Dlaczego niektóre smartfony korzystają z wielu kamer?

Wiele zaawansowanych smartfonów dodało wiele modułów i obiektywów do tylnej części swoich projektów. Ale dlaczego? Faktem jest, że robią różne rzeczy dla różnych telefonów, więc jesteśmy tu po to, aby wszystko zepsuć.

Wiele tylnych kamer to obecnie luksusowa funkcja dostępna tylko w najdroższych telefonach - na przykład w telefonie iPhone X - ale ciekawa technologia mobilna oznacza, że ​​wkrótce zobaczymy je także w tańszych modelach, więc jest to dobre aby dowiedzieć się, jak to wszystko działa.

Podejście "Two Are Bet Than One"

Różne moduły kamery i soczewki są lepsze w różnych zadaniach. Obiektyw o niskim współczynniku przysłony i szerokim kącie doskonale nadaje się do zbierania ostrych szczegółów z bliska, ale nie jest tak wspaniały, gdy obiekt jest w ruchu. Dłuższy obiektyw może "wysadzić" obrazy z odległych obiektów, ale pozwala na mniej światła.

Galaxy S9 wykorzystuje identyczne czujniki, ale różne obiektywy w dwóch kamerach.

W przypadku zwykłego aparatu fotograficznego zrobienie dwóch zdjęć z dwoma różnymi obiektywami nie jest aż tak użyteczne - skończysz z dwoma przeciętnymi obrazami. Ale dzięki specjalistycznemu przetwarzaniu obrazu, oprogramowaniu, na którym działają kamery cyfrowe, możesz łączyć zalety obu obiektywów i procesorów obrazu, usuwając jednocześnie słabe strony. Rezultatem jest pojedynczy obraz, który jest jaśniejszy, ostrzejszy i wyraźniejszy niż sam aparat mógł osiągnąć samodzielnie.

Łączenie wielu obrazów nie jest nową techniką. Tak działa fotografia HDR: fotografowie wykonują wiele obrazów na różnych poziomach ekspozycji, aby wyróżnić różne kolorowe części obrazu, a następnie połączyć je dla "High Dynamic Range". Przetwarzanie kamery telefonicznej jest jedynie zautomatyzowaniem tego procesu i zastosowaniem go w pobliżu. natychmiast, aby dać użytkownikom lepsze zdjęcia, zwłaszcza w słabym świetle.

Teraz przetwarzanie obrazu ma też wiele innych rzeczy, z których część nie pomaga tak naprawdę w obrazie. Efekt portretu "bokeh" jest dobrym przykładem: większość aparatów telefonicznych po prostu sztucznie zaciera część obrazu, aby uzyskać taki sam efekt, jak mała głębia ostrości na zwykłym obiektywie. Jednak ogólnie rzecz biorąc, telefony klasy high-end z podwójnymi obiektywami i zaawansowanym przetwarzaniem obrazu mogą działać lepiej niż ich odpowiedniki z jednym obiektywem.

Przykłady: iPhone 7 Plus, 8 Plus i X; Samsung Galaxy Note 8, Galaxy S9, Huawei Honor 8, LG V20 i V30

Metoda "Double Zoom Option"

Kamery telefoniczne uzyskują niesamowite możliwości, ale jedną z rzeczy, w których nie są zbyt dobre, jest zoom. Korpusy telefonów są po prostu za małe i cienkie, aby pomieścić miniaturową elektronikę i elementy optyczne potrzebne do fotografowania z prawdziwym zoomem, z wyjątkiem dziwacznych projektów, takich jak Samsung Galaxy S4 Zoom. (Zauważysz, że ten krótki projekt zniknął dość szybko).

Jednak użycie wielu modułów kamery i obiektywów może złagodzić te problemy, przynajmniej w pewnym stopniu. Druga soczewka w telefonach z wyższej półki może być ustawiona na nieco większy poziom zoomu, generalnie wyrażony jako "2x". Rezultat nie pokona lustrzanki cyfrowej, ani nawet przyzwoitego obiektywu z pełnym obiektywem zmiennoogniskowym, ale jeśli Twój telefon to jedyny aparat, którego używasz, lepszy niż cyfrowy zoom (który tylko wysadza obraz). Na przykład iPhone używa tego, co określa jako pierwotny "szeroki kąt", a drugi aparat "teleobiektyw", przy czym ten drugi jest mniej więcej dwa razy większy od zoomu.

