Quan algú es planteja canviar de mòbil o de càmera, el més habitual és que el primer que miri sigui el nombre de megapíxels del sensor. Durant anys, la publicitat ens ha repetit una vegada i una altra que més megapíxels signifiquen millors fotos, fins al punt que molta gent ignora altres factors decisius com la mida del sensor o la mida de cada píxel.
Avui sabem que fixar-se només en els megapíxels és quedar-se a mitges. La qualitat real de les fotos que fas amb el telèfon intel·ligent depèn d'una combinació d'elements: la mida del sensor d'imatge, la mida de cada fotoset (píxel físic), la densitat de píxels, l'òptica i, cada cop més, l'anomenada fotografia computacional. Entendre com encaixa tot això t'ajuda a triar millor el telèfon i comprendre per què alguns mòbils fan fotos tan sorprenents fins i tot de nit.
Què és un sensor d'imatge i com funciona a un mòbil
El sensor d'imatge és el cor de la càmera del mòbil. Està format per milions de diminuts elements sensibles a la llum, anomenats fotosets o fotodíodes, fabricats en silici. Cadascun d'aquests punts recull els fotons que arriben a través de l'objectiu i els converteix en un senyal elèctric que, després de ser processat, donarà lloc a un píxel de la fotografia final.
Cada fotoset del sensor es correspon amb un píxel de la imatge digital. Si un sensor té 12 milions de fotosets, generarà fotografies de 12 megapíxels. Les tecnologies predominants per fabricar aquests sensors són CCD i CMOS, encara que en mòbils es fan servir pràcticament de forma exclusiva els CMOS, pel seu menor consum i millor integració amb els processadors.
La resolució en megapíxels no és més que el nombre total de píxels que tindrà la imatge final. Per exemple, una fotografia de 5472 x 3648 píxels conté 19.961.856 píxels, és a dir, uns 20 megapíxels. Això determina com de grans poden ser les còpies impreses sense perdre detall o quant marge tens per retallar la imatge sense que es vegi borrosa.
Tot i això, en fotografia digital i especialment en fotografia mòbil, aquest nombre de megapíxels no explica per si sol la qualitat. Dues càmeres amb la mateixa resolució poden oferir resultats molt diferents si canvieu la mida del sensor, l'òptica o el processament intern de la imatge.
Megapíxels davant de mida del sensor: qui mana realment
Com a norma general, com més gran és el sensor, més qualitat d'imatge potencial. Un sensor més gran disposa d'una superfície més gran per recollir llum, cosa que es tradueix en menys soroll, millor comportament en ISOs alts i, en càmeres dedicades, més control sobre la profunditat de camp.
Si el sensor és més gran, els fotosets també poden ser més grans, sempre que no disparem la resolució. Més mida de píxel implica que cada fotodíode recull més fotons, de manera que el senyal és més net i el processador ha de forçar menys la imatge, reduint el soroll i conservant-ne més detall, sobretot en condicions de poca llum.
Aleshores, per què no tots els dispositius munten sensors enormes? Als mòbils hi ha dues grans limitacions: l'espai físic disponible i el cost. Un sensor de mida similar al duna càmera full frame no cap en un telèfon, obligaria a utilitzar òptiques gegantines i faria el mòdul de càmera tan gran que el disseny del mòbil seria inviable. A més, fabricar sensors de grans dimensions és molt més car.
Per visualitzar les diferències, només cal comparar les mides de sensors de diferents dispositius: des dels minúsculs sensors de molts smartphones, passant pels de compactes avançades (per exemple, 1/1,7″ o 1″), fins als APS-C o els full frame de 24 x 36 mm. Entre un sensor de mòbil típic i un de format complet hi pot haver una diferència de superfície brutal, de desenes de vegades.
D'aquí que la mida del sensor al mòbil sigui una dada clau que durant anys s'ha amagat o passat per alt a les fitxes tècniques, tot i que al món de les càmeres sempre s'ha considerat fonamental. Només fa poc els fabricants han començat a presumir d'aquest valor quan volen vendre les gammes més fotogràfiques.
Densitat de píxels i mida de píxel: la parella que marca la diferència
Per entendre bé la relació entre megapíxels i mida del sensor, convé introduir dos conceptes addicionals: la densitat de píxels i la mida de cada píxel físic. Són dues cares de la mateixa moneda i estan íntimament lligades a la qualitat de la imatge.
