Състезанието с камери за смартфони винаги е било игра с числа. Коя компания може да се похвали с най-много мегапиксели, камери или (все по-голямо) увеличение? Когато става въпрос за законите на физиката обаче, оптичното увеличение и тънките телефони просто не вървят ръка за ръка.
През юли 2020 г се говореше че Apple може да добави перископен телеобектив към бъдещ iPhone. Обективите на перископа съществуват от известно време и те старателно заобикалят проблемите с размера на традиционните телеобективи.
Ето как работят те и какво означава това за бъдещето на индустрията за смартфони.
Съдържание
Във фотографията размерът има значение
Най-големите ограничения при фотографията винаги са били физически, а не технологични. Има някои закони на оптиката, които просто не можете да проектирате. Ето защо обективите на DSLR и безогледалните фотоапарати са толкова големи и тежки. За да осигурят дълги фокусни разстояния и широки бленди, самите обективи трябва да са с определен размер.
Например, обектив с фокусно разстояние от 200 mm и максимална бленда f/2.8 трябва да има преден елемент на обектива, който е с ширина повече от 70 mm (или 3 инча). И това не включва никакви производствени съображения.
Камерите за смартфони имат същите ограничения, но в много по-малък мащаб. Тъй като имат по-малки сензори, те получават повече увеличение от по-къси фокусни разстояния. Въпреки това, много компромиси идват с това споразумение.
iPhone 11 Pro, например, има 52 мм телеобектив, еквивалентен на цял кадър, който всъщност е само 6 мм. Това означава, че ако искате да направите същата снимка с професионален DSLR, ще ви трябва 52 мм обектив. Тъй като сензорът за телефото камера на iPhone е с размер 1/3,6 инча (около 5 мм по диагонал), получавате еквивалентно увеличение.
Въпреки това, производителите започват да се сблъскват с проблеми. Не можете да свиете сензорите на камерата много по-малки, без компромисите да станат неуправляеми. Малките сензори работят много по-зле при слаба светлина и имат по-трудно време с по-високи разделителни способности.
Ако Apple иска да получи повече увеличение в iPhone, може (на теория) да намали наполовина размера на сензора. Въпреки това, вероятно би било скъпо за производство и ужасно за използване.
По-добрият вариант е да увеличите размера на обектива.
Заобикаляне на проблема
Увеличаването на размера на обектива също идва с проблеми. Дебелината на iPhone 11 Pro е само 8,1 мм. Дори ако обективът с фокусно разстояние 6 mm не трябва да е дълъг точно 6 mm, той трябва да е близо. Така че той все още ще заема значителна част от наличното пространство на смартфон. Просто няма достатъчно място за добавяне на 12 мм обектив към телефон с дебелина само 8 мм.
Освен ако не го направите настрани.
Обективът на перископа работи много като перископ на подводница. Светлината навлиза в предния елемент и след това се отразява на 90 градуса от огледало под ъгъл. Той преминава през всички други елементи на обектива, преди да удари сензора на камерата и след това се записва като снимка. Чрез промяна на посоката, в която се движи светлината, по-дългите лещи не трябва да са толкова дълбоки, защото могат да бъдат широки.
За производителите на телефони това е сериозно предимство. Много по-практично е да се намери необходимото пространство за по-дълъг телеобектив хоризонтално, отколкото да се свие сензорът или да се направи по-дебел телефон.
По този начин производителите не се ограничават до обективи с еквивалент на 50 мм с 2x оптично увеличение (или, при натискане и с някакъв съмнителен маркетинг, 3x). Това прави възможни обективи от 100 мм (около 5x увеличение) или дори еквивалентни на 200 мм (около 10x увеличение).
Разбира се, все още има компромиси и технологията е нова, но тя прескача най-голямото ограничение за добавяне на оптично увеличение към смартфон.
Цифрово срещу оптично увеличение
Сега, ако мислите, че вашият iPhone вече има 10-кратно увеличение, ще бъдете прави, но също така много грешите. Има причина да говорим предимно за фокусно разстояние, а не за множители на увеличение.
Това е така, защото има важна разлика между оптично и цифрово (или подобрено, супер разделителна способност, пространство или подпомагано от AI) увеличение. При оптично увеличение увеличението е резултат от оптичните свойства на обектив с по-голямо фокусно разстояние. Отдалечените обекти наистина изглеждат по-близо, сякаш се виждат през телескоп, без загуба на качество на изображението.
Това 10-кратно увеличение на iPhone е само близко изрязване на 2-кратното увеличение.
Цифровото увеличение, в многобройните му форми, е просто изискан начин да кажете, че снимката е изрязана, за да изглежда като увеличено изображение. Разбира се, цифровото увеличение измина дълъг път. С високо мегапикселови сензори, „бининг“ (множество пиксела, третирани като един, голям пиксел) и по-добри алгоритми за увеличаване, производителите получават по-добри резултати.
Все пак наистина е същото като просто да направите снимка и да я изрежете по-късно. Не получавате истинско увеличение и винаги ще има загуба в качеството на изображението, докато увеличавате допълнително.
Разбира се, не можете да изградите маркетингова кампания около тази част от истината.
Налични са лещи за перископ
Apple няма да бъде първата, която ще се присъедини към партито Periscope. Китайските производители (по-специално Oppo и Huawei) си играят с тях от няколко години. Huawei P40 Pro+ с пет камери има 10x перископен телеобектив, който е еквивалентен на 240 мм обектив на камера с пълен кадър.
Широкоъгълната камера в Huawei P40 Pro.
По-широко разпространеният Samsung Galaxy S20 Ultra има 5x телеобектив на перископ, който е приблизително еквивалентен на 100 mm. Въпреки това, преувеличеният маркетинг на Samsung прави всичко възможно да прикрие тази информация с някои наистина нелепи множители.
Перископът с 5x оптично увеличение. Проверете качеството на изображението!
Подобно на много други функции на телефона, дори ако Apple не беше първият, той пак ще направи огромен фурор, когато влезе на пазара. Мисля, че можем спокойно да предположим, че между сега и всеки път, когато евентуалният iPhone-с-перископски обектив стартира, това ще стане много по-търсена функция.