + примеры микрофона).
Принцип градиента давления
Принцип градиента давления имеет обе стороны диафрагмы, открытые для внешнего звукового давления.
Звуковые волны , исходящие непосредственно от передней части диафрагмы , сначала попадают в переднюю часть, а через некоторое время — в заднюю. Эта разность фаз вызывает небольшой перепад давления , а вызывает перемещение диафрагмы. Звуковые волны , исходящие непосредственно от задней части диафрагмы , работают по принципу противоположным образом.
Звуковые волны , исходящие непосредственно со стороны диафрагмы , одновременно ударяют и спереди, и сзади , не вызывает разницы в давлении , и, следовательно, движения диафрагмы!
Таким образом, принцип градиента давления дает двунаправленную диаграмму направленности или «восьмерку». Микрофон чувствителен к звуку, идущему спереди и сзади, но отклоняет звук с боков.
Для получения дополнительной информации о двунаправленной диаграмме направленности ознакомьтесь с моей статьей Что такое двунаправленный микрофон / микрофон с рисунком 8? (С примерами микрофона).
Объединение давления и градиента давления
Часто капсулы конструируются таким образом, чтобы объединить оба этих принципа.
Самая популярная диаграмма направленности микрофона — кардиоидная диаграмма . Это в основном соотношение давления и принципа градиента давления 1: 1.
Ограничивая путь звука, достигающего задней части диафрагмы, производители ловко используют комбинации обоих принципов. Манипулирование количеством колебаний воздуха с каждой стороны диафрагмы приводит к появлению разнообразных диаграмм направленности!
Чтобы узнать больше о кардиоидной диаграмме направленности и всех других диаграммах направленности микрофона, ознакомьтесь с моими статьями Что такое кардиоидный микрофон? (Диаграмма направленности + примеры микрофона) и Полное руководство по диаграммам направленности микрофона соответственно.
Лицевая сторона диафрагмы: верхний адрес по сравнению с боковым адресом
Еще одно замечание о диафрагмах и их капсулах — это то, как с ними обращаться. Другими словами, в каких направлениях указывают диафрагмы микрофона?
Двумя наиболее распространенными типами адресов являются верхний адрес и побочный адрес .
Главный адрес
Shure SM58 — микрофон с верхним адресом
Shure представлена в следующих статьях «Мой новый микрофон»:
• Лучшие бренды микрофонов, которые вы должны знать и использовать
• Лучшие мировые бренды наушников / вкладышей
• Лучшие мировые бренды наушников
Микрофоны с верхним адресом имеют диафрагмы, «обращенные» к верхней части микрофона.Обычно микрофон выглядит так, как если бы он указывал в том направлении, где он наиболее чувствителен.
Обычно верхние адресные микрофоны ограничиваются всенаправленными и диаграммами направленности кардиоидного типа , поскольку практически невозможно обеспечить равномерное воздействие звукового давления на обе стороны диафрагмы.
Типичными примерами микрофонов с верхним адресом являются Shure SM57 и SM58, , а также Neumann KM 184 (со ссылками, чтобы узнать их цены на Amazon).
Дополнительный адрес
Neumann U87 — микрофон с боковым адресом
Neumann представлен в следующих статьях «Мой новый микрофон»:
• Лучшие бренды микрофонов, которые вы должны знать и использовать
• Лучшие бренды лучших студийных мониторов, которые вы должны знать и использовать
Микрофоны с боковым адресом сконструированы так, что их диафрагмы обращены «в сторону». «Передняя» и «задняя» диафрагмы обращены к микрофонам по бокам, что делает микрофон наиболее чувствительным к звуку с боковых сторон.
С микрофонами с боковым адресом все диаграммы направленности относительно легко достижимы. Эта установка также позволяет спроектировать две диафрагмы вплотную друг к другу, чтобы создать переменный многопозиционный микрофон .
Распространенными примерами микрофонов с боковым адресом являются Neumann U87, Rode NT1-A, и AKG C414 (со ссылками для проверки их цен на Amazon) . U87 и C414 — это микрофоны с несколькими шаблонами.
Мембрана с подвижной катушкой
Диафрагма с подвижной катушкой фактически состоит из двух отдельных частей: самой диафрагмы и подвижной катушки . Однако, поскольку они связаны друг с другом, полезно думать о них как о единой движущейся части. Диафрагмы с подвижной катушкой используются в динамических микрофонах с подвижной катушкой .