La densitat de píxels indica quants píxels es concentren en una superfície determinada del sensor, normalment mesurada en megapíxels per centímetre quadrat. Com més píxels posem al mateix espai, més gran és la densitat i més petit ha de ser cada fotoset.
La mida del píxel és la longitud de cada fotoset al sensor. Es calcula dividint el costat físic del sensor entre el nombre de píxels en aquest eix i s'expressa en micres (micròmetres). Un valor típic de referència en sensors de gamma alta ronda, per exemple, els 3,76 µm a moltes càmeres avançades, mentre que a mòbils d'última generació es parla de píxels efectius de més de 2 micres gràcies a tècniques d'agrupament.
Com més petita és la densitat de píxels, més gran pot tenir cada píxel i, a igualtat de sensor i tecnologia, millor acostuma a ser la qualitat d'imatge. Si comparem dues càmeres amb la mateixa mida de sensor i de la mateixa generació, la que tingui menys megapíxels comptarà amb píxels físics més grans, per tant captarà més llum i oferirà menys soroll i millors matisos en ombres i llums.
Una altra manera de veure'l: amb els mateixos megapíxels, sortirà guanyant la càmera que tingui un sensor més gran, perquè la densitat de píxels serà menor i la mida individual de cada fotodíode serà superior. Aquesta lògica també és aplicable als smartphones, encara que hi entra en joc amb molta força el processament d'imatge.
Fotografia computacional: quan el programari compensa la mida
Al mòbil, no tot és sensor i òptica: el processador d'imatge ho canvia tot. l'anomenada fotografia computacional ha revolucionat allò que un smartphone pot fer, fins al punt que escenes que abans eren impossibles —com fotos nocturnes a pols de diversos segons— avui es resolen amb una sola pulsació i sense trípode.
El truc és que el telèfon no fa una única foto, sinó moltes. Per a una manera nit, per exemple, el mòbil captura diverses exposicions seguides, de vegades combinant informació de diferents càmeres (gran angular, angular estàndard, teleobjectiu) i, en mil·lèsimes de segon, el seu processador fusiona totes aquestes dades en una sola imatge final, ben exposada i amb força detall.
El que amb una càmera tradicional exigiria trípode i edició posterior, al telèfon intel·ligent es resol automàticament. El resultat és que el maquinari perd part del protagonisme davant del programari i els algorismes, i moltes de les regles clàssiques de la fotografia deixen d'aplicar-se tal com ho fa.
Tot i així, la física no desapareix: un sensor major segueix sent millor base per a aquests algorismes. Si el processador parteix de dades de més qualitat gràcies a una superfície sensible més gran ia píxels més grans, tindrà més marge per apilar exposicions, reduir soroll i augmentar rang dinàmic sense que la imatge s'ensorri.
Per això alguns fabricants han apostat per sensors molt grans als seus mòbils estrella, combinant-los amb un fort treball en fotografia computacional. Aquesta combinació de maquinari potent i programari avançat és la que explica molts dels avenços recents en fotografia mòbil.
Exemple pràctic: sensors grans a mòbils de gamma alta
En els darrers anys s'han vist terminals que marquen tendència quant a la mida del sensor integrat a la càmera principal. Alguns models de gamma alta incorporen sensors de 1/1,28 polzades, una xifra que, per fer-se una idea, supera els de moltes compactes avançades de fa no tant de temps, que treballaven amb sensors de 1/1,7″.
Aquest salt de mida acosta els mòbils a les càmeres compactes amb sensor de 1″, encara que encara hi hagi diferències. Si a aquest sensor relativament gran se li sumen lents lluminoses i algorismes de processament agressius però eficients, el resultat són fotografies amb molt bon rendiment fins i tot en situacions de llum complicada.
La mida del píxel en aquests sensors de mòbil és una altra dada clau. En certs terminals que presumeixen de capacitats fotogràfiques, es parla de píxels efectius de fins a 2,44 micres quan se'n combinen diversos en un mitjançant tecnologies tipus Quad Bayer. Aquesta estratègia permet agrupar 4 píxels físics en un de sol virtual per millorar la captura de llum i el rang dinàmic.
A la pràctica, aquests sensors solen oferir resolucions molt altes, per exemple 48, 50 o més megapíxels, però el sistema els reescala agrupant píxels en blocs de 4 per generar imatges finals de 12 o 12,5 megapíxels amb menys soroll i més detall a les ombres. Quan hi ha bona llum, el mòbil pot fer servir tota la resolució per obtenir un nivell de detall molt fi o per permetre retallades sense perdre tanta qualitat.
Tot això té un cost en disseny: com més sensor, més mòdul de càmera. Si el sensor creix, també ho ha de fer l'òptica que el cobreix, cosa que engreixa el gruix del conjunt fotogràfic i condiciona l'aspecte del telèfon. Trobar l'equilibri entre qualitat d'imatge, mida física i disseny és un dels grans reptes a la fotografia mòbil actual.
Grandàries de sensor més habituals: de la càmera del mòbil al format complet
Al mercat de la fotografia conviuen diverses mides de sensor. Alguns procedeixen directament de l'era de la pel·lícula química, com el format de 35 mm que avui anomenem full frame, mentre que altres ja van néixer a l'era digital, com l'estàndard Micro Quatre Terços o molts dels formats usats en mòbil.
En fotografia mòbil, per qüestions físiques, els sensors són molt petits. El més normal és trobar mides que van des d'aproximadament 1/2,5″ fins a 1/1,7″, amb models de gamma alta que s'acosten a 1/1,3″ o fins i tot a 1″ en determinades configuracions. Tot i això, fins i tot quan es parla de “sensor d'1 polzada” en un mòbil, moltes vegades l'òptica no aprofita tota la diagonal del sensor per les limitacions de disseny.
El següent esglaó en mida serien els sensors Micro Quatre Terços, molt populars en càmeres sense mirall lleugeres. Mesuren 17,3 x 13 mm, força més que un sensor típic de mòbil, i es van concebre per crear equips més compactes i manejables que els de format complet, amb òptiques més petites i fàcils de dissenyar perquè la llum incideixi bé des del centre fins a les cantonades.
Per sobre hi ha el format APS-C, un punt mitjà molt apreciat. Aquests sensors ronden els 22,2 x 14,8 mm (una mica més grans en algunes marques) i ofereixen un equilibri interessant entre qualitat d'imatge, mida de càmera i cost. Moltes càmeres d'aficionat avançat i professional es basen en aquest format, que sovint és el preferit per a ús general.
A dalt d'aquesta escala trobem el format complet o full frame, amb sensors de 24 x 36 mm i una superfície de 864 mm². Aquest format deriva directament del rodet de 35 mm que es va popularitzar als anys 20 del segle passat i que durant molt de temps va ser considerat un format petit enfront del mitjà o gran format. Avui dia, en digital, és l'estàndard de referència per a la gamma alta.
Per sobre del full frame encara hi ha sensors de format mitjà en càmeres professionals de preu molt elevat, pensades per a treballs on cada matís de detall importa, com ara moda, publicitat o reproducció d'obres d'art. Tot i això, aquests equips s'escapen completament de l'àmbit mòbil per cost, mida i complexitat.
Grandària del sensor vs mida del píxel: què pesa més
Quan tot es converteix en uns i zeros, les decisions de disseny canvien. La mida física del sensor importa, però el que realment marca la diferència quant a soroll i qualitat a ISOs alts és la mida de cada píxel. És possible que un sensor una mica més petit, amb menys megapíxels, iguali en soroll a un de més gran si els seus píxels són similars en grandària.
Si un fabricant aconsegueix mantenir la mida del píxel en un sensor menor reduint la resolució, pot oferir una qualitat d'imatge molt propera a la de sensors més grans en certes condicions. Sobre el paper, si dos sensors tenen píxels idèntics i una tecnologia semblant, les diferències es concentraran sobretot en resolució i rang dinàmic.
Estudis de rendiment a laboratoris independents mostren que la mida del sensor també està relacionada amb el rang dinàmic, és a dir, la capacitat per registrar detalls simultàniament en zones molt clares i molt fosques. Entre un sensor més petit (com Micro Quatre Terços) i un de més gran (com APS-C) hi sol haver al voltant d'un pas de diferència en rang dinàmic, cosa que es nota quan l'escena té molt de contrast.
A les xarxes socials i pantalles petites aquestes diferències es difuminen. Si cuideu l'exposició, l'enquadrament i el processament, moltes vegades és difícil distingir quina foto està feta amb un sensor de mòbil, un APS-C o un full frame simplement veient-la al telèfon. Però quan es tracta de recuperar ombres, imprimir gran o editar a fons, la mida de sensor i píxel es fa notar.
