Se qualcuno dai primi giorni dei cellulari dovesse saltare ai giorni nostri, potrebbe essere confuso dal fatto che una delle funzionalità a cui teniamo di più sui nostri telefoni siano le fotocamere. 

Le prime fotocamere dei telefoni erano assolutamente orribili, ma la possibilità di avere una fotocamera con te ovunque tu vada le rese rapidamente estremamente popolari. I produttori hanno quindi riversato una fortuna assoluta nello sviluppo delle fotocamere e ora abbiamo telefoni con fotocamere che possono dare una corsa alle fotocamere professionali per i loro soldi. Almeno nelle giuste condizioni. 

Tuttavia, una cosa che attualmente hanno relativamente poche fotocamere per smartphone è lo zoom ottico. Tuttavia, col passare del tempo inizierai a vederlo in più nuovi telefoni. Il che^(Which) rende il momento giusto per discutere la questione dello zoom ottico rispetto a quello digitale.

Che cos'è "Zoom"?

Probabilmente sai già cos'è lo zoom della fotocamera. Almeno, sai cosa fa. "Zoom" è una funzione che fa apparire vicino un soggetto nella foto che è lontano. L'effetto sulla foto è essenzialmente di riformularla facendo in modo che l'oggetto o la persona riempia più spazio.

Esistono diversi modi per ottenere questo effetto, ma la maggior parte delle fotocamere degli smartphone utilizza un metodo chiamato zoom digitale. Per capire in che modo lo zoom ottico è diverso dal metodo di zoom digitale che utilizziamo attualmente, dovremo prima spiegare lo zoom digitale poiché è attualmente utilizzato nella stragrande maggioranza dei telefoni.

Lo fanno tutti: Zoom digitale

Lo zoom digitale^(Digital) è praticamente la stessa cosa che ritagliare e ridimensionare una foto in un'applicazione come PhotoShop . La differenza principale è che lo stai facendo dal vivo, mentre scatti una foto o realizzi un video. Allora qual è il problema? Tutto si riduce ai pixel. Da^(Which) dove viene il "digitale" nello zoom digitale.

Quando ingrandisci un'immagine digitale, diventa più "pixelata". Questo perché hai una scorta fissa di pixel. L'unico modo per ingrandire è ingrandire i pixel. L'immagine diventa più sgranata, più grossa e finisce con un'immagine a bassa fedeltà.

Sembra quindi un po' un disastro per gli smartphone, ma nel corso degli anni i produttori di smartphone hanno sviluppato vari trucchi per rendere meno problematici gli effetti della pixelizzazione sulle immagini ingrandite digitalmente. Dal momento che le fotocamere dei telefoni moderni hanno sensori in grado di catturare molti più pixel di quelli normalmente necessari alla maggior parte delle persone. Quindi, puoi ritagliare^(crop) una sezione della risoluzione completa del sensore senza perdere la qualità. 

Va benissimo se vuoi catturare un'istantanea adatta ai social media , ma se vuoi scattare una foto alla piena risoluzione della tua fotocamera, non puoi ingrandire nessuna parte senza perdere i dettagli. 

Alla maggior parte delle persone probabilmente non interessa avere immagini enormi a piena risoluzione che non possono comunque essere caricate su FaceBook o InstaGram con la loro vera qualità. Tuttavia, sempre più persone prendono molto sul serio la fotografia da smartphone. Ciò^(Which) significa che esiste un mercato per soluzioni più premium. Ed è qui che^(Which) entra in gioco lo zoom ottico. 

Gioco di parole totalmente inteso.

Luce di flessione: zoom ottico

Lo zoom ottico è semplicemente un metodo di zoom che utilizza la luce per ingrandire un'immagine. Funziona come una lente d'ingrandimento, piegando la luce attraverso il mezzo ottico (l'obiettivo) per creare un'immagine più grande.

In una fotocamera dedicata, come una DSLR (fotocamera reflex digitale a obiettivo singolo), hai gruppi di obiettivi di grandi dimensioni che possono ingrandire spostando fisicamente l'obiettivo avanti e indietro. Questo cambia la lunghezza focale tra l'obiettivo e il sensore della fotocamera. Proiezione di un'immagine ingrandita nell'intero sensore.

Come probabilmente puoi capire dal modo in cui funziona, ciò significa che l'immagine ingrandita proiettata attraverso l'obiettivo copre l'intero sensore a piena risoluzione alla luce. Ciò significa che l'immagine ingrandita ha esattamente lo stesso livello di dettaglio dell'immagine intera su una fotocamera con solo zoom digitale. È davvero un ingrandimento dell'immagine senza perdita di dati.

