اغلب گوشی‌های سطح بالای امروزی به دوربین چندگانه مجهز هستند که شامل لنزهای فوق عریض و تله فوتو در کنار لنز استاندارد عریض می‌شود. برخی از این گوشی‌ها همچنین دارای حسگر ماکرو و سایر حسگرهای مخصوص بهبود در فیلم برداری هستند. علاوه بر این، می‌توان به برخی حسگرهای متفاوت دیگر مانند حسگر ToF برای محاسبه فاصله تا اجسام و فلش LED اشاره کرد. معمولا کل ماژول دوربین با روکش محافظ یاقوت (سافایر) یا شیشه‌ای پوشانده می‌شود تا این حسگرهای اپتیکال در مقابل ضربه و آلودگی محافظت شوند.

این روکش باید قادر باشد از حسگرها در مقابل ضربه هم محافظت کند و به همین خاطر باید بادوام باشد و بتوان آن را به راحتی تمیز کرد. از طرف دیگر هم باید بسیار نازک باشد تا انتقال نور به حسگرها به خوبی انجام شود. این قطعه شیشه‌ای ممکن است ابتدا چندان مهم به نظر نرسد اما می‌تواند تاثیر بسیار زیادی بر کیفیت تصاویر و ویدیوهای ثبت شده بگذارد؛ مخصوصا اگر دچار آسیب شده باشد!

حتی مقاوم‌ترین نوع پوشش هم ممکن است در خلال استفاده روزمره کاربر، دچار خراشیدگی شود. وبسایت بنچمارک دوربین DxOMark در همین زمینه آزمایشی اجرا کرده است تا نشان دهد که پوشش شیشه‌ای روی ماژول دوربین در صورت آسیب دیدگی و خراش ممکن است چقدر روی تصاویر و ویدیوها تاثیر منفی بگذارد. در این آزمایش از دو گوشی یکسان استفاده شده است که روکش ماژول یکی از آن‌ها در وضعیت کاملا سالم قرار دارد و روکش دوربین در مدل دیگر دچار خراشیدگی شده است.

از میان همه مشکلات احتمالی، مشخصا انتظار می‌رفت که شاهد تاثیر نور زیاد در ماژول آسیب دیده باشیم. این وضعیت موسوم به Flare با تابش دسته نور و بازتاب درونی ماژول ایجاد می‌شود. عوامل گوناگونی ممکن است باعث به وجود امدن این وضعیت شود که در میان آن‌ها می‌توانیم  به خراشیدگی، گرد و غبار روی لنز، نبود روکش ضد بازتاب یا چینش نادرست لنزها اشاره کنیم. این وضعیت همچنین در لنزهای فوق عریض بسیار مشهود است زیرا این لنزها بیشتر از لنزهای کشیده در معرض تابش نور خورشید هستند.

Flare معمولا خودش را به شکل اثر تار شدن تصویر نشان می‌دهد. حتی ممکن است در نتیجه Flare شاهد تصاویر حلقه‌ای مبهم وتار در سرتاسر تصویر باشیم.

دوربین اصلی

از آنجا که دو گوشی هوشمند یکسان در این آزمایش استفاده شده است، شاهد یکسانی در بخش‌های مختلف ازجمله کیفیت کلی تصویر، فوکوس خودکار، نویز در بافت و تعادل نور سفید هستیم. از طرفی میزان صاف بودن پوست سوژه، تضاد نور و اکسپوژر ممکن است تحت تاثیر خراشیدگی پوشش لنز قرار گیرد. این تفاوت مخصوصا در شرایط با نور کم یا صحنه‌هایی که نور از پشت سوژه تابانده می‌شود، بیشتر است.

در این تصویر پرتره که نورپردازی یکسان دارد، شاهد هستیم که تفاوت معناداری در بافت و نویز میان این دو دستگاه دیده نمی‌شود.

به همین شکل در تصاویر منظره که منبع نور پشت دوربین قرار دارد، تعادل نور سفید و دقت رنگ‌ها تقریبا یکسان به نظر می‌رسد. این موضوع برای اکسپوژر هم صدق می‌کند.

