Что такое двухмодульная камера
Будь в курсе последних новостей из мира гаджетов и технологий
Двойные камеры в смартфонах: чем они хороши и как работают?
В феврале прошлого года я уже писала в блоге о том, что двойные камеры станут новым трендом в мире смартфонов . Так, собственно, и произошло (я не ведущий аналитик, если что, просто и так очевидно было:)). В конце концов, мобильную фотографию надо куда-то развивать, просто наращивать мегапиксели неэффективно. А раз физически небольшие размеры сенсоров телефонных камер и ограничения на оптику не позволяют «развернуться», приходиться искать альтернативные решения.
Сегодня флагманы со сдвоенными камерами есть у HTC, LG, Huawei, Xiaomi, ASUS, ZTE, Lenovo и, конечно, же Apple (конечно, не только у них). Пожалуй, лишь в Samsung этот тренд почему-то проигнорировали. Возможно, из-за технических проблем. Ведь недавно «пробегала» новость о том, что ранний прототип Galaxy S8 все же имел двойной модуль.
Нельзя не отметить, что сама по себе технология не нова. Если помните, в 2010-2011 годах наблюдался бум домашнего 3D. И это коснулось не только телевизоров, но и смартфонов. Модели HTC Evo 3D и LG Optimus 3D оснащались сдвоенными модулями камер для съемки трехмерного видео, а их экраны отображали «безочковый» 3D-контент. На рынке это веяние не прижилось даже по части телевизоров. А уж телефоны вовсе выдавали «вырвиглазное» изображение и никому не понравились. Двойные камеры в них использовались только для создания стереофото и видео. Но пользы от технологии на самом деле больше.
Чем же хороши две основные камеры?
Во-первых, две камеры расширяют «поле зрения». Если модуль один, то он универсальный — подходит для и для пейзажной съемки, и для макро. А вот второй модуль можно установить с широким углом обзора и снимать классные панорамы без «софтовой» склейки.
Во-вторых, двойной модуль повышает четкость и контрастность фотографий. Каждая камера может снимать немного по-разному, делая акцент на разных деталях. Затем два кадра объединяются для получения идеальной картинки.
В-третьих — оптический зум. При желании его можно установить и для одного модуля камеры, но это увеличит габариты смартфона, что не на руку производителю. Когда объектива два, то один может быть широкоугольным (захватывает в кадр больше), а второй — длиннофокусным («видит» дальше). Таким образом можно получить 2-3-кратный зум без ухудшения качества изображения.
Ну и четвертое — красивое боке (размытие заднего плана). В принципе и смартфоны с одним модулем могут делать что-то подобное, но у двойных камер эффект гораздо круче. Все потому что, что первая камера фокусируется на выбранном объекте, а вторая эффектно размывает фон. Затем снимки склеиваются.
Вот и все основные преимущества сдвоенных модулей. Тем не менее, каждый производитель реализует технологию по-своему, так что давайте углубимся в особенности.
Как известно, двойной камерой «одарен» только старший айфон — 7 plus. В первую очередь этим шагом Apple решила важную проблему мобильного мира — сложность использования полноценного оптического зума. Как уже описывалось выше, вторая камера имеет длиннофокусный объектив и, по сравнению с первой, обеспечивает зум без цифрового приближения. Все работает очень четко, спасибо ПО.
От того, что две камеры имеют разное фокусное расстояние, выиграла и опция съемки портретов. Опять же выше уже писала про эту «фичу» — изображения с двух камер соединяются, в итоге снимаемый объект максимально четкий, а фон художественно размыт. Может быть, порой эффект кажется слишком «искусственным», но все равно две камеры реализуют его гораздо лучше, чем чисто программные решения.
Есть у Apple и подражатели. Новая модель ASUS Zenfone 3 Zoom (была представлена в начале этого года) тоже имеет двойную камеру. И в отличие от своего предшественника ZenFone Zoom (в нем использовалась система из нескольких линз) дает 2-кратный зум чисто за счет разного фокусного расстояния. Модель тоже поддерживает съемку портретов в «боке», а еще выделяется супершустрым фазовым автофокусом.
LG
Задолго до того, как свет увидел седьмой айфон, был представлен модульный флагман LG G5 со сдвоенной камерой. Правда, мало кто об этом факте вообще вспомнит, так как телефон почти не был замечен на рынке. G6 постарались сделать совсем другим, но вот две основные камеры у него остались.
