Мегапиксельная гонка или какое будущее у камер смартфонов

Sony недавно представила датчик изображения для смартфонов с самым высоким разрешением 48 мегапикселей. Это больше, чем разрешение 42,4-мегапиксельной A7R III  стоимостью $3000, которая имеет матрицу размером в восемь раз больше. Это звучит замечательно, но вы, возможно, забыли, что смартфон 808 PureView от Nokia с 41-мегапиксельной камерой был выпущен в 2012 году. Почему современные камеры смартфонов не пошли по пути компании Nokia?

Как Apple продемонстрировала в iPhone 4s и последующих моделях, вы получите больше преимуществ с другими характеристиками, например двумя фотомодулями и датчиками изображения с пикселями большого размера, которые обеспечивают более высокую чувствительность при съёмке в темноте, дают больше боке, более высокую скорость считывания и возможности улучшения видео. Тем не менее, Sony в настоящее время считает, что вы можете иметь всё сразу, и высокое разрешение тоже. Матрица с технологией Quad Bayer, которая используется в Huawei P20 Pro, может помочь вернуться камерам с высоким разрешением и на этот раз они будут гораздо функциональнее.

41-мегапиксельный 808 PureView от Nokia

Камеры смартфонов соревновались в разрешении на протяжении многих лет. В 2010 году Nokia представила смартфон N8 с 12-мегапиксельной камерой, и в том же году Sony анонсировала 16-мегапиксельный S006.

В 2012 году, однако, Nokia подняла ставки с PureView 808, смартфоном, работающим на операционной системе Symbian с сумасшедшей 41-мегапиксельной камерой.

Очень странно, что Nokia не смогла раскрыть полный потенциал тех технологий. Это был отвратительный смартфон с превосходной камерой. Датчик был чуть меньше дюйма в размере. Он был близок к тому, что сейчас используется в компактной камере Sony RX100 Mark VI стоимостью $1200. Он также получил оптику Carl Zeiss F/2.4 и выделенную кнопку спуска затвора и цифрового масштабирования, которое было на самом деле полезно при таком разрешении.

В то время как вы можете делать снимки с максимальным разрешением в 38 мегапикселей, лучше всего снимал восьмимегапиксельные фото. PureView выполняет передискретизацию изображения со всего датчика, чтобы сделать очень качественные снимки меньшего размера с минимальным уровнем шума. Смартфон также использовал ту же технологию, чтобы дать вам масштабирование без потерь и съёмку видео в разрешении 1080p со скоростью до 30 кадров в секунду с прекрасным качеством.

Совершенно ясно, что 808 PureView от Nokia представляет собой революцию в плане фото и видео камер как для телефонов, так и для всей отрасли обработки изображений.

Производительность при низкой освещенности также была эффектной. Несмотря на большой размер, датчик имел пиксели размером 1,2 мкм, как и тогдашний соперник, 8Мп HTC One X. В сочетании с передискретизацией PureView создавала относительно бесшумное изображения в тяжёлых условиях съемки.

Большая проблема 808 PureView заключалась в старении программного обеспечения Symbian. Ещё одна проблема заключается в форм-факторе. Большинство смартфонов имеют 8-миллиметровые датчики, а Nokia использовала почти в три раза больший размер матрицы 1/1,2 дюйма. Это требует использования большего объектива, который сделал смартфон громоздким. Nokia с этой моделью смартфона больше соперничала с компактными камерами, чем с другими смартфонами.

Четырёхмегапиксельный HTC One

Может показаться смешным разрешение, предлагаемое HTC One. Всего четыре мегапикселя. И это спустя год после анонса Nokia 808 PureView с 41-мегапиксельной камерой. Тем не менее, оба устройства с помощью различных средств смогли добиться отличной производительности при слабой освещённости.

Изображения, сделанные на Nokia имели много шума при полном разрешении в условиях низкой освещенности, но при дискретизации до восьми мегапикселей, большая часть этого шума убиралась. камера UltraPixel в HTC One имела значительно большие пиксели по размеру (2 мкм по сравнению с 1,2 мкм), которые могли принимать на 300 процентов больше фотонов.

В сочетании со светосильным объективом F/2.0 и оптической стабилизацией изображения, One смог затмить почти всех конкурентов при съёмке вечером или ночью. Камера HTC также первенствовала в видео, и в отличии от Nokia 808 могла записывать HDR-видео в 1080p — один из первых смартфонов с этой возможностью.

41-мегапиксельный Nokia Lumia 1020

В 2013 году была представлена Lumia 1020, которая имела идентичную камеру с 808 PureView, но работала на операционной системе Windows Phone, а не Symbian. Это казалось значительным улучшением в то время, но, как мы теперь знаем, Microsoft прекратила поддержку данной системы и спустя короткое время закрыла производство смартфонов Nokia, которое купила ранее.

Таким образом, Lumia 1020 была на вершине гонки мегапикселей до анонса Huawei P20 Pro. Инженерам удалось сделать датчик и оптику достаточно маленькими, так что это уже был полноценный смартфон, а не камерафон.

Прогрессирование камеры в iPhone от Apple

Apple никогда бы не создала смартфон, такой же неуклюжий, как PureView от Nokia, даже если это позволило бы использовать наибольшую камеру. Она использовала передовые технологии визуализации, постепенно улучшая характеристики. Таким образом, развитие датчиков изображения для смартфонов длилось долгое время не в сторону увеличения разрешения.

Первым ориентированным на фотографию смартфоном от Apple был в iPhone 4S с восьмимегапиксельной камерой, представленный в 2011 году. Со временем улучшалась оптика, размер датчика и вспышка. Технология вспышки True Tone позволила лучше передавать баланс белого. Автофокус на основе матричного замера, цифровая стабилизация изображения и съёмка со скоростью 120 кадров в секунду таже со временем появились.

iPhone 6 Plus принёс оптическую стабилизацию изображения, но iPhone 6S, выпущенный в 2015 году, первым сделал большой скачок разрешения до 12 мегапикселей. Это был также первый iPhone, который мог снимать видео в разрешении 4K.

Apple затем взяла другое направление развития, начав добавлять модули камер, начиная с iPhone 7 Plus. Это был первый смартфон с двойной камерой от Apple. Оба датчика имели разрешение 12 мегапикселей, но один предлагал оптику с широким углом обзора, а второй — 2-кратный зум. Хотя стоит упомянуть, что Huawei и LG первее реализовали свои варианты смартфонов с двумя фотомодулями. Вторая камера позволила реализовать алгоритмы, размывающие фон, чтобы создать мягкое боке. Камеры на iPhone 7 и 7 Plus имели светосилу оптики F/1.8 и намного более быстрые и продвинутые процессоры обработки изображений.

В настоящее время iPhone XS являются вершиной инженерной мысли компании Apple. Они предлагают качественную оптическую стабилизацию и множество режимов съёмки, опирающихся на искусственный интеллект.

Высокомегапиксельное будущее

Долгое время производители смартфонов были сосредоточены на скорости фокусировки, динамическом диапазоне и снижении уровня шума, а также на интеллектуальных функциях. Увеличения разрешения не было до анонса 40-мегапиксельного Huawei P20 Pro, а затем 48-мегапиксельного сенсора IMX586 от Sony.

По теме: Большой обзор смартфона Huawei P20 pro

Как говорит Sony в своем пресс-релизе, всегда лучше иметь более высокое разрешение. При хорошем освещении вы можете изменить масштаб изображения в цифровом виде до четырех раз и получить не 48Мп, а резкие и качественные 12Мп. Вы также можете использовать всё разрешение для улучшения резкости и цветовой точности.

В то же время, датчик Sony предлагает больше светосилы. При слабом освещении, массив цветного фильтра Quad Bayer может получать сигнал от четырёх смежных пикселей, умножая свет в 4 раза. Несмотря на то, что разрешение уменьшится до 12 мегапикселей, ночная съёмка позволит получить потрясающее качество изображения.

Huawei P20 Pro, который использует аналогичную технологию (и, возможно, датчик Sony), указывает путь на увеличение разрешения в будущем. С одной стороны, вы можете захватить чрезвычайно чётко изображение в высочайшем разрешении, а с другой стороны, получить хорошую светочувствительность с нормальным разрешением ночью. Quad Bayer не сможет предложить такую же чёткость изображения, как обычный датчик с крупными пикселями, но эта чёткость будет достаточной и вы едва ли заметите недостатки.

По теме: Обзор Huawei P20

В то же время, P20 Pro может снимать большие HDR-изображения. 40-мегапиксельная камера может одновременно сделать два снимка с различной выдержкой. Другие смартфоны делают снимки по очереди, что может привести к смазанности картинки.

Кроме того, смартфон имеет 20-мегапиксельный монохромный сенсор, который делает большие черно-белые фотографии, одновременно повышая светочувствительность всей системы.

Датчики Sony широко используются в смартфонах различных производителей, так что если кто-то решит использовать матрицу IMX 586 таким же образом, как и Huawei, мы скоро увидим новые устройства с невероятными новыми возможностями камеры. В то же время, небольшой размер чипа обеспечит минимальный размер и вес устройства. Благодаря эволюции технологии двойной камеры, искусственного интеллекта и прочих технологий, камеры смартфонов становятся лучше с каждым годом, улучшая все возможные характеристики.

По материалам сайта Engadget.

Следите за новостями: FacebookВконтакте и Telegram

comments powered by HyperComments