Se alguém dos primórdios dos telefones celulares pulasse para os dias atuais, eles poderiam ficar confusos com o fato de que um dos recursos com os quais mais nos preocupamos em nossos telefones são as câmeras. 

As primeiras câmeras de telefone eram absolutamente horríveis, mas a capacidade de ter uma câmera com você onde quer que você vá, rapidamente as tornou extremamente populares. Os fabricantes estão investindo uma fortuna absoluta no desenvolvimento de câmeras e agora temos telefones com câmeras que podem dar às câmeras profissionais uma corrida pelo seu dinheiro. Pelo menos nas condições certas. 

Uma coisa que relativamente poucas câmeras de smartphones atualmente têm, no entanto, é o zoom óptico. No entanto, você começará a vê-lo em mais telefones novos com o passar do tempo. O que^(Which) torna este o momento certo para discutir a questão do zoom óptico versus digital.

O que é “Zoom”?

Você provavelmente já sabe o que é o zoom da câmera. Pelo menos, você sabe o que ele faz. “Zoming” é uma função que faz com que um assunto distante em sua foto apareça próximo. O efeito na foto é essencialmente reenquadrá-la, fazendo com que o objeto ou a pessoa preencham mais o espaço.

Existem diferentes maneiras de obter esse efeito, mas a maioria das câmeras de smartphones usa um método chamado zoom digital. Para entender como o zoom óptico é diferente do método de zoom digital que usamos atualmente, primeiro teremos que explicar o zoom digital como é usado atualmente na grande maioria dos telefones.

Todo mundo está fazendo isso: zoom digital

O zoom digital^(Digital) é praticamente a mesma coisa que cortar e redimensionar uma foto em um aplicativo como o PhotoShop . A principal diferença é que você está fazendo isso ao vivo, enquanto tira uma foto ou faz um vídeo. Então, qual é o problema? Tudo se resume a pixels. É daí que^(Which) vem o “digital” do zoom digital.

Quando você amplia uma imagem digital, ela fica mais “pixelada”. Isso porque você tem um fornecimento fixo de pixels. A única maneira de aumentar o zoom é aumentar os pixels. A imagem fica mais granulada, mais fragmentada e acaba com uma imagem de baixa fidelidade.

Isso parece um desastre para os smartphones, mas vários truques foram desenvolvidos pelos fabricantes de smartphones ao longo dos anos para tornar os efeitos da pixelização em imagens com zoom digital menos problemáticos. Como as câmeras dos telefones modernos possuem sensores capazes de capturar muito mais pixels do que a maioria das pessoas normalmente precisa. Assim, você pode cortar^(crop) uma seção da resolução total do sensor sem perder qualidade. 

Tudo bem se você quiser capturar um instantâneo adequado para mídia social^{(social media)} , mas se quiser tirar uma foto com a resolução máxima da sua câmera, não poderá ampliar nenhuma parte dela sem perder detalhes. 

A maioria das pessoas provavelmente não se importa em ter imagens massivas e de alta resolução que não possam ser carregadas no FaceBook ou InstaGram em sua verdadeira qualidade de qualquer maneira. No entanto, mais e mais pessoas estão levando a fotografia de smartphone muito a sério. O que^(Which) significa que há um mercado para mais soluções premium. Que^(Which) é onde o zoom óptico entra na imagem. 

Trocadilho totalmente intencional.

Luz Dobrada: Zoom Óptico

O zoom óptico é simplesmente um método de zoom que usa a luz para ampliar uma imagem. Funciona da mesma forma que uma lupa, desviando a luz através do meio óptico (a lente) para criar uma imagem maior.

Em uma câmera dedicada, como uma DSLR (câmera digital single-lens reflex), você tem conjuntos de lentes grandes que podem ampliar movendo fisicamente a lente para frente e para trás. Isso altera a distância focal entre a lente e o sensor da câmera. Projetar uma imagem ampliada em todo o sensor.