Комбинация диафрагмы / токопроводящая катушка вибрирует в ответ на внешние звуковые волны.Диафрагма отвечает за то, что она достаточно чувствительна, чтобы улавливать разницу давления воздуха между двумя ее сторонами. Проводящая катушка отвечает за преобразование этой вибрации в звуковой сигнал. Диафрагма и капсюль подвижной катушки действуют как преобразователь по принципу электромагнитной индукции.
Диафрагмы с подвижной катушкой почти все круглой формы и плотно натянуты вокруг неподвижного кольца в капсюле микрофона. Натяжение является решающим фактором чувствительности диафрагмы к входящим звуковым волнам.
В типичной конструкции катушка составляет примерно половину диаметра диафрагмы. Соединение этих двух элементов создает крошечный провал или гофру в диафрагме. Следовательно, диафрагма не идеально плоская. В диафрагме также могут быть вырезаны крошечные листовые прорези и дополнительные гофры для улучшения ее характеристик за счет устранения проблем, присущих структуре диафрагмы и капсулы.
Материал
«Подвижная катушка» (часто называемая звуковой катушкой) обычно изготавливается из тонкой медной проволоки, свернутой в полую цилиндрическую форму. По обе стороны от подвижной катушки есть магниты, обеспечивающие максимальную электромагнитную индукцию .
Сама по себе диафрагма не обязательно должна быть электропроводной. Типичный материал, используемый для изготовления диафрагмы, — это полиэфирная пленка (обычная торговая марка — майлар). Эта полиэфирная пленка (пластиковый лист) тонкая и достаточно прочная, чтобы действовать как эффективный материал диафрагмы!
Катушка прикреплена к диафрагме и движется вместе с ней. Этот дополнительный вес влияет на общие характеристики диафрагмы. Вес и форма динамических микрофонов с подвижной катушкой обычно обуславливают следующие характеристики:
Пониженная чувствительность в высокочастотном диапазоне.
Резонансная частота в слышимом диапазоне человеческого слуха.
Более медленная переходная характеристика, чем у конденсаторных и ленточных диафрагм.
Для получения дополнительной информации о динамических микрофонах с подвижной катушкой ознакомьтесь с моими статьями Что такое звуковая катушка микрофона? и Динамические микрофоны с подвижной катушкой: подробное руководство.
Ленточная диафрагма
Ленточная диафрагма , пожалуй, самый интересный тип диафрагмы. Ленточные диафрагмы представляют собой длинные тонкие прямоугольные диафрагмы , которые прикрепляются к своей капсуле / перегородке только с каждой стороны их длины.Чаще всего они гофрированы, вместо идеально плоских, и имеют относительно низкое напряжение по сравнению с диафрагмами с подвижной катушкой и конденсатором.
Ленточные микрофоны также считаются динамическими. Как и микрофоны с подвижной катушкой, ленточные микрофоны работают по принципу электромагнетизма . Однако вместо того, чтобы иметь отдельную диафрагму и проводящую деталь , сплавленные вместе, лента действует одновременно на обоих этих элементах .Лента движется в ответ на разницу звукового давления между ее задней и передней сторонами. Магниты размещены по периметру ленты так, чтобы диафрагма двигалась, электромагнитная индукция генерирует звуковой сигнал!
Материал
Ленточные диафрагмы должны быть проводящими и очень тонкими (обычно менее 5 микрон). Алюминий отлично подходит для обеих этих задач. Гофрированная алюминиевая фольга составляет большинство ленточных микрофонных диафрагм на рынке.Некоторые производители используют более прочные пластмассовые полимеры в качестве основы ленты, а покрывают их проводящим алюминием . В других случаях вы найдете алюминиевую фольгу , покрытую тонким слоем золота . Наслоение золота помогает предотвратить окисление ленты, а само золото является лучшим проводником алюминия (только не таким прочным).
Хрупкость
A Ленточная диафрагма хрупкая. Порывы ветра и движение воздуха, связанное с басовыми барабанами и даже звуковыми взрывными устройствами, могут растягивать диафрагму, вызывая необратимые повреждения. Фантомное питание, , если оно передается через плохие кабели или соединения, также может вызвать взрыв или растяжение диафрагмы. Чтобы добавить к этому списку, физическая травма (падения микрофона) также имеют высокую вероятность повреждения ленточной диафрагмы. Само собой разумеется, что следует проявлять осторожность при обращении с ленточными микрофонами и их записи. Хорошая новость заключается в том, что для ремонта часто требуется только «перемотать» микрофон. Плохая новость заключается в том, что стоимость ремонта может достигать 350 долларов.