Druga soczewka jest zwykle ustawiana na inną wartość F-Stop, stosunek apertury do średnicy soczewki. Jest to fizyczna właściwość modułu kamery; oznacza to, że obiektyw dalej powiększany działa z mniejszą ilością światła niż standardowy obiektyw, dzięki czemu robi zdjęcia ciemniejsze i mniej ostre. Ponownie, przetwarzanie obrazu - łączenie wielu obrazów - może pomóc w złagodzeniu tego. Inne ciekawe sztuczki oprogramowania, takie jak zdolność Samsung do robienia dwóch zdjęć i "dodawania" fragmentów obrazu, których "brakuje" z zoomu, są również włączone.

Przykłady: iPhone 7 Plus, 8 Plus i X; Samsung Galaxy Note 8, Galaxy S9, LG G4, G5, G6, V20 i V30

Podejście "Czarnoksiężnik z krainy Oz"

Czarnoksiężnik z Krainy Oz nie jest terminem technicznym. Jest to raczej sposób na zapamiętanie innego przykładu konfiguracji dwóch kamer: kolorowej i czarno-białej. W niektórych modelach dwa różne moduły kamery są przypisane do wykonywania obrazów kolorowych i monochromatycznych. Nie spowoduje to dwóch zdjęć (przynajmniej z ustawieniami domyślnymi), ale zamiast tego jednego zdjęcia, które używa informacji o kolorze z jednego, aby poprawić ostrość innych.

Jednoczesne obrazy z monochromatycznych i kolorowych czujników Essential Phone.

Ponownie ta podwójna konfiguracja jest zależna od oprogramowania do przetwarzania obrazu telefonu, aby w pełni wykorzystać jego magię i nadrobić ograniczenia rozmiaru telefonu dla większych modułów kamery. Różne właściwości monochromatycznej kamery umożliwiają także szybsze ustawianie ostrości lub dostosowanie podglądu, aby dokładniej pokazać, jak będzie wyglądał ostateczny obraz.

Jest co najmniej jeden nowy telefon premium łączący wszystkie powyższe techniki w celu uzyskania ogromnej konfiguracji trzech kamer: Huawei P20 Pro. Ten telefon zawiera trzy tylne kamery: jeden aparat z 3-krotnym zoomem do fotografowania z daleka, główny 20-megapikselowy aparat do zdjęć kolorowych i portretów oraz trzeci monochromatyczny aparat do zbierania ostrzejszych szczegółów obrazu. Prawdopodobnie nie będzie to ostatni telefon, który wypróbuje tę technikę - są już plotki o nadchodzącym telefonie z trzema kamerami.

Przykłady: Niezbędny telefon, Huawei P9, P10, P20 i P20 Pro, Honor 8 i 9, Mate 10,

Inne konfiguracje dwóch kamer

Istnieją inne systemy z dwoma kamerami, które nie pasują dokładnie do powyższych kategorii, chociaż w większości te projekty zostały wycofane lub porzucone. Przykłady obejmują:

Konfiguracja "Ultrapixel" HTC'a: jeden czujnik o wysokiej gęstości i niski obiektyw F-stop w połączeniu z bardziej konwencjonalną kamerą. HTC zrezygnował z projektów z dwoma kamerami, preferując bardziej elastyczny pojedynczy moduł "Ultrapixel".

Starsze projekty, takie jak HTC Evo 3D, wykorzystywały podwójne kamery do filmów 3D.

Starsze telefony z aparatami 3D: niektóre modele Androida używały dwóch identycznych modułów kamery ze znaczną przerwą pomiędzy robieniem zdjęć i filmów z efektem "3D". Projekty te były zwykle sparowane z ekranem soczewkowym 3D, a zainteresowanie tą funkcją zginęło wraz z krótką kategorią telewizorów 3D.

Augmented Reality: specjalistyczne telefony, takie jak Lenovo Phab 2 Pro, wykorzystują dwie soczewki i moduły do ​​dokładnego pomiaru i mapowania fizycznej przestrzeni wokół nich.

Image credit: Essential, Apple, Samsung, Huawei