В этом обзоре я расскажу, как модули смартфонов фокусируются и стабилизируют тряску, а также как им удается делать зум и боке. Самым важным из перечисленного является автофокус, с него и начну.
Автоматическая и ручная фокусировка
В больших камерах фокусировка происходит за счет перемещения линз внутри объектива. Это может быть как в ручном режиме, так и в автоматическом.
В первой части обзора о мобильных камерах мы выяснили, что в маленьких модулях тоже используется оптическая система из линз. И для фокусировки, они также, как и их большие аналоги, перемещаются внутри объектива.
Можете представить какая микроскопическая подстройка происходит. Более того, некоторые мобильные камеры поддерживают ручную фокусировку, где вы сами, вместо автоматики, наводитесь на объект. Но в основном все же автоматика решает, как настроить линзы – это быстрее и удобнее. Как же это происходит?
Одним из самым распространенных методов является «контрастный» автофокус. Например, вы хотите сфотографировать дорожный знак. Камера сделает несколько перемещений линзы, определит контраст между краями этого объекта и фоном, после чего настроится на резкость.
Конечно, у такого метода много недостатков: может попасться сложная сцена со слабым контрастом между объектами или же просто эти самые объекты будут активно перемещаться. В этом случае линзы долго гуляют туда сюда и никак не могут понять, что от них хотят. Думаю все когда-то с таким встречались.
Второй распространенный вид фокусировки более продвинутый, называется «фазовый». Он тоже в том или ином виде используется большинством современных мобильных камер. В этом случае в процессе фокусировки участвуют специальные датчики, расположенные по краям матрицы.
Они анализируют раздвоенное изображение объекта и настраивают линзы, что бы две проекции собрались в четкое изображение. С данной системой не нужно гонять оптику туда обратно, как при поиске контраста, поэтому фокусировка происходит быстрее, не так зависима от движений объекта и в общем работает точнее.
Некоторые производители пошли дальше и оснастили такими датчиками каждый пиксель, что повысило эффективность и скорость фазовой фокусировки. Технологию назвали Dual Pixel, думаю слышали о ней, и теперь знаете как она работает.
Оптическая стабилизация
Идем дальше – оптическая стабилизация. Это еще один пунктик, который обязательно ищут в характеристиках, когда хотят хорошую камеру. Она не только значительно улучшает видео, сглаживая дрожание рук, но и положительно влияет на качество фото. Особенно это проявляется при слабом освещении, когда автоматика берет более длинную выдержку, чтобы собрать побольше света.
На смартфонах без оптической стабилизации, в этом случае, может выйти смазанный снимок, а там, где стаб есть – все будет четко. Да еще и с меньшим количеством шума, из за меньшего значения ISO.
Особых премудростей в работе стабилизации нет. Опираясь на показания датчиков, оптика физически перемещается, чтобы компенсировать тряску. Внешне свободу объектива тоже видно – он гуляет при нажатии, тогда как без стаба – жестко фиксирован.
Оптический зум
Суммируя информацию из первой части обзора с новыми фактами о фокусировке и стабилизации, еще раз поражаешься, какая же сложная система находится внутри маленькой камеры смартфона. Причем каждый год от нее требуют все большего и большего, и что бы при этом смартфон не превращался во что то такое.
В таких условиях развитие камер пошло по пути добавления дополнительных модулей и новых функций. В первую очередь зума и портретной съемки. Учитывая все вышесказанное, думаю интереснее всего узнать, как работает так называемый «оптический зум», который в отличии от цифрового почти не приводит к потере качества.
И как вообще удается приблизить картинку, если нужная для этого оптика просто не поместилась бы в корпус смартфона. Если не вспоминать про редкие исключения, то работает это очень просто. Никакого зума как такового не происходит. На самом деле, активируя в приложении камеры х2, вы просто переключаетесь на второй модуль – телевик.
По сути, это такая же камера, как и основная, только с другими линзами и характеристиками, в частности – фокусным расстоянием. Если взять для примера iPhone X, то у его основной камеры эквивалентное фокусное расстояние составляет 28 мм, а у телевика – 52.
У последней меньше светосила, угол обзора, зато она позволяет делать так называемый зум. А вот если сделать фокусное расстояние в 13 мм, то получим обратный эффект – сверхширик с углом обзора 120 градусов. Вот так это и работает.
Съемка с боке
Съемка с боке – это по большому счету тоже имитация. Конечно, если мы не говорим о макросъемке, где модулям хватает характеристик, что бы честно размывать фон. В остальных случаях размытие программное, потому что в смартфоны просто физически не влезет такая матрица, открытая диафрагма и длиннофокусный объектив как у больших камер.
Для создания эффекта, смартфон измеряет глубину сцены с помощью отдельного модуля или того же телевика, отделяет главный объект и программно мылит фон. Некоторые смартфоны справляются вообще с одной основной камерой, исключительно за счет ПО.
Вот с помощью таких ухищрений индустрия мобильных камер и получила новый толчок. И судя по тому, что сейчас происходит на рынке, модули и дальше будут развиваться в этом направлении, то есть наращивать количество. А мы за счет этого получим улучшение качества фотографий, видео и новые функции. И все это в таком компактном форм факторе.
Пишите, верите ли вы в такое будущее и то, что скоро даже бюджетные смартфоны станут настоящими фото-видео комбайнами с кучей камер? Я вот думаю, что так и будет, и как минимум три модуля с зумом, шириком и боке в ближайшее время станут такими же доступными как и широкоформатные экраны.