По своей природе ленточные микрофоны настроены как боковые адреса и имеют двунаправленную диаграмму направленности. Из-за двунаправленного рисунка (цифра 8) они также демонстрируют наибольший эффект близости.
Подробное описание эффекта близости микрофона можно найти в моей статье «Подробное руководство по эффекту близости микрофона».
Характеристики ленточной диафрагмы придают ленточным микрофонам следующие качества (вообще говоря):
Низкое напряжение диафрагмы обеспечивает резонансную частоту значительно ниже слышимого диапазона человеческого слуха.
Тонкая диафрагма обеспечивает точную переходную характеристику.
Общая форма и принцип преобразователя обеспечивают плавный естественный спад высоких частот.
Для получения дополнительной информации о динамических ленточных микрофонах ознакомьтесь с моей статьей «Динамические ленточные микрофоны: подробное руководство».
Конденсатор (конденсатор) диафрагма
Проще всего объяснить диафрагму конденсаторного микрофона вместе с его полной капсюльной конструкцией.
Капсулы конденсатора — это в основном конденсаторы (конденсатор раньше назывался конденсатор). Есть две параллельные пластины, разнесенные друг от друга в форме конденсатора . В случае конденсаторного микрофона эти две параллельные пластины:
A неподвижная сплошная задняя панель.
Подвижная передняя пластина , , известная как диафрагма !
Конденсаторы предназначены для удержания заряда (Q) при подаче напряжения . Напряжение постоянного тока чаще всего подается через фантомное питание (в случае настоящих конденсаторных микрофонов) или постоянно удерживается в электретном материале в пластинах (в случае электретных конденсаторных микрофонов). Заряд (Q), в идеальной конструкции, остается постоянным .
Выходной аудиосигнал (переменное напряжение) конденсатора измеряется по формуле В = Q / C
Поскольку ( Q) является постоянным, аудиосигнал (V) равен , обратно пропорционален емкости (C). Итак, давайте обсудим емкость.
Емкость — это способность конденсатора накапливать электрический заряд. Емкость конденсаторных капсул зависит от площади пластин, изолятора между пластинами (воздух) и расстояния между пластинами. Из этих трех влияющих факторов расстояние между пластинами является единственной переменной!
При вибрации диафрагмы конденсатора расстояние между двумя пластинами изменяется, что приводит к изменению переменного напряжения (звукового сигнала)!
Материал
Задняя пластина настоящего конденсатора обычно изготавливается из твердых металлических сплавов, таких как латунь . Пластина диафрагмы часто изготавливается из майлара с золотым напылением или исключительно тонкой алюминиевой фольги .
Электретные конденсаторы обычно изготавливаются из того же материала, только с электретным покрытием поверх одной из пластин. «Обратные электреты» являются наиболее эффективными и имеют тонкий слой электретного материала на своих задних пластинах. Электретными материалами могут быть любые диэлектрические материалы, включая пластик или воск .
Обычно конденсаторные микрофоны различаются по размеру диафрагмы. В основном есть два лагеря: конденсатор с маленькой диафрагмой, и конденсатор с большой диафрагмой. Давайте обсудим оба подробнее.
Конденсаторы с малой диафрагмой
Малогабаритные диафрагмы конденсатора обычно имеют диаметр менее 1 дюйма (), хотя это лишь обобщение.
Конденсаторы с малой диафрагмой (SDC) обычно имеют конструкцию «карандашный микрофон», что означает, что это микрофоны с верхним адресом .По этой причине вы обычно не найдете двунаправленных или разнонаправленных микрофонов с маленькой диафрагмой.
Меньшая диафрагма обычно означает меньшую массу. Это приводит к повышенной точности переходного отклика и расширенному высокочастотному отклику. Поскольку диафрагма меньше, капсюль может быть сконструирован меньшего размера, что обеспечивает более согласованный полярный отклик .
Минусы малых диафрагм — более низкие значения чувствительности и, следовательно, более низкое отношение сигнал / шум. Выходной сигнал капсюля конденсатора пропорционален расстоянию между диафрагмой и задней пластиной. Меньшие диафрагмы не перемещаются на такое большое расстояние, как большие диафрагмы (чтобы визуализировать это, мне нравится думать о маленьких и больших батутах). Так как чувствительность меньше, собственный шум электроники микрофона более выражен в SDC, чем в LDC с сигналами того же уровня.