Lo zoom^{(Zoom Is Hard)} ottico è difficile in uno smartphone

Raggiungere lo zoom ottico in uno smartphone non è cosa da poco. Non puoi davvero avere un enorme gruppo obiettivo motorizzato sul retro del telefono. Anche se questo è stato effettivamente tentato. Ad esempio, il Samsung Galaxy S4 Zoom era essenzialmente uno smartphone con una fotocamera digitale compatta incollata sul retro. Dai un'occhiata a questo:

Chiaramente non è qualcosa che puoi semplicemente infilare in tasca, motivo per cui questo approccio non ha mai preso piede. Invece, gli smartphone moderni attaccano semplicemente un mucchio di fotocamere sul retro dei nostri telefoni. Ogni fotocamera ha un intervallo di lunghezza focale diverso, quindi quando aggiungi tutte le fotocamere insieme, ottieni un intervallo di zoom ottico.

Questo non è lo stesso di avere, ad esempio, un grande teleobiettivo su una DSLR . Questo perché puoi spostare la lunghezza focale del teleobiettivo per mettere a fuoco l'immagine a diversi livelli di zoom sullo stesso sensore. Il problema è che la maggior parte delle configurazioni di smartphone multi-camera hanno sensori diversi per ogni obiettivo. La fotocamera principale di solito ha il sensore più grande con il numero di pixel più alto. Con le fotocamere grandangolari e teleobiettive dotate di sensori più piccoli ed economici.

Questo non nega l'intero punto? In^(Well) un certo senso lo fa, ma una configurazione multi-camera offre comunque la migliore gamma di zoom di alta qualità su un telefono. Gli ingegneri hanno escogitato modi per combinare questi diversi approcci per ingrandire qualcosa che è più grande della somma delle sue parti.

Il meglio di entrambi i mondi: Zoom ibrido

I cosiddetti sistemi di zoom "ibridi" utilizzano le capacità ottiche delle telecamere di bordo insieme allo zoom digitale e a qualcosa noto come "fotografia computazionale".

La fotografia computazionale^{(Computational)} si riferisce a un insieme di tecniche software che utilizzano l'intelligenza artificiale e altri metodi matematici fantasiosi per modificare e migliorare le immagini che la fotocamera può catturare. Ad esempio, l'intelligenza artificiale^{(artificial intelligence)} può aumentare la risoluzione di un'immagine "immaginando" come sarebbe a una risoluzione più alta. 

Potrebbe sembrare una magia, ma in realtà funziona abbastanza bene nella maggior parte dei casi. Tecniche software^(Software) come queste possono anche aiutare a combinare le diverse immagini delle fotocamere integrate per migliorare i dettagli della foto all'estremità superiore della gamma di zoom ottico. Anche quando entra in gioco lo zoom digitale, tutte queste fonti di dati immagine e algoritmi software intelligenti possono creare immagini davvero straordinarie.

Dovresti preoccuparti dello zoom ottico^{(Optical Zoom)} in uno smartphone^{(A Smartphone)} ?

Gli smartphone di fascia alta come l' iPhone 12 hanno una buona gamma di zoom ottico. Non è davvero un "teleobiettivo" con uno sforzo di immaginazione, ma generalmente puoi aspettarti un aumento delle dimensioni dell'immagine da 2x a 2,5x senza pixel. Questo è perfetto per i casi d'uso tipici come scattare una foto di qualcosa di abbastanza vicino, a cui non puoi avvicinarti fisicamente.

È sicuramente una bella funzionalità da avere, ma la stragrande maggioranza degli utenti sarà perfettamente soddisfatta dello zoom digitale. Soprattutto se potenziato con una bella dose di intelligenza artificiale. Se i telefoni iniziassero a offrire gamme di zoom ottico superiori a 2,5x alla stessa risoluzione del sensore principale, sarebbe ora di sedersi e prenderne atto. Tuttavia, al momento in cui scriviamo, non è una funzionalità che dovrebbe influenzare la tua decisione di acquisto.

What Is Optical vs Digital Zoom on a Smartphone?

If someone from the еarly days of cellphones werе to jυmp to thе present day, they might be confused that one of the features we care most about on our phones are cameras. 

Early phone cameras were absolutely awful, but the ability to have a camera with you wherever you go, quickly made them extremely popular. Manufacturers have thus been pouring an absolute fortune into camera development and now we have phones with cameras that can give professional cameras a run for their money. At least under the right conditions. 

One thing that relatively few smartphone cameras currently have however, is optical zoom. However, you’ll however start to see it in more new phones as time goes by. Which makes it the right time to discuss the issue of optical vs digital zoom.

What Is “Zoom”?

You probably already know what camera zoom is. At least, you know what it does. “Zooming” is a function that makes a subject in your photo who is far away appear close by. The effect on the photo is to essentially reframe it by making the object or person fill more of the space.

There are different ways of achieving this effect, but most smartphone cameras use a method called digital zoom. To understand how optical zoom is different from the digital zoom method we currently use, we’ll first have to explain digital zoom as it’s currently used in the vast majority of phones.

Everyone’s Doing It: Digital Zoom

Digital zoom is pretty much the same thing as cropping and resizing a photo in an application like PhotoShop. The main difference is that you’re doing it live, while taking a photo or making a video. So what’s the big deal? It all comes down to pixels. Which is where the “digital” in digital zoom comes from.

When you enlarge a digital image, it becomes more “pixelated”. That’s because you have a fixed supply of pixels. The only way to zoom is to make the pixels larger. The image becomes grainier, chunker and ends up with a low-fidelity image.

That sounds like a bit of a disaster then for smartphones, but various tricks have been developed by smartphone manufacturers over the years to make the effects of pixelation on digitally-zoomed images less of a problem. Since the cameras on modern phones have sensors capable of capturing many more pixels than most people typically need. So, you can crop to a section of the full sensor resolution without losing any quality. 

That’s perfectly fine if you want to capture a snapshot suitable for social media, but if you want to take a photo at the full resolution of your camera, you can’t zoom into any part of it without losing detail. 

Most people probably don’t care to have massive, full-resolution images that can’t be uploaded to FaceBook or InstaGram at their true quality anyway. However, more and more people are taking smartphone photography very seriously. Which means there’s a market for more premium solutions. Which is where optical zoom comes into the picture. 

Pun totally intended.

Bending Light: Optical Zoom

Optical zoom is simply a method of zoom that uses light to enlarge an image. It works the same as a magnifying glass, bending light through the optical medium (the lens) to create a larger image.

In a dedicated camera, such as a DSLR (digital single-lens reflex camera), you have large lens assemblies that can zoom by physically moving the lens back and forth. This changes the focal length between the lens and the camera sensor. Projecting an enlarged image into the entire sensor.

As you can probably tell from the way it works, this means that the enlarged image projected through the lens covers the entire, full-resolution sensor in light. That means the zoomed-in image has exactly as much detail as the full image on a camera with only digital zoom. It’s truly lossless image magnification.

Optical Zoom Is Hard in a Smartphone

Achieving optical zoom in a smartphone is not a trivial matter. You can’t really have a huge motorized lens assembly on the back of the phone. Although, this has actually been attempted. For example, the Samsung Galaxy S4 Zoom was essentially a smartphone with a compact digital camera glued onto the back. Have a look at this:

Clearly that’s not something you can just slip into your pocket, which is why this approach never really caught on. Instead, modern smartphones simply stick a bunch of cameras onto the back of our phones. Each camera has a different focal length range, so when you add all the cameras together, you get an optical zoom range.

This is not the same as having, for example, a big telephoto lens on a DSLR. That’s because you can move the focal length of the telephoto lens to focus the image at different zoom levels onto the same sensor. The problem is that most multi-camera smartphone setups have different sensors for each lens. The main camera usually has the largest sensor with the highest pixel count. With the wide-angle and telephoto cameras sporting smaller, cheaper sensors.

Doesn’t this negate the entire point? Well in some sense it does, but a multi-camera setup still offers the best high-quality zoom range on a phone. Engineers have come up with ways of combining these different approaches to zoom into something that’s greater than the sum of its parts.

Best Of Both Worlds: Hybrid Zoom

So-called “hybrid” zoom systems use the optical abilities of onboard cameras along with digital zoom and something known as “computational photography”.

Computational photography refers to a set of software techniques that use artificial intelligence and other fancy mathematical methods to change and enhance the images that the camera can capture. For example, artificial intelligence can increase the resolution of an image by “imagining” what it would look like at a higher resolution. 

It might sound like magic, but it actually works pretty well in most cases. Software techniques like these can also help combine the different images from the cameras onboard to enhance the details of the photo at the higher end of the optical zoom range. Even when digital zoom comes into play, all these sources of image data and smart software algorithms can create some pretty stunning images.

Should You Care About Optical Zoom In A Smartphone?

High-end smartphones like the iPhone 12 have a good optical zoom range. It’s not really “telephoto” by any stretch of the imagination, but you can generally expect 2x to 2.5x image size increase with no pixelation. This is perfect for typical use cases such as taking a photo of something reasonably close, which you can’t get physically closer to.

It’s certainly a nice feature to have, but the vast majority of users are going to be perfectly happy with digital zoom. Especially when enhanced with a nice dollop of artificial intelligence. If phones start to offer optical zoom ranges above 2.5x at the same resolution as the main sensor, it would be time to sit up and take notice. However, at the time of writing, it’s not a feature that should affect your purchasing decision.

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