Любопытно, что LG используют «двухкамерность» иначе, чем другие производители. Второй объектив тут не длиннофокусный, а наоборот широкоугольный — с углом обзора аж 125 градусов. Аналога оптического зума нет, зато можно снимать шикарные панорамы — в кадр умещается ОЧЕНЬ много! Правда, края могут быть «замылены», но не для всех это критично.
Этот бренд стал одним из первых, «возродивших» двойную камеру в смартфоне. Модель Honor 6 Plus вышла в продажу еще в начале 2015 года. С тех пор флагманы Huawei всегда выходили с двойными модулями. В том числе и популярный P9, и новейший P10. И здесь есть очень интересная особенность: одна камера снимает исключительно монохромное изображение. Это означает, что она улавливает больше света, выдает лучшую резкость, а еще идеально снимает в условиях слабого освещения. В итоге изображение с двух камер объединяется в качественную картинку.
«Побочный» плюс — можно снимать черно-белые фото в отличном качестве (то есть лучше, чем программно «обесцвеченные» обычные).
Впрочем, не только Huawei использует такую технологию. Прошлой осенью «железный» гигант Qualcomm анонсировал платформу Clear Sight — еще одно воплощение той же идеи с монохромными фото. Камеры поставляются в готовом «чипе», использовать без труда его могут любые производители смартфонов. В частности, технологией Clear Sight может похвастаться Xiaomi Mi 5s Plus.
Прошлое, настоящее и будущее двойных камер
Как уже упоминалось во вступлении, нынешний бум двойных камер не первый в своем роде. Когда-то пионерами по части технологии выступили корейцы — еще в 2007 году была представлена модель Samsung SCH-B710 для внутреннего рынка. Она оснащалась двумя камерами (по 1 МП), а дисплей мог воспроизводить стереофоническое изображение. Видимо, популярным телефон не стал, раз продолжения не было.
В 2011 году продавались «тридэшные» LG Optimus 3D Max и HTC Evo 3D. Внимания покупателей нишевые модели почти не привлекли. А так как две основные камеры использовались исключительно для съемки не ставшего популярным 3D, то и развивать идею не стали.
В 2014 году HTC в тщетных попытках вернуть интерес к своей продукции опять вспомнила про технологию двух камер. Флагман HTC One M8 оснащался основной и вспомогательной камерами (4 МП UltraPixel + 2 МП). Вторая была годна лишь для размытия заднего плана. И то делалось это опционально — после съемки в галерее.
Ту же технологию тогда же использовали ZTE в серии Axon и фаблете Grand X Max 2, Xiaomi в Redmi Pro. Плюс еще несколько китайских производителей. Актуальна она и сегодня. У Huawei есть подобная реализация «двухкамерности» в бюджетной модели Honor 6X. Один модуль полноценный 12-Мп, второй — вспомогательный 2 Мп (полезен разве что для «боке», но все равно интересная «фича» для выделения среди конкурентов).
Иногда две камеры устанавливаются и на передней панели смартфона. Здесь актуальна функция «зума» — можно делать обычные и групповые селфи без труда. Такая реализация встречается в LG V10/V20, Vivo X9.
О нынешних флагманах выше уже говорилось — iPhone 7+, LG G6, Huawei P9/P10.
Что же ждет двойные камеры в будущем? Интересную технологию в начале этого года представила компания Oppo. Она называется 5X Precision Optical Zoom — как несложно понять, речь про 5-кратный оптический зум. Тут тоже используется два фото-сенсора, но на корпусе смартфона нет двух объективов. Один из сенсоров спрятан внутрь корпуса, использована подвижная система линз, расположенная под углом 90 градусов. Благодаря этому удается сохранить предельно тонкий корпус смартфона. В целом конструкция напоминает перископ (свет на сенсор попадает через специальную призму и стеклянное окошко).
Конечно же, при таком увеличении любое дрожание рук размажет кадр. Поэтому в OPPO также разработали продвинутую систему оптической стабилизации как для фотосенсора, так и для призмы: коррекция ведется с шагом 0,0025 градусов. Пока еще не выпущены смартфоны с поддержкой суперзума OPPO, ждем.
Еще одна технология, использующая несколько камер в смартфонах, была разработана в недрах проекта Google Tango. Речь здесь дополненной реальности. Правда, камер требуется больше — три или более. И все они используются для сбора информации о происходящем вокруг и моделирования виртуальной реальности. К слову, смартфоны на платформе Tango уже существуют, например, Asus ZenFone AR. Думаю, идея вполне может «взлететь», не зря же ей Google занимается.