Конденсаторы с большой диафрагмой
Диафрагмы конденсатора большего размера обычно имеют диаметр 1 дюйм или более, , хотя это лишь обобщение.
Конденсаторы с большой диафрагмой (LDC) обычно изготавливаются как микрофоны с боковым адресом . Это позволяет создать любую диаграмму направленности в капсюле микрофона. Можно даже создать микрофонов с несколькими шаблонами , сконструировав капсюль с несколькими диафрагмами.
Чем больше размер диафрагмы, тем больше масса. LDC имеют низких резонансных частоты, обычно создают усиление низких частот в диапазоне низких частот.Большой размер диафрагмы также означает, что ее смещение под воздействием звуковых волн больше, чем у аналогов SDC. Большой диапазон смещения диафрагмы означает более сильный аудиосигнал, поэтому LDC более чувствительны, чем SDC. Более громкий звук при одинаковом уровне звукового давления дает конденсаторам с большой диафрагмой на лучшее соотношение сигнал / шум.
Недостатком микрофонов LDC и с боковым адресом является то, что их большие решетки позволяют коротким волнам отражаться внутри корпуса решетки.Если не демпфировать должным образом, эти частоты создадут неустойчивую частотную характеристику высоких частот.
У больших диафрагм есть и другие недостатки. Размер и масса LDC делают их менее чувствительными к высоким частотам. Чем больше смещение, чем , тем выше чувствительность. на самом деле снижает точность переходной характеристики большой диафрагмы. Наконец, капсулы должны быть больше, чтобы в них могли быть установлены диафрагмы большего размера. У НРС, как правило, на меньше согласованности в своих диаграммах направленности на частотных характеристик по сравнению с SDC.
Еще одно интересное замечание относительно LDC — это то, что некоторые диафрагмы с торцевым заделом , а другие с заделкой по центру. С торцевым заделом означает, что аудиосигнал снимается с края капсулы, поэтому диафрагма представляет собой единое целое. Диафрагмы с заделкой по центру имеют электроды в центре диафрагмы. Теоретически диафрагмы с оконечными центрами имеют меньше резонансных частот, что означает, что их частотные характеристики менее неустойчивы.Хотя конструкции с окончанием по центру немного сложнее.
Давайте вспомним общие черты конденсаторов с малой диафрагмой (SDC) и конденсаторов с большой диафрагмой (LDC):
SDC менее чувствительны, чем LDC
SDC имеют худшее отношение сигнал / шум, чем LDC
SDC имеют более сильные высокочастотные отклики, чем LDC
SDC имеют более слабые низкочастотные отклики, чем LDC
SDC имеют более точные переходные характеристики, чем LDC
SDC имеют более согласованные диаграммы направленности, чем LDC
Для подробного описания различий между SDC и LDC ознакомьтесь с моей статьей Большая диафрагма Vs. Конденсаторные микрофоны с маленькой диафрагмой.
Общие характеристики конденсаторной диафрагмы придают конденсаторным микрофонам следующие качества:
Малый вес диафрагмы обеспечивает яркую характеристику на верхних частотах.
Натяжение и тонкость диафрагмы дают точную переходную характеристику.
Общая форма и принцип преобразователя обеспечивают плавный, естественный спад высоких частот.
Факторы эффективности диафрагмы
Давайте обсудим основные факторы, которые влияют на работу диафрагмы:
Масса диафрагмы
Масса диафрагмы играет большую роль в определении переходных характеристик частоты , и . Обе эти характеристики являются критическими характеристиками микрофона.
При прочих равных, чем тяжелее диафрагма, тем ниже ее резонансная частота. Резонансные частоты обеспечивают усиление частотной характеристики диафрагмы . Более тяжелые диафрагмы также страдают отсутствием четкости на высоких частотах. Это происходит из-за инерции и трудности преодоления инерции высокочастотными звуковыми волнами.
Увеличенная инерция, связанная с большими массами, также влияет на переходную характеристику диафрагмы. Чем тяжелее диафрагма, тем сильнее она сопротивляется движению. Это сопротивление внешним звуковым волнам ухудшает точность переходной характеристики микрофона.
Форма и размер диафрагмы
Форма и размер диафрагмы влияют на частотную характеристику и чувствительность микрофона.
Большинство микрофонных диафрагм имеют круглую форму. Это верно практически для всех диафрагм конденсатора с подвижной катушкой, и . Ленточные диафрагмы имеют форму длинных полос ленты.