Como você provavelmente pode ver pela maneira como funciona, isso significa que a imagem ampliada projetada através da lente cobre todo o sensor de resolução total na luz. Isso significa que a imagem ampliada tem exatamente tantos detalhes quanto a imagem completa em uma câmera com apenas zoom digital. É uma ampliação de imagem verdadeiramente sem perdas.

O zoom óptico é difícil^{(Zoom Is Hard)} em um smartphone

Alcançar o zoom óptico em um smartphone não é uma questão trivial. Você não pode realmente ter um enorme conjunto de lentes motorizadas na parte de trás do telefone. Embora, isso tenha realmente sido tentado. Por exemplo, o Samsung Galaxy S4 Zoom era essencialmente um smartphone com uma câmera digital compacta colada na parte traseira. Veja isso:

Claramente, isso não é algo que você pode simplesmente colocar no bolso, e é por isso que essa abordagem nunca pegou. Em vez disso, os smartphones modernos simplesmente colocam um monte de câmeras na parte de trás de nossos telefones. Cada câmera tem uma faixa de distância focal diferente, portanto, quando você adiciona todas as câmeras, obtém uma faixa de zoom óptico.

Isso não é o mesmo que ter, por exemplo, uma grande lente telefoto em uma DSLR . Isso porque você pode mover a distância focal da lente telefoto para focar a imagem em diferentes níveis de zoom no mesmo sensor. O problema é que a maioria das configurações de smartphones com várias câmeras possui sensores diferentes para cada lente. A câmera principal geralmente possui o maior sensor com a maior contagem de pixels. Com as câmeras grande angular e telefoto com sensores menores e mais baratos.

Isso não nega todo o ponto? Bem^(Well) , em certo sentido, sim, mas uma configuração de várias câmeras ainda oferece a melhor faixa de zoom de alta qualidade em um telefone. Os engenheiros criaram maneiras de combinar essas diferentes abordagens para ampliar algo que é maior que a soma de suas partes.

O melhor dos dois mundos: Zoom híbrido

Os chamados sistemas de zoom “híbridos” usam as habilidades ópticas das câmeras integradas junto com o zoom digital e algo conhecido como “fotografia computacional”.

A fotografia computacional^{(Computational)} refere-se a um conjunto de técnicas de software que usam inteligência artificial e outros métodos matemáticos sofisticados para alterar e aprimorar as imagens que a câmera pode capturar. Por exemplo, a inteligência artificial^{(artificial intelligence)} pode aumentar a resolução de uma imagem “imaginando” como ela ficaria em uma resolução mais alta. 

Pode parecer mágica, mas na verdade funciona muito bem na maioria dos casos. Técnicas de software^(Software) como essas também podem ajudar a combinar as diferentes imagens das câmeras a bordo para aprimorar os detalhes da foto na extremidade superior da faixa de zoom óptico. Mesmo quando o zoom digital entra em ação, todas essas fontes de dados de imagem e algoritmos de software inteligentes podem criar algumas imagens impressionantes.

Você deve se preocupar com o zoom óptico^{(Optical Zoom)} em um smartphone^{(A Smartphone)} ?

Smartphones de última geração como o iPhone 12 têm um bom alcance de zoom óptico. Não é realmente "telefoto" por qualquer extensão da imaginação, mas geralmente você pode esperar um aumento de tamanho de imagem de 2x a 2,5x sem pixelização. Isso é perfeito para casos de uso típicos, como tirar uma foto de algo razoavelmente próximo, do qual você não pode se aproximar fisicamente.

Certamente é um bom recurso, mas a grande maioria dos usuários ficará perfeitamente feliz com o zoom digital. Especialmente quando aprimorado com uma boa dose de inteligência artificial. Se os telefones começarem a oferecer alcances de zoom óptico acima de 2,5x na mesma resolução do sensor principal, seria hora de sentar e prestar atenção. No entanto, no momento da redação deste artigo, não é um recurso que deve afetar sua decisão de compra.

What Is Optical vs Digital Zoom on a Smartphone?

If someone from the early days of cellphones were to jump to the present day, they might be cоnfused that one of the features we сare most about on our phoneѕ 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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