Калибр
В конце девяностых я много ошивался в конторе министерства обороны Израиля и не мог не заметить, что размеры компьютерных мониторов всяких там генералов и полковников точно соответствовали их званию. В смысле, получает офицер повышение, нашивают ему новую плюшку на плечо, и в тот же час день заменяют монитор в его кабинете на больший. Были среди них люди хорошие, интересные и разные. Некоторые много пользовались компьютером по назначению, а другие не умели его даже включить. Но каждый знал - чем больше в диагонали дюймов, тем лучше качество и тем дороже монитор. И каждый мог пройтись по поводу непременной зависти нижестоящих. Не все из них участвовали в этой игре с равной страстью, какой-нибудь полковник вполне мог относиться к своим честно заслуженным дюймам с иронией. Но система работает так, что если достаточному числу людей важен именно этот символ статуса, остальные вынуждены подыгрывать. В Израиле (и повсюду) вообще очень важно "не выглядеть фраером". Наверное, вначале просьбы о замене монитора были разумными, а потом люди стали обижаться в стиле "почему у него больше, чем у меня" и кто-то ввёл правило, чтобы уж без обид. Это хорошее правило - офицеры стараются, хотят получить повышение, чтобы все завидовали размеру их монитора.
Может быть, это у них атавизм со старых времён, когда генералов и адмиралов уважали сообразно калибру их пушек. И скорострельность, кстати, тогда тоже котировалась не меньше, чем теперь.
Не знаю, как там обстоят дела сегодня. Не удивлюсь, если капитанам выдают казённый айфон-4S (дисплей 3.5"), майорам - айфон-5 (4.0"), подполковникам - айпад-мини (7.9"), полковникам - айпад (9.7"), а что получают генерал-майоры, не смею даже вообразить. Наверняка любой капитан понимает в дисплеях больше меня.
С размером фотоаппаратов дело обстоит немного иначе. Тут самый популярный параметр - число пикселей. Вот, например, в первом айфоне их было два миллиона, потом стало три, потом пять, теперь их уже восемь, а скоро будет двенадцать или тринадцать.
Любителей чисел Фибоначчи следует тут огорчить - наша последовательность всего лишь экспоненциальная. Фотоаппаратчики приняли близко к сердцу закон Мура, а тут ещё какой-то талант заметил удивительное равенство: 1.25 х 1.25 х 1.28 = 2. Поэтому размер пикселя в фотоаппарате уменьшается вдвое каждые три поколения, очень удобно. А число пикселей в фотоаппарате данного размера каждые три такта увеличивается вчетверо, потому что пиксели квадратные.
Размер же всего фотосенсора в айфоне менялся всего один раз - от четверти дюйма перешли к трети. Это и понятно - места в телефоне мало, а запихнуть туда надо много всего. Уговорить начальников увеличить дырку для фотоаппарата трудно, а пикселей хочется всё больше - ну, как раньше хотели пушки всё большего размера.
Много пикселей нужно для того, чтобы в картинке видеть много подробностей. Подробности - главное в даре зрения взрослого человека, даже более важное, чем цвет. Посмотрите свежими глазами на хвойный лес, чьё-то лицо или что там вам нравится. Восторг от этого вида в основном получается от всех этих мелких деталей, от резких границ, от деликатной текстуры. Именно текстура делает доступное нам многообразие цвета таким богатым. Детям, смотрящим мультфильмы, бедность текстуры пытаются компенсировать насыщенными оттенками. Им нравится, но для нас это "плоско".
Но вот беда, для резкости недостаточно большого числа пикселей. Важен ещё размер оптики. Если оптика слишком маленькая, картинка выйдет размытой, как густо бы ни стояли пиксели. Например, наши глаза гораздо больше, чем мышиные, поэтому мы видим лучше. Сколько бы мышь ни пихала палочек и колбочек в свои глаза, ей не сравниться с нами остротой зрения. В мышиной голове просто нет места для глаз приличного размера. Мой им совет - эволюционировать в чебурашек. Вон, айфонщики это уже, кажется, усвоили.
Получается, что в фотоаппаратах лучше было бы мериться не мегапикселями, а дюймами. Ведь если новый фотоаппарат больше, то и пикселей в нём обычно больше. А если в новом фотоаппарате пикселей больше, а сам он не увеличился, или даже уменьшился, то хорошего в этом мало.
Например, в телефонах размер фотосенсоров обычно бывает треть или четверть дюйма, а бывает и меньше. Бывает и больше - в новой Нокии фотосенсор огромный для телефонного, почти целый дюйм. Мегапикселей в нём, правда, тоже много - целых 41, но главное - размер. А в отдельных от телефонов фотоаппаратах сенсор обычно - две трети дюйма, или полдюйма, или даже дюйм, а то и больше. Потому-то они обычно и лучше. Наши глаза, кстати, тоже размером почти в целый дюйм.
Там ещё много важных параметров. Например, мозги. Сырую картинку из фотоаппарата надо как следует обработать, чтобы получше показать то, что он наснимал. В некоторых фотоаппаратах это делают специальные умные чипы, практически целые маленькие компьютеры, со сложными и прекрасными алгоритмами внутри. А в других чипы попроще и результат тоже. Это легко понять - посмотрите, например, на страуса. Его глаз огромный - целых два дюйма. Но вот мозг у него совсем маленький - он целиком (~25 см^3) намного меньше, чем та часть нашего, которая заведует зрением (~160 см^3). Поэтому страус тоже не может видеть так хорошо, как мы. Даже, если в его большом глазу помещается отличная оптика и много палочек-колбочек, он просто не может сообразить, что же он такое видит. То есть, он прекрасно видит далёкие мелкие предметы. Но воспринимать широкую, сложную и богатую подробностями картинку ему трудно. Мозгов не хватает.
Но мозги не годятся, как символ статуса. Люди редко хвастаются числом умных транзисторов в фотоаппарате. Поэтому их увеличение и не стало у фотоаппаратчиков самоцелью, вроде числа пикселей. Наоборот, мы стараемся, чтобы алгоритмы были такими умными, чтобы они даже могли работать на сравнительно небольшом числе транзисторов.
Итак, всё дело в размере. Сенсор в две трети дюйма (как в "мыльницах" подороже) - намного больше, а значит, лучше, чем сенсор в одну треть (как в новых айфонах). Три такта разницы. Кстати, думаете, он ровно в два раза больше? Правильно. Но не потому, почему вы подумали.
Во-первых, многие думают, что две трети дюйма - это примерно 17 мм. И в целом они правы. Но не в фотоаппаратах. В далёкой древности, когда цифровых камер ещё не было, использовали стеклянные вакуумные трубки со вставленным в них светочувствительным экраном, который сканировался электронным пучком. Эдакий телевизор наоборот. В стеклянную трубку диаметром в две трети дюйма могли вставить экран с диагональю 11 мм. Древние трубки произвели на людей такое сильное впечатление, что до сих пор размер сенсоров в фотоаппаратах выражают в стеклянных дюймах, хотя никаких стеклянных трубок там уже лет тридцать, как нет. Если в вашем фотоаппарате сенсор в две трети дюйма, это значит, что его можно запихнуть в вакуумную трубку этого диаметра, если вам вдруг придёт в голову такая нелепая мысль. А сам сенсор - 11 мм по диагонали. Не 17.
Во вторых, стандартный стеклянный дюйм - не один. Их два. Если сенсор - полдюйма или больше, стеклянный дюйм равен 16 мм. А если меньше, то 18 мм. Почему - не знаю, наверное, в тонкие трубки было легче вставлять экраны. Значит, у сенсора в треть дюйма диагональ должна была быть 6 мм. Не 8.5, но и не 5.5. И вот поэтому на самом деле "треть дюйма" - сокращённое название 1/3.2". Понимаете, чтобы айфоновский сенсор был ровно вдвое меньше, чем 2/3", его делают 1/3.2". Значит, когда айфоновцы хвастаются размером своего сенсора в целую треть дюйма, они врут дважды. Во-первых, не дюйма, а стеклянно-трубочного дюйма. А во-вторых, не треть, а 1/3.2".
Зато четверть-дюймовый сенсор, как в первых айфонах - и вправду 1/4". Поэтому полудюймовый, который ровно вдвое его больше - на самом деле 1/1.8". Ну как тут простому человеку разобраться? Вот люди и продолжают мериться мегапикселями.
Размеры сенсоров меняются приблизительно в том же ритме вальса, что и размеры пикселей. Возьмём телефон, как пример. В телефоне выделяют дырку под какой-нибудь новый фотоаппарат. Например, в самом первом айфоне - четверть-дюймовую дырку под двухмегапиксельный фотоаппарат. Это значит, что размер пикселя там был 2.2 микрона. Это очень маленький пиксель (колбочки у нас в глазах - 2.25 микрона в самом густом месте). Проходит время, кто-то разрабатывает пиксель следующего поколения, 1.75 микрона, и соблазняет айфонщиков заменить двухмегапиксельный фотоаппарат на трёхмегапиксельный того же размера. Это гениально - оптику менять не надо, дырка та же, а пикселей для хвастливых генералов - больше. Картинка, правда, не резче, но ведь людям статус важнее качества.
Кто-то другой смотрит на это и говорит - ага! Если взять тот же пиксель, а число мегапикселей не увеличивать, то можно сделать новый двухмегапиксельный сенсор, для полковников. Он будет дешевле и меньше, освобождая драгоценное место для остального электро-барахла, а пикселей в нём будет столько же, сколько в старом айфоне. Вот так и получается, что размер сенсора вальсирует вслед за размером пикселя.
Проходит время, и айфонщикам удаётся выторговать дырку для второго фотоаппарата. Ма-аленькую. Всего одну седьмую дюйма. Наш генерал сможет смотреть не только на других, но и на себя, для этого много пикселей не нужно. Одновременно они (беспрецедентно) расширяют дырку для первого фотоаппарата с четверти до трети дюйма. Молодцы - картинка от этого получается лучше, конечно. Но главная причина другая - генералу уже мало трёх мегапикселей, ему надо пять. Это называется айфон-4.
Кто-то другой смотрит на это и говорит - ага! Возьмём-ка мы ма-аленький фотоаппарат, размером в одну седьмую дюйма, с их оптикой, но используем его не для того, чтобы люди снимали собственные морды, а как обычный фотоаппарат. Пикселей придётся туда напихать побольше, но ведь мы можем взять самые маленькие, вроде ихних, которые в их большом фотоаппарате. Так получился первый мегапиксельный фотоаппарат в одну седьмую дюйма, то есть (помните?) 2.5 мм.
Айфонщикам становится неудобно и они требуют пиксели ещё мельче - 1.4 микрона в большой камере, чтобы она стала восьмимегапиксельной (айфон-4S), а вторую камеру уплотняют в мегапиксельную, чтобы усы генерала были видны во всех подробностях (айфон-5). И так далее, конца этому не видно.
В 2003 году, когда фотоаппараты в телефонах только начинались, пиксели в 5.6 микрона казались маленькими. Всего мегапикселей тогда было 0.3, а размер сенсора уже тогда был четверть дюйма. Переход к пикселям поменьше был очень рискованным - ведь мелкие детали у них внутри меньше длины волны, свет туда не пойдёт, фотоаппараты будут подслеповатыми, цвета смешаются. Недаром ведь в наших глазах колбочки не становятся гуще уже вон сколько миллионов лет. С тех пор каждый раз, когда мы начинали новый пиксель, находились люди, считавшие, что теперь-то уж точно дальше нельзя. Это ведь не электроника, где уплотняй-не хочу, это оптика, а свет уплотнения не любит.
Но каждый раз всё как-то получалось, хоть для этого и пришлось придумать много интересного. Сегодня огромные пиксели в 2.2 или 2.8 микрона уже не бросового качества, а прямо-таки королевского. А 1.1 - нормального. Скоро начнут выходить пиксели в 0.9 микрона (уж они-то точно не будут работать!). Получается, что мы прошли уже 8-9 поколений. Причин этому много, но главная из них - желание людей, чтобы число мегапикселей у них в кармане соответствовало их калибру. Желание "не выглядеть фраером". Спасибо им!