همان طور که گفتیم، تاثیر خراشیدگی پوشش لنز زمانی خودش را بیشتر نشان می‌دهد که شرایط نور تصویر مناسب نباشد؛ برای مثال صحنه‌هایی با تضاد نور بالا یا منبع نور پشت سر سوژه‌ها. در پرتره‌های زیر به خوبی می‌توان چندین flare را مشاهده کرد. در تصویر ثبت شده توسط ماژول آسیب دیده مشاهده می‌کنید که تضاد نور در چهره شخص بسیار کم است و میزان شفافیت  پوست هم دچار مشکل شده است. سوژه سمت چپ در تصویر را مشاهده کنید.

تاری و بهم ریختگی نور مشخص‌ترین تفاوت را میان این دو ماژول به نمایش می‌گذارد. به تصویر سمت چپ توجه کنید.

در تصاویری که در فضای بسته ثبت شده است، Flare مخصوصا دور منابع نوری دیده می‌شود. اما نکته جالب دیگر، شکل و جهت دسته‌های نور است. Flareهای بسیار قوی در این تصویر، هم راستای خراشیدگی روی ماژول هستند. درواقع به خوبی دیده می‌شود که علت این تغییر جهت نور در تصویر، خراشیدگی رو ماژول دوربین و جهت خطوط آن است.

همین تاثیر مخصوصا در تصاویری دیده می‌شود که مانند تصاویر زیر در نور شب ثبت شده‌اند. به پخش نور اطراف چراغ پارک توجه کنید که در مازول آسیب دیده چقدر زیاد است. همچنین می‌توانیم مشاهده کنیم که دسته نور در این منظره همان محوری را دنبال می‌کند که در تصویر پرتره بالایی هم طبق خطوط خراشیدگی ماژول دوربین پیش آورده بود. علاوه بر این، جزئیات کمتری در تصویر سمت چپ ثبت شده و سایه بیشتری در بخش‌های تاریک منظره ایجاد شده است. حتی آسمان هم به طرز معناداری تیره‌تر می‌شود که نتیجه تاثیر Flare بر تضاد نور تصویر است.

حالا می‌خواهیم ببینیم که این تاثیرات واقعی چگونه با قیاس Flare قابل سنجش می‌شوند. بنچمارک DXoMark از ابزار Analyzer Flare خود استفاده کرده است. یک منبع نوری خارجی، دوربین را در سه محور افقی، عمودی و قطری اسکن می‌کند. نتیجه آزمایش را می‌توانید در ادامه مشاهده کنید و همانطور که انتظار می‌رفت، خراشیدگی‌ها باعث از بین رفتن کنتراست نور محلی می‌شود.

در یک آزمایش دیگر از این ابزار در حالی استفاده شده که تنها منبع نوری، خارجی بوده است. اگر به طور نظری طراحی و چینش لنزها بدون نقص باشد، در حالی که منبع نور خارج از میدان دید قرار گیرد، هیچ نوری نباید در حسگر دیده شود. در نتیجه بنچمارک که زیر مشاهده می‌کنید، منبع نور نزدیک گوشه چپ پایین قرار دارد و همچنان خارج از میدان دید است. همچنان برخلاف نتیجه دوربین سالم، شاهد بازتاب نور زیادی در دوربین آسیب دیده هستیم که در نقشه آن هم به رنگ آبی دیده می‌شود.

حتی در بدترین موارد هم مانند آنچه در نمودار فوق شاهد هستیم، دوربین سالم قادر است بیشتر از ماژول آسیب دیده از بازتاب بیش از حد نور جلوگیری کند. در صحنه‌های طبیعی مانند تصویر زیر، کنتراست نور تاحدودی از بین رفته است و تاثیر آن مخصوصا در بخش آسیب دیده به چشم می‌خورد. در برخی موارد هم این تاثیر به قدری زیاد است که امکان تشخیص چهره برای نرم افزار دوربین وجود ندارد. بدین ترتیب پردازش تصویری در تصاویر پرتره نمی‌تواند بهینه عمل کند.

می‌توانیم این تاثیر را مخصوصا در تصویری مشاهده کنیم که منبع نور آن پشت سوژه قرار دارد. در این تصویر، کنتراست نور در گوشه بالا سمت چپ از بین رفته است و تاثیر آن بیشتر در ماژول آسیب دیده به نظر می‌رسد. در همین حال Flare به وجود آمده در گوشه پایین سمت راست در هر دو تصویر تقریبا یکسان است.

