Rywalizacja w smartfonach zawsze była grą liczbową. Która firma może pochwalić się największą liczbą megapikseli, aparatów czy (coraz częściej) zoomu? Jednak jeśli chodzi o prawa fizyki, zoom optyczny i cienkie telefony po prostu nie idą w parze.
W lipcu 2020 r krążyły plotki że Apple może dodać peryskopowy teleobiektyw do przyszłego iPhone’a. Obiektywy peryskopowe istnieją już od jakiegoś czasu i starannie omijają problemy związane z rozmiarem, jakie mają tradycyjne teleobiektywy.
Oto, jak działają i co to oznacza dla przyszłości branży smartfonów.
Spis treści:
W fotografii rozmiar ma znaczenie
Największe ograniczenia związane z fotografią zawsze były fizyczne, a nie technologiczne. Istnieją pewne prawa dotyczące optyki, których po prostu nie można zaprojektować. Dlatego obiektywy do lustrzanek cyfrowych i aparatów bezlusterkowych są tak duże i ciężkie. Aby zapewnić długie ogniskowe i szeroką aperturę, same soczewki muszą mieć określony rozmiar.
Na przykład obiektyw o ogniskowej 200 mm i maksymalnym otworze względnym f / 2,8 musi mieć przednią soczewkę o szerokości większej niż 70 mm (lub 3 cale). I to nie obejmuje kwestii produkcyjnych.
Aparaty w smartfonach mają te same ograniczenia, ale na znacznie mniejszą skalę. Ponieważ mają mniejsze czujniki, uzyskują większe powiększenie przy krótszych ogniskowych. Jednak takie rozwiązanie wiąże się z wieloma kompromisami.
Na przykład iPhone 11 Pro ma 52-milimetrowy, pełnoklatkowy teleobiektyw, który w rzeczywistości ma tylko 6 mm. Oznacza to, że jeśli chcesz zrobić to samo zdjęcie profesjonalną lustrzanką cyfrową, potrzebujesz obiektywu 52 mm. Ponieważ czujnik teleobiektywu aparatu iPhone’a ma rozmiar 1 / 3,6 cala (około 5 mm po przekątnej), uzyskasz równoważne powiększenie.
Jednak producenci zaczynają mieć problemy. Nie można znacznie zmniejszyć czujników kamery bez kompromisów, których nie da się opanować. Małe czujniki działają o wiele gorzej w słabym świetle i mają trudniejszy czas przy wyższych rozdzielczościach.
Gdyby Apple chciał uzyskać większy zoom w iPhonie, mógłby (teoretycznie) zmniejszyć o połowę rozmiar czujnika. Jednak prawdopodobnie byłoby drogie w produkcji i straszne w użyciu.
Lepszą opcją jest zwiększenie rozmiaru obiektywu.
Omijanie problemu
Zwiększenie rozmiaru obiektywu wiąże się również z problemami. IPhone 11 Pro ma tylko 8,1 mm grubości. Nawet jeśli obiektyw o ogniskowej 6 mm nie musi mieć dokładnie 6 mm długości, to musi być blisko. Tak więc nadal będzie zajmować znaczną ilość dostępnego miejsca na smartfonie. Po prostu nie ma wystarczająco dużo miejsca, aby dodać obiektyw 12 mm do telefonu o grubości zaledwie 8 mm.
Chyba że robisz to bokiem.
Soczewka peryskopowa działa podobnie jak peryskop na łodzi podwodnej. Światło wpada do przedniej soczewki, a następnie jest odbijane pod kątem 90 stopni przez ustawione pod kątem lustro. Przechodzi przez wszelkie inne elementy obiektywu przed uderzeniem w czujnik aparatu, a następnie jest zapisywany jako zdjęcie. Zmieniając kierunek, w którym przemieszcza się światło, dłuższe soczewki nie muszą być tak głębokie, ponieważ mogą być szerokie.
Dla producentów telefonów to poważna zaleta. O wiele bardziej praktyczne jest znalezienie niezbędnego miejsca na dłuższy teleobiektyw poziomo, niż zmniejszenie czujnika lub wykonanie grubszego telefonu.
W ten sposób producenci nie są ograniczeni do obiektywów o średnicy 50 mm z 2-krotnym zoomem optycznym (lub za naciśnięciem przycisku i przy wątpliwym marketingu, 3x). Umożliwia stosowanie obiektywów 100 mm (około 5-krotnego zoomu) lub nawet odpowiedników 200 mm (około 10-krotny zoom).
Jasne, wciąż są kompromisy, a technologia jest nowa, