Como funciona a câmera de 41 megapixels do Lumia 1020?

Como esperado, a Nokia anunciou o Lumia 1020, um Windows Phone com câmera de 41 MP que promete tirar belas fotos, com nível de detalhamento muito acima dos concorrentes. E isso não apenas em condições favoráveis de iluminação: algumas características do Lumia 1020 fazem com que ele tenha potencial para capturar imagens com baixo nível de ruídos e sem borrões mesmo durante a noite.

Mas para que servem tantos megapixels numa câmera de celular?

Como funciona o tal do oversampling

A ideia não é apenas tirar fotos enormes ou impressionar com um número gigante. Na verdade, a maioria das vantagens da câmera do Lumia 1020 está baseada numa técnica chamada oversampling. Sabe a interpolação, aquela mágica que faz a Tekpix com sensor precário de 5 MP gerar fotos embaçadas de 12 MP? Oversampling é basicamente isso, só que ao contrário.

No caso do Lumia 1020, o processo de oversampling combina grupos de sete pixels em um “super-pixel”, que mantém praticamente todos os detalhes da imagem, mas filtra o ruído. Na prática, isso significa que as fotos originais de 38 MP (7136×5360 pixels, em formato 4:3) ou 34 MP (7712×4352 pixels, em formato 16:9) são reduzidas para uma imagem de 5 MP com alto nível de detalhamento.

Foto de 5 MP comum (à esquerda) e uma foto de 5 MP gerada a partir de oversampling (à direita)

Com oversampling, é claro que as fotos de 5 MP tiradas pelo Lumia 1020 serão mais nítidas e detalhadas do que se fossem capturadas por uma câmera com sensor de apenas 5 MP. Mas por que a Nokia escolheu essa resolução? A finlandesa diz que 5 MP é um bom tamanho para que a foto seja facilmente compartilhada e também impressa numa folha de papel A3. Além disso, há outra característica importante: o zoom.

Zoom mantendo a definição da imagem

Você deve saber que o zoom óptico é muito superior ao digital. Enquanto o primeiro amplia verdadeiramente a imagem, usando o sistema de lentes da câmera, o segundo é apenas um processamento por software, que consiste em esticar a foto e depois cortá-la, algo que você poderia fazer sozinho até mesmo no Paint. Esse processo do zoom digital prejudica a nitidez da foto.

Como os smartphones precisam ser compactos, as fabricantes não colocam zoom óptico em seus aparelhos para que eles não fiquem muito espessos ou tenham formato bizarro. Mas o Lumia 1020 tem sensor de 41 MP, então ele não precisa esticar a imagem para gerar uma foto de 5 MP com zoom até certo ponto. Isso é mais vantajoso na hora de filmar: 1080p ou 720p são bem menores que 41 MP, o que permite ampliar um objeto sem perder definição.

Ao tirar uma foto de 5 MP, é possível dar zoom de até 3x no Lumia 1020 sem prejudicar a qualidade da imagem. O valor chega a 4x durante a gravação de vídeo em 1080p ou 6x quando o filme possuir resolução de 720p. Você até pode ampliar mais que isso, mas começará a perder definição de imagem, o que não é muito vantajoso.

Pixels demais podem causar problemas

Um dos problemas de colocar muitos megapixels em um sensor de imagem é que a interferência eletromagnética fica maior, o que inevitavelmente aumenta o ruído. Diferentemente das telas, quanto menor for a densidade de pixels do sensor de imagem, melhor. Em favor do baixo ruído, a HTC colocou um sensor de apenas 4 MP no HTC One, por exemplo.

Para minimizar o problema do ruído, o sensor do Lumia 1020 possui tamanho de 1/1,5 polegada, que é de três a cinco vezes maior que os usados nos smartphones concorrentes, segundo a Nokia. Obviamente, ele é bem menor que um sensor APS-C da maioria das DSLRs, mas é maior que o de qualquer câmera compacta voltada para o consumidor final.

Com um sensor de imagem fisicamente maior, a Nokia consegue manter boa densidade de pixels no Lumia 1020, além de contar com a ajuda do oversampling (olha ele de novo!) para reduzir o ruído nas fotos de 5 MP.

O desafio de tirar fotos noturnas

Qualquer câmera consegue (ou pelo menos deveria) tirar fotos boas quando as condições de iluminação são favoráveis. O mesmo não acontece em ambientes escuros. As câmeras precisam captar luz para registrar uma foto; quando não há luz suficiente, é necessário fazer alguns ajustes que podem acabar prejudicando a qualidade da foto. Se você entende de teoria de fotografia, pode pular para o final. Caso contrário, fique aqui!

O Lumia 1020 tem seis lentes Carl Zeiss, sendo cinco de plástico e uma de vidro

Em uma câmera DSLR, ou alguma que permita configurações manuais, o primeiro ajuste a se fazer ao tirar uma foto em ambiente com pouca iluminação é aumentar a abertura da lente. Quanto maior a abertura, mais luz chega ao sensor.

