Соревнования по камерам для смартфонов всегда были игрой в числа. Какая компания может похвастаться большим количеством мегапикселей, камер или (все чаще) масштабированием? Однако когда дело доходит до законов физики, оптический зум и тонкие телефоны просто не идут рука об руку.
В июле 2020 г. ходили слухи что Apple может добавить телеобъектив перископа к будущему iPhone. Линзы перископа существуют уже некоторое время, и они аккуратно обходят проблемы размеров, которые имеют традиционные телеобъективы.
Вот как они работают и что это означает для будущего индустрии смартфонов.
В фотографии размер имеет значение
Самые большие ограничения в фотографии всегда были физическими, а не технологическими. Есть некоторые законы оптики, которые вы просто не можете реализовать. Вот почему объективы для зеркальных и беззеркальных камер такие большие и тяжелые. Обеспечить долгую фокусные расстояния и широкий отверстия , сами линзы должен быть определенного размера .
Например, объектив с фокусным расстоянием 200 мм и максимальной диафрагмой f / 2,8 должен иметь переднюю линзу шириной более 70 мм (или 3 дюймов). И это не считая производственных соображений.
Камеры смартфонов имеют те же ограничения, но в гораздо меньшем масштабе. Поскольку у них меньшие датчики, они получают большее увеличение при меньшем фокусном расстоянии . Однако, много компромиссов приходят с этой договоренностью.
Например, iPhone 11 Pro оснащен телеобъективом с полнокадровым эквивалентом 52 мм, который на самом деле составляет всего 6 мм. Это означает если вы хотите сделать тот же снимок на профессиональную зеркалку, вам понадобится объектив 52 мм. . Поскольку размер сенсора телеобъектива iPhone составляет 1 / 3,6 дюйма (около 5 мм по диагонали), вы получаете эквивалентное увеличение.
Однако производители начинают сталкиваться с проблемами. Вы не можете уменьшить сенсоры камеры намного меньше без того, чтобы компромиссы стали неуправляемыми. Маленькие сенсоры намного хуже работают при слабом освещении, и им труднее работать с более высоким разрешением.
Если бы Apple захотела увеличить в iPhone больше, она могла бы (теоретически) вдвое уменьшить размер сенсора. Однако, вероятно, будет дорого производить и ужасно использовать.
Лучший вариант - увеличить размер линзы.
Обойти проблему
Увеличение размера объектива тоже связано с проблемами. Толщина iPhone 11 Pro составляет всего 8,1 мм. Даже если объектив с фокусным расстоянием 6 мм не обязательно должен быть ровно 6 мм, он должен быть близко. Таким образом, он по-прежнему будет занимать значительную часть доступного места на смартфоне. Просто не хватит места, чтобы добавить 12-миллиметровый объектив к телефону толщиной всего 8 мм.
Если только вы не сделаете это боком.
Линза перископа работает так же, как перископ на подводной лодке. Свет попадает на передний элемент и затем отражается под углом 90 градусов зеркалом. Он проходит через любые другие элементы объектива, прежде чем попасть на датчик камеры, а затем записывается как фотография. Изменяя направление, в котором распространяется свет, более длинные линзы не обязательно должны быть такими глубокими, потому что они могут быть широкими.
Для производителей телефонов это серьезное преимущество. Гораздо практичнее найти необходимое пространство для более длинного телеобъектива по горизонтали, чем уменьшить матрицу или сделать телефон толще.
Таким образом, производители не ограничиваются объективами, эквивалентными 50 мм, с 2-кратным оптическим зумом (или, в некоторых случаях и с сомнительной рекламой, 3-кратным). Это делает возможным использование объективов 100 мм (около 5-кратного увеличения) или даже эквивалента 200 мм (около 10-кратного увеличения).
Конечно, все еще есть компромиссы, и технология новая, но она аккуратно пропускает самое большое ограничение, связанное с добавлением оптического увеличения на смартфон.
Цифровой и оптический зум
Теперь, если вы думаете, что ваш iPhone уже имеет 10-кратный зум, вы были бы правы, но также очень ошибались. Есть причина, по которой мы в основном ссылаемся на фокусное расстояние, а не на множители увеличения.
Это связано с тем, что существует важное различие между оптическим и цифровым (или улучшенным, сверхвысоким разрешением, пространственным или искусственным интеллектом) зумом. При использовании оптического зума увеличение является результатом оптических свойств объектива с большим фокусным расстоянием. Далекие объекты действительно кажутся ближе, как если бы их видели в телескоп, без потери качества изображения.
Цифровой зум, во многих его проявлениях, - это просто причудливый способ сказать, что фотография обрезана, чтобы выглядеть как увеличенное изображение. Конечно, цифровой зум прошел долгий путь. С сенсорами с высоким разрешением, «биннингом» (несколько пикселей, рассматриваемых как один большой пиксель) и улучшенными алгоритмами масштабирования производители получают лучшие результаты.
Тем не менее, на самом деле это то же самое, что просто сделать снимок и обрезать его позже. Вы не получаете истинного увеличения, и при дальнейшем увеличении всегда будет потеря качества изображения.
Конечно, на этой истине невозможно построить маркетинговую кампанию.
Доступны линзы перископа
Apple не станет первой, кто присоединится к перископической вечеринке. Китайские производители (в частности, Oppo и Huawei) уже несколько лет играют с ними. Пятикамерный Huawei P40 Pro + оснащен телеобъективом с 10-кратным увеличением в перископе, который эквивалентен 240-мм объективу на полнокадровой камере.
Более широко распространенный Samsung Galaxy S20 Ultra имеет 5-кратный телеобъектив перископа, что примерно эквивалентно 100 мм. Однако чрезмерно раздутый маркетинг Samsung делает все возможное, чтобы скрыть эту информацию некоторыми поистине смешные множители .
Как и многие другие функции телефона, даже если Apple не была первой, она все равно вызовет огромный резонанс, когда выйдет на рынок. Я думаю, мы можем с уверенностью предположить, что с настоящего момента и до того момента, когда в конечном итоге будет выпущен iPhone с линзами перископа, эта функция станет гораздо более востребованной.