در نمودار زیر، تاثیر Flare با توجه به موقعیت منبع نور سنجیده شده است. در این نمودار صفر درجه نشان دهنده منبع نور در میانه تصویر است. برای هر موقعیت منبع نور این میزان بازتاب نامناسب نور یا همان Flare محاسبه شده است. در این آزمایش مخصوصا بر مواردی تمرکز شده که منبع نوری خارج از میدان دید بوده است. مشاهده می‌شود که به طور میانگین، میزان تضعیف پخش دسته نور در هر دو گوشی تقریبا مشابه است هرچند که در گوشی با ماژول آسیب دیده کمی بدتر است. از طرفی هم این نرخ مخصوصا زمانی خودش را بدتر و متفاوت‌تر نشان می‌دهد که منبع بازتاب نور محیط به میدان دید نزدیک می‌شود.

دوربین‌های تله فوتو و فوق عریض و وضعیت Bokeh Effect

همه این تصاویر مقایسه با دو گوشی هوآوی P40 Pro ثبت و جمع آوری شده است؛ اما در وضعیت‌هایی مانند استفاده از دوربین فوق عریض و تله فوتو یا فیلم برداری با ماژول اصلی به طور کلی شاهد تاثیر تقریبا یکسانی هستیم.

در وضعیت Bokeh خراشیدگی تاثیری بر توانایی دوربین در عمق تصویر ندارد. اما تصویر bokeh همان Flare و پخش نامتعادل نوری را نشان می‌دهد که بالاتر هم در تصاویر پرتره دیده بودیم.

تصاویر در حالت فوق عریض هم بسیار شبیه به تصاویر ماژول اصلی هستند اما Flare بیشتر و کنتراست کمتری در دوربین آسیب دیده وجود دارد.

این پرتره ۹۰ میلی متری همان کنتراست پایین را نشان می‌دهد که پرتره‌های با نور پشت سر هم شاهدش بودیم. البته وقتی سوژه بخش بیشتری از قاب تصویر را اشغال می‌کند، تاثیر آن چشمگیرتر است.

فیلم برداری

در ضبط ویدیو هم شاهد همان تفاوت‌های موجود در تصاویر ثابت هستیم و حتی می‌توانیم بگوییم که پخش نور منبع تابش در تصویر، مخصوصا در دوربین آسیب دیده چشمگیرتر است. اما خوشبختانه فوکوس خودکار، بافت اشیا و سوژه‌ها و نویز درگیر این مشکل نمی‌شود و در هر دو دوربین تقریبا یکسان است.

مشکل اصلی همان Flare یا پخش نور و تار شدن است

با توجه به همه نمونه‌هایی که در بالا وجود دارد، می‌توان اینگونه نتیجه گرفت که بسیاری از امکانات دوربین در هر دو ماژول یکسان است و تحت تاثیر خراشیدگی قرار نمی‌گیرد. برای مثال، خراشیدگی ماژول باعث کاهش چشمگیر جزئیات تصویر یا افزایش نویز نمی‌شود و سیستم فوکوس خودکار و محاسبه عمق تصویر را هم تحت تاثیر قرار نمی‌دهد.

از طرف دیگر، این نمونه‌ها و نمودارها نشان می‌دهد که خراشیدگی روی لنز باعث پخش نامتعادل نور و تار شدن بخش‌هایی از تصویر می‌شود. این تاثیر مخصوصا زمانی آزاردهنده می‌شود که منبع نور پشت سوژه قرار گرفته باشد و کیفیت تصویر را به شکل چشمگیری کاهش می‌دهد. با توجه به آزمون‌های DxOMark نتیجه بخش‌های Photo، Zoom، Video با توجه به میزان آسیب دیدگی روکش لنز تقریبا از ۵ تا ۱۰ امتیاز متفاوت می‌شود. تاثیر خراشیدگی روکش ماژول دوربین در بازتاب نامناسب نور روی اکسپوژر و رنگ تصویر به وضوح دیده می‌شود.

باید به این نکته مهم هم اشاره کنیم که گاهی کثیف شدن لنز دوربین گوشی می‌تواند بر کنتراست تصاویر تاثیر منفی معادل خراشیدگی بگذارد. تصویر زیر سمت راست با لنز کثیف ثبت شده است. همانطور که مشاهده می‌کنید، نتیجه ثبت تصویر با لنز کثیف بسیار شبیه به تصویر ثبت شده با لنز آسیب دیده است.