Se a abertura máxima da lente não for suficiente, é necessário deixar o tempo de exposição mais longo. Isso fará com que o obturador fique aberto por mais tempo, o que também faz o sensor captar mais luz, mas tem um efeito colateral: quanto maior o tempo de exposição, maior a possibilidade de você tirar fotos tremidas. É por isso que os tripés são úteis para tirar fotos noturnas.

Ele também possui um obturador mecânico

Como você não pode aumentar muito o tempo de exposição, resta a alternativa de aumentar o ISO. Isso vai aumentar a sensibilidade do sensor à luz, o que é ótimo, mas também possui um efeito negativo: quanto maior o ISO, maior a quantidade de ruído na imagem. Por isso, para tirar fotos bem detalhadas, o melhor é colocar o ISO no mínimo possível.

Para melhorar as fotos noturnas, a Nokia colocou uma lente relativamente luminosa no Lumia 1020, com abertura constante de f/2,2, permitindo que bastante luz chegue ao sensor. O sensor do Lumia 1020 é retroiluminado, o que na prática significa que ele consegue captar mais luz em relação aos sensores de iluminação frontal, normalmente usados em celulares de baixo custo.

Com mais luz chegando ao sensor do Lumia 1020, é menos necessário aumentar o tempo de exposição, o que poderia gerar fotos tremidas. No entanto, o aparelho tem estabilização óptica (o conjunto de lentes se mexe para neutralizar o movimento natural das nossas mãos), então é possível deixar o tempo de exposição um pouco maior, mantendo a nitidez da foto. Isso também permite que o ISO seja mais baixo, diminuindo os ruídos.

Essas bolinhas minúsculas ajudam a estabilizar as lentes

Em último caso, o Lumia 1020 tem flash de xenon, que consegue iluminar o ambiente melhor que um flash LED. Flash é uma coisa que não me agrada muito (quando preciso dele, prefiro nem bater a foto), mas pode ajudar bastante em condições extremas.

Evidentemente, a Nokia não é a primeira a pensar nessas “mágicas”, nem inventou a maioria dessas tecnologias, como o sensor retroiluminado ou a estabilização óptica. Outras fabricantes também possuem acesso a elas. Mas, a julgar pelas fotos noturnas que o Lumia 920 conseguia fazer, dá para dizer que os finlandeses estão fazendo um bom trabalho.

Nem só de fotografia vive o homem

Quando estamos falando de câmeras de smartphones, gravar vídeos com boa qualidade é tão importante quanto tirar fotos bem definidas. O Lumia 1020 possui o Nokia Rich Recording, uma tecnologia que melhora não a qualidade do vídeo, mas especificamente do som.

Confesso que não entendo muito de áudio, então vou me limitar a reproduzir as informações e os exemplos divulgados pela Nokia.

A ideia do Nokia Rich Recording é aparentemente simples. Quando você tenta filmar num local muito barulhento e com forte presença de graves, como um show de banda de rock, é normal que o áudio fique distorcido: o nível de volume é tão alto que o microfone chega ao limite e não consegue captar todos os detalhes. Os dois microfones do Lumia 1020 suportam até seis vezes mais pressão de som em relação aos smartphones convencionais, o que permite a gravação de agudos claros e graves profundos.

No Lumia 1020, há um filtro de áudio com três níveis. O padrão aplica um efeito para reduzir o nível de sons graves (entre 0 e 200 Hz), o que balanceia o áudio, evitando distorções como no caso citado acima. O nível Strong tenta eliminar ruídos do vento, para captar melhor o som ao ar livre. Por fim, o Off deixa o som puro, algo que pode ser útil para quem prefere editar o som por conta própria.

Então o Lumia 1020 vai ser um sucesso de vendas?

O Lumia 1020 ainda vai demorar alguns meses para chegar ao Brasil e a Nokia ainda não divulga informações importantes, como o preço, então o que eu disser será puro achismo.

Sinceramente, duvido que o Lumia 1020 venda milhões: assim como o Nokia 808 PureView, ele parece ser um produto de nicho, para apaixonados por fotografia, que exigem a máxima qualidade de foto num smartphone. Câmeras como a do Lumia 920 são suficientemente boas para satisfazer a massa, além de serem mais baratas. O Lumia 925 está chegando, também no quarto trimestre, e certamente terá custo-benefício mais atraente para o público em geral. Nós brincamos com ele em primeira mão, aliás.

Esse é o mesmo motivo pelo qual acredito que as câmeras prosumer, como a Canon G1 X, possuem poucas vendas se comparadas com compactas baratas, como as Sony Cyber-shot, por exemplo. A qualidade da primeira é claramente superior, mas as do segundo grupo suprem muito bem as necessidades do grande público. E são mais baratas e compactas.

Vendendo milhões ou não, a Nokia está fazendo um bom trabalho em manter a sua imagem de “empresa que consegue fazer câmeras de celulares melhores que os concorrentes”, o que é importante: câmera não é o único fator a se considerar na hora de comprar um smartphone, mas é relevante. No entendimento do público, se a Nokia consegue fazer uma boa câmera cara, também deve colocar boas câmeras nos aparelhos mais baratos. E isso é ótimo para os lucros.

Fotos e ilustrações: Nokia.

Via: Tecnoblog