В круглых диафрагмах диаметр относится к определенным резонансным частотам.Эти резонансные частоты имеют длину волны, равную кратным и долям диаметра. Эти резонансные частоты проще всего визуализировать по диаметру диафрагмы, как если бы мы стояли в комнате. Длины волн, которые попадают в пределы диаметра периметра диафрагмы, будут либо конструктивно, либо разрушительно мешать сами себе. Конструктивная и деструктивная интерференция положительно и отрицательно влияют на частотно-зависимую чувствительность соответственно.
Размер круглой диафрагмы также помогает определить чувствительность микрофона . При прочих равных, чем больше диафрагма, тем на большее расстояние ее можно сместить из положения покоя (подумайте о маленьком батуте против большого). Чем больше движение диафрагмы, тем больше аудиосигнала выводится из капсулы!
Ленточная диафрагма имеет форму длинного тонкого прямоугольника , а не круга. Эта полоса диафрагмы также гофрирована и испытывает гораздо меньшее натяжение, чем ее круглые аналоги.
Некруглая форма в сочетании с гофром делает ленточные микрофоны очень малочисленными.И те частоты, которые действительно резонируют, делают это слабо. Это обеспечивает более плавную частотную характеристику !
Напряжение диафрагмы
Напряжение диафрагмы влияет на частотную характеристику микрофона и чувствительность .
Лучшая аналогия для объяснения натяжения микрофона — это малый барабан. При настройке малого барабана увеличение натяжения пластика (мембраны) увеличивает основную и резонансную частоты барабана.То же самое и с мембраной диафрагмы микрофона (хотя мы не ударяем по ним палочками)!
При прочих равных, увеличение напряжения увеличивает резонансные частоты диафрагмы. Напряжение в круглых диафрагмах обычно дает резонансную частоту в диапазоне низких или суббасовых частот. Ленточные диафрагмы обычно испытывают такое низкое напряжение, что их основная резонансная частота находится ниже слышимого диапазона человеческого слуха!
Натяжение диафрагмы также влияет на чувствительность микрофона.Чем сильнее затянута диафрагма, тем меньшее смещение она испытывает при заданном уровне звукового давления.
Материал диафрагмы
Материал диафрагмы играет решающую роль в определении общей реакции диафрагмы на звук.
Мембраны должны быть тонкими, подвижными и, в большинстве случаев, токопроводящими. Материал, из которого изготовлены диафрагмы, должен иметь высокую прочность на разрыв и точно реагировать на изменение звукового давления.Это уменьшает количество возможных вариантов материала диафрагмы.
Полиэфирная пленка (обычная торговая марка Mylar) — эффективный материал. Хотя майлар не является проводящим, он достаточно прочный и гибкий, чтобы служить материалом для диафрагмы. Мембраны с подвижной катушкой часто изготавливаются исключительно из полиэфирной пленки, поскольку они не обязаны быть проводящими. Диафрагмы конденсаторных микрофонов часто изготавливаются из полиэфирной пленки , покрытой золотом , чтобы добавить к этому материалу проводящий элемент.
Алюминиевая фольга — еще один часто используемый материал в конструкции диафрагмы. Алюминий является одновременно прочным и проводящим, и чаще всего обнаруживается в ленточной диафрагме .
Проводимость диафрагмы
В качестве дополнительного примечания к материалу диафрагмы, проводимость имеет решающее значение для функциональности микрофона. Электропроводность диафрагмы / капсюля прямо пропорциональна эффективности микрофона как преобразователя.
Алюминий, золото, и медь — три наиболее распространенных проводящих материала, используемых в мембранах микрофонов.
Мембраны с подвижной катушкой не обязательно должны быть токопроводящими. Однако прикрепленная катушка должна быть. В данном случае используется медь .
Ленточные диафрагмы обычно изготавливаются из алюминиевой фольги . Они будут иметь покрытие как минимум из алюминия или золота , если они не сделаны из алюминиевой фольги .
Диафрагмы конденсатора обычно изготавливаются из полиэфирной пленки с золотом или электретным материалом , наложенным сверху по соображениям проводимости.
Имеют ли микрофоны USB такие же диафрагмы, что и микрофоны XLR? Да. Специальной «микрофонной диафрагмы USB» нет. Капсулы и диафрагмы микрофонов USB устроены так же, как и микрофоны XLR. Распространенные конструкции диафрагмы / капсулы USB — это движущаяся катушка, лента и конденсатор. Диафрагма не имеет ничего общего с преобразованием аудиосигнала в цифровые данные.