В любом случае использование нескольких основных камер в смартфонах — тема интересная и многообещающая. А вы также считаете? Хотели бы смартфон с двойной камерой? Или баловство все это.
Источник
Камера с монохромным сенсором в смартфоне: как работает, плюсы и минусы
Двухмодульная камера смартфона с монохромным сенсором – один из приемов, используемых разработчиками мобильных устройств для повышения качества изображения.
Особенно любит использовать подобную схему в своих моделях китайская компания Huawei, но и другие производители ею отнюдь не гнушаются.
Что же дает такое конструкторское решение с точки зрения качества снимка?
В чем разница между цветным и монохромным сенсорами
Чтобы понять, зачем нужен монохромный сенсор, следует уяснить принцип работы цветной цифровой съемки. RGB сенсор представляет собой пиксельную матрицу полупроводниковых светочувствительных элементов – фотодиодов.
Свет, проходящий через диафрагму камеры, попадает на каждый из них и формирует растровое изображение. Именно так работает монохромный сенсор.
Однако у фотодиодов чувствительность к свету практически не меняется в зависимости от длины волны. Во всяком случае, не настолько, чтобы имело смысл использовать эту разницу на практике.
Поэтому, чтобы получить не просто растр, а цветное, или RGB изображение, используется так называемый фильтр Байера, названный так по имени одного из сотрудников компании Kodak, наряду с Leica и Zeiss известной любому мастеру фотографии.
Он представляет собой массив светофильтров трех основных цветов: красного, зеленого и синего, накрывающий матрицу фотодиодов. Цвета чередуются, благодаря чему все три цвета равномерно распределяются по поверхности сенсора.
В результате на выходе получается три изображения, каждое в своем цвете. При дальнейшей программной обработке процессором камеры они накладываются, формируя интегральную картинку.
Следует сказать, что четкость ее оставляет желать лучшего, поэтому ее приходится дополнительно обрабатывать, чтобы получить в итоге приемлемое качество.
В процессе обработки в изображение вносятся разнообразные цветовые шумы и другие искажения. Так что итоговый результат существенно уступает полученному с монохромного сенсора.
Кроме того, несложно подсчитать, что каждый пиксель получает не более трети информации об изображении своего участка: остаток отфильтровывается.
Для интерполяции требуются данные с соседних фотодиодов, а значит, в результате для получения одного пикселя картинки требуется массив 3 на 3 светодиода, т.е., девять вместо одного монохромного.
Минимальный элемент байеровской матрицы содержит 4 элемента: красный, синий и два зеленых. Так сделано для учета специфики свойств человеческого зрения.
Однако на практике используются более сложные элементы с нерегулярным расположением пикселей, размер которых может достигать 12 или даже 24 точек.
Как это работает
При фотосъемке происходит одновременный захват изображения монохромным и RGB сенсорами. В итоге получается две картинки: одна – максимально контрастная, вторая – несущая цветовую информацию.
Чипсет смартфона производит их наложение в соответствии с алгоритмами обработки, в результате чего на выходе получается цветной снимок более высокого качества, чем при работе одним RGB сенсором.
Такая схема позволяет решить несколько дополнительных проблем. Самая серьезная из них – это недостаточная чувствительность камер в условиях слабого освещения.
Монохромный сенсор гораздо более чувствительный, поскольку на каждый его элемент попадает полный световой поток, а не отфильтрованная треть. Поэтому для ночной съемки или фотографирования интерьеров помещений подобные устройства очень хороши.
Вторая проблема – это затемнение изображения, когда объектив направлен в сторону источника света, например, заходящего солнца. В этом случае объекты заднего плана получаются почти черными. Обработка двойного изображения позволяет увеличить их четкость.
Помимо этого, дополнительный монохромный модуль способен обеспечить более качественное масштабирование в среднем диапазоне расстояний, а заодно дает отличные результаты, когда требуется получить эффект боке, например, при портретной съемке.
Есть ли недостатки?
Прямых минусов подобная схема, по большому счету, не имеет. Но двухмодульные камеры используются для решения не только проблем с резкостью и светосилой.
Другая схема предусматривает установку модулей с одинаковыми RGB сенсорами, но отличающихся по своим оптическим характеристикам.
Обычно это пара широкоугольный объектив плюс телевик, позволяющая как получать панорамные снимки, так и масштабировать объекты без потери качества, с которым сопряжено использование цифрового зума.
Источник