La moralitat és que no hi ha un format universalment superior. Cada mida de sensor té avantatges i desavantatges, i l'elecció depèn de les teves necessitats: portabilitat, pressupost, profunditat de camp, treball nocturn, ús professional o aficionat, etc. Al mòbil, aquest compromís encara és més evident per les fortes limitacions d'espai.
La fotografia mòbil davant de les càmeres “grans”
La fotografia amb smartphone es recolza molt més en la tecnologia digital que a la pura òptica. La imatge que veus a la pantalla és fruit de complexos algorismes que corregeixen distorsions, augmenten nitidesa, redueixen soroll, ajusten colors i, de vegades, combinen fotos múltiples per crear un resultat que, sense ajuda del programari, el diminut sensor no podria oferir.
A les càmeres tradicionals el suport físic era la pel·lícula química, on la imatge es formava mitjançant una reacció fotoquímica sobre halurs de plata. Avui, aquesta pel·lícula s'ha reemplaçat per sensors electrònics que capturen llum, però al mòbil la part electrònica i de processat té un pes encara més gran.
A la pràctica, les càmeres dels smartphones s'han guanyat un buit enorme. Gràcies a la fotografia computacional, un bon mòbil pot obtenir excel·lents resultats en escenes quotidianes i també en condicions de baixa llum, cosa impensable fa només uns anys. Maneres específiques com el retrat, la manera nit o l'HDR “intel·ligent” ja són part del dia a dia de milions d'usuaris.
Això no vol dir que el sensor del mòbil deixi de ser important. Al contrari: com millor sigui la base de maquinari (sensor més gran, píxels més grans, òptica més lluminosa), més fàcil ho tindrà el processador per fer la seva “màgia” sense caure en efectes artificials, aquarel·les o pèrdua de textura.
La càmera del mòbil segueix tenint limitacions clares per mida. No es poden muntar lents grans ni sistemes òptics complexos sense convertir el telèfon en un totxo, de manera que tot allò que no es pot resoldre físicament s'intenta solucionar amb programari. Aquí és on la mida del sensor, tot i ser petita davant d'una càmera, marca la diferència dins del propi segment mòbil.
Quina mida de sensor et convé segons com fas fotos
Triar la millor mida de sensor és més una qüestió dús que de teoria. No hi ha un únic format perfecte; hi ha combinacions de mida, resolució i tecnologia que encaixen millor amb unes necessitats o altres, tant si parlem de càmeres dedicades com de mòbils.
Si busques el màxim control sobre la profunditat de camp i la màxima resolució possible, els sensors de format complet continuen sent la referència. Permeten desenfocaments molt acusats, jugar amb diafragmes oberts sense perdre gaire detall a les cantonades i accedir a resolucions molt altes per a feines exigents.
Si prioritzes lleugeresa, mida contingut i bona profunditat de camp fins i tot amb obertures grans, el format Micro Quatre Terços resulta molt atractiu. Amb aquests sensors és més senzill tenir bona nitidesa de cantonada a cantonada i obtenir gran profunditat de camp sense necessitat de tancar molt el diafragma, una cosa pràctica en paisatge, viatge o vídeo.
Els sensors APS-C representen un terme mitjà molt raonable. Per a molts fotògrafs, és el format ideal per equilibri entre la qualitat, el cost i la mida de l'equip. No és tan voluminós com el full frame, però ofereix un rendiment molt sòlid, especialment amb sensors moderns i bon processament.
En el cas dels mòbils, la mida del sensor ve donada pel disseny, així que lusuari no tria tant el format com el model de telèfon. Aquí interessa fixar-se en si el fabricant especifica la mida del sensor, la mida del píxel (en micres) i si utilitza tecnologies com a agrupament de píxels (binning) o sensors de tipus Quad Bayer per millorar el rendiment amb poca llum.
En el dia a dia, per compartir a les xarxes o veure a la pantalla, un bon mòbil amb un sensor relativament gran dins de la seva categoria i una fotografia computacional ben treballada pot cobrir sobradament les necessitats de la majoria. La diferència amb una càmera gran es nota quan se n'exigeix més: ampliacions grans, retallades extremes o escenes molt contrastades i complexes.
Al final, el sensor del mòbil és una baula més dins un sistema on intervenen l'òptica, el processador, els algorismes i, és clar, l'ull del fotògraf. Saber quin paper juga la seva mida i la mida dels píxels et permet entendre millor per què unes càmeres rendeixen millor que altres i què pots esperar del teu telèfon intel·ligent en diferents situacions de llum.