Нужна ли микрофону диафрагма? Все практичные микрофоны нуждаются в диафрагмах, чтобы действовать как преобразователи. Однако существуют экспериментальные микрофоны без диафрагм. Лазерный микрофон проецирует лазер через открытую струю дыма. Лазерный датчик обнаруживает изменения дыма и выдает звуковой сигнал .
Lungpacer Medical Inc.
Университетская больница Грайфсвальда тестирует новый метод (система Lungpacer ® ) для отлучения пациентов с респираторными заболеваниями
Constanze Steinke Pressearbeit Universität Greifswald
07/10/2020 08:54
Отделение B внутренней медицины Медицинского центра Университета Грайфсвальда успешно использовало в рамках международного многоцентрового исследования специальную терапию диафрагмальной стимуляции для лечения пациента с COVID-19 в качестве первого клинического центра в Европе.
«Первой пациенткой, прошедшей лечение в этом исследовании, оказалась женщина, пережившая COVID-19, но не могла быть отлучена от ИВЛ», — сказал профессор д-р Ральф Эверт, руководитель Центра пневмологии, инфекционных заболеваний и отлучения от груди. в Медицинской школе Университета Грайфсвальда. «С помощью новой процедуры мы смогли вылечить эту пациентку старше 65 лет, которая уже 38 дней провела на ИВЛ, что позволило ей вернуться к самостоятельному дыханию.Всего мы включили в исследование четырех пациентов и рады внести свой вклад в эту многообещающую технологию своими результатами », — говорит пневмолог из Грайфсвальда и специалист по ИВЛ.
Система Lungpacer® от Lungpacer Medical Inc., канадской компании по производству медицинского оборудования, представляет собой новую технологию, которая стимулирует диафрагмальные нервы во время механической вентиляции и, таким образом, укрепляет ослабленную мышцу диафрагмы, чтобы помочь отлучить от аппарата ИВЛ. Медицинский университет Грайфсвальда — первая больница в Германии, принявшая участие в так называемом исследовании RESCUE-3, чтобы предоставить данные о безопасности и эффективности новой процедуры. В Германии система в настоящее время доступна только в рамках клинических исследований.
Университетская больница Грайфсвальда тестирует новый метод (система Lungpacer®) для отлучения пациентов с респираторными заболеваниями. Фото: Мануэла Янке / UMG
V ia Укрепление диафрагмы для возвращения к жизни Во время пандемии COVID 19 в больницах больше пациентов, которым требуется инвазивная механическая вентиляция в течение длительного времени. Хотя механическая вентиляция спасает жизнь в случае дыхательной недостаточности, она также может быть вредной, особенно если она требуется в течение длительного периода времени.Вентиляторы используют положительное давление, чтобы нагнетать воздух в легкие, так что основная дыхательная мышца, диафрагма, не задействуется. Диафрагма — это пластинка, состоящая из мышц и сухожилий, которая отделяет грудную клетку от брюшной полости. В результате ИВЛ и искусственная иммобилизация пациента быстро приводят к потере прочности диафрагмы. Это то, что врачи называют диафрагмальной дисфункцией, вызванной вентилятором.
Система Lungpacer® разработана таким образом, чтобы ее можно было легко интегрировать в повседневный уход за пациентами с инвазивной механической вентиляцией легких.В системе используется LIVE Catheter®, который аналогичен центральным венозным катетерам, используемым у большинства пациентов, находящихся на ИВЛ. Катетер можно использовать для введения жидкостей и лекарств, а также для стимуляции диафрагмы и диафрагмальных нервов, чтобы тренировать диафрагменную мышцу для помощи в отлучении от груди. Блок управления Lungpacer® — это мобильный переносной блок, который используется с катетером и промежуточным кабелем для обеспечения временной диафрагмальной нейростимуляции.
Фоновое исследование RESCUE-3 Исследование RESCUE-3, начавшееся в 2019 году, представляет собой рандомизированное контролируемое открытое многоцентровое адаптивное клиническое исследование для изучения безопасности и эффективности системы стимуляции диафрагмы Lungpacer® для пациентов, которые не удалось отучить от ИВЛ. Пациенты, включенные в исследование, потерпели неудачу две или более попытки отлучения и оставались на ИВЛ более 96 часов (4 дней). В исследовании примут участие до 376 субъектов, и оно будет проводиться в 80 центрах США и ЕС. Дополнительная информация доступна на http://www.lungpacer.com.
Universitätsmedizin Greifswald
Klinik und Poliklinik für Innere Medizin B
Директор: Проф. Д.м.н. Стефан Феликс
Ferdinand-Sauerbruch-Straße, 17475 Greifswald
Tел. +49 3834 86-80 500
E InnereB @ med.uni-greifswald.de
Studienleiter: проф. д-р Ральф Эверт
E [email protected]
T +49 3834 86-80 595
Pressesprecher Christian Arns
Tел +49 3834 86-52 28
E [email protected]
http://www.medizin.uni-greifswald.de
http://www.facebook.com / UnimedizinGreifswald
Instagram / Twitter @UMGreifswald
Контакты для научной информации: Studienleiter: Prof. Dr. Ralf Ewert
E [email protected]
T +49 3834 86-80 595
Изобретение телефона
Изобретение телефона
Патент на телефон Александра Грэхема Белла, U.S. Номер 174 465 от 1876 г., который был назван самым ценным из когда-либо выпущенных (источник: USPTO).
Современный телефон — это результат работы, проделанной многими людьми, и все они достойны признания за их вклад в эту область. Александр Грэм Белл был первым, кто запатентовал телефон, «устройство для передачи голоса или других звуков телеграфно» (патент № 174 465), после экспериментов со многими примитивными передатчиками и приемниками звука. Однако история изобретения телефона представляет собой сбивающую с толку совокупность притязаний и встречных исков, не менее запутанную множеством судебных исков, направленных на разрешение патентных притязаний нескольких лиц.
Александра Грэма Белла из Шотландии обычно считают первым изобретателем телефона. Классическая история его крика: «Ватсон, иди сюда! Я хочу тебя видеть!» это хорошо известная часть американской истории.
В качестве профессора физиологии вокала Бостонского университета Белл занимался обучением учителей искусству обучения глухонемых, как говорить, и экспериментировал с фонавтографом Леона Скотта для записи колебаний речи.
Белл рассуждал по аналогии с механическим фонавтографом, что кожная диафрагма будет воспроизводить звуки, подобные человеческому уху, при подключении к вибрирующему стальному или железному язычку или шарнирной арматуре.1 июля 1875 года он поручил Ватсону построить приемник, состоящий из растянутой диафрагмы или барабана из кожи голдебитера (наружная мембрана кишечника теленка) с арматурой из намагниченного железа, прикрепленной к ее середине и свободно вибрирующей перед шестом. электромагнита в цепи с линией. Второе мембранное устройство было построено для использования в качестве передатчика. Это был телефон «виселица» — из-за его сходства с деревянной конструкцией, используемой для казни через повешение.
Через несколько дней они оказались на каждом конце линии, которая шла от комнаты в доме изобретателя в Бостоне к подвалу под ней.Белл в рабочей комнате держал в руках один инструмент, а Ватсон в подвале слушал другой. Белл сказал в свой инструмент: «Вы понимаете, что я говорю?» и г-н Ватсон ответил «да». Однако звуки голоса не были отчетливыми, а якорь имел тенденцию прилипать к полюсу электромагнита и разрывал мембрану.
14 февраля 1876 года Элиша Грей подал заявку на патент * на телефон в тот же день 1876 года, что и адвокат Белла. Водяной передатчик, описанный в предостережении Грея, был поразительно похож на телефонный передатчик Белла, и этот факт вызвал вопросы о том, был ли Белл (который знал о работе Грея) был вдохновлен дизайном Грея или наоборот.
Что произошло в этот критический день в ВПТЗ США, не ясно до сегодняшнего дня, однако некоторые свидетельства позволяют предположить, что юристы Белла могли получить несправедливое преимущество перед Греем. https: //en.wikipedia.org …
В результате Bell получила первый патент на телефон, номер в США 174 465, который был назван самым ценным из когда-либо выданных.
* Предупреждение — это официальное уведомление о намерении подать заявку на патент в более поздний срок. Это было похоже на патентную заявку с описанием изобретения и рисунками, но без формулы.Основная цель предупреждения заключалась в том, чтобы предотвратить выдачу конкурирующего патента на то же изобретение последующему изобретателю. Срок действия предупреждения истек через год. Предостережения были сняты с производства в 1909 году.
Источник: Википедия
Подробнее об истории изобретения телефона:
Веб-сайт истории старинного телефона
История телефона — Том Фарли
Музей телефонии
Изобретение телефона — Цифровая публичная библиотека Америки
История телефона — около.com
История телефона — Кассон Герберт
Говорящий электрический телеграф — Приложение Scientific American, 1877 г.
Bell Notebooks Project — Чарльз Р. Тварди
Первый телефонный звонок — Библиотека Америки
Изобретая телефон — AT&T
Повторите эксперименты Александра Белла
1. Эксперимент с камертоном
Камертонный эхолот Белла 1872 года.Первые эксперименты Белла по улучшению телеграфии включали воспроизведение и улучшение электрической передачи Гельмгольца музыкальных тонов от одного вибрирующего камертона к другому.
Вдохновленный своей работой над гармоническим телеграфом, Белл в 1876 году предположил, что, если бы он мог каким-то образом изменять сопротивление в электрической цепи с частотой звука, это привело бы к колебаниям тока в точном соответствии со звуком. И если он послал этот колеблющийся ток через одно из электромагнитных реле, которые он использовал для своей телеграфной системы (реле функционирует как примитивный громкоговоритель), он должен быть в состоянии услышать исходный звук, исходящий от реле.Он считал, что если бы он мог это сделать, то был бы очень близок к передаче человеческого голоса через тот же канал. Он набросал эту идею в своем лабораторном блокноте, как показано на рисунке ниже.
По сути, компоновка камертона состоит из нескольких компонентов, соединенных последовательно: емкость с кислой водой / жидкостью, камертон, громкоговоритель и аккумулятор.
Вы легко можете провести этот эксперимент. Камертоны можно приобрести в музыкальных магазинах. Аккумулятор на шесть вольт справится с этой задачей. Для кислой воды используйте 5% -ный белый уксус прямо из бутылки — кислотность увеличит проводимость жидкости.Подслушивающим устройством (используемым вместо реле Белла) может быть что угодно, что может воспроизводить звук: старая телефонная трубка, наушники или громкоговоритель от старого радио.
Обязательно хорошенько постучите по камертону, а затем быстро опустите его в уксус, держа его как можно параллельнее жидкости, и убедитесь, что один из его зубцов едва соприкасается с поверхностью кислой воды. кончик зубца вибрирующего камертона быстро погружается в уксус и выводится из него.Это изменяет сопротивление между вилкой и уксусом, что, в свою очередь, заставляет ток через прослушивающее устройство колебаться с той же частотой, что и вилка. Повторите эксперимент, но вилкой перпендикулярно к уксусу; вы можете не слышать ни звука, потому что сопротивление не изменилось.
Подробнее об эксперименте:
Знаменитый эксперимент Александра Белла с камертоном — Эд Эвенсон
Микрофоны с переменным сопротивлением Белла — Джим и Рода Моррис
Путь Александра Грэма Белла к телефону — Майкл Э.Горман, Университет Вирджинии,
2. Изготовьте датчик жидкости
Рисунок Белла жидкостного передатчика, передающего первую человеческую речь 10 марта 1876 г.
Вскоре после успешного эксперимента с камертоном Александр Белл претворил в жизнь свои планы на последний эксперимент — передачу человеческого голоса по телеграфному проводу. Это эксперимент, в результате которого мы получили самый исторический телефонный звонок в мире: «МистерВатсон иди сюда. Я хочу тебя увидеть.»
Это упрощенная схема передатчика жидкости Белла. Диафрагма вибрировала звуковыми волнами, исходящими от человека, говорящего через большую воронку, точно так же, как и камертон, заставляя проводящий стержень (заменяющий камертон) двигаться вверх и вниз в чашке с кислой водой, в то время как Штанга отрегулирована так, чтобы едва касаться поверхности кислой воды. Поскольку управляемая голосом мембрана заставляет стержень продвигаться и отступать в жидкость и выходить из нее, пусть даже незначительно, сопротивление цепи будет попеременно увеличиваться и уменьшаться в точном соответствии с этими звуками голоса.И полученный переменный ток с помощью батареи (не показан) будет воспроизводить оригинальные звуки в приемнике (не показан). Белл использовал телеграфное реле для своего приемника, но вы можете использовать громкоговоритель или любое другое слуховое устройство, как в эксперименте по настройке вилки.
Диафрагма в телефоне: Камера смартфона для «чайников» №1. Диафрагма. Как свет проникает внутрь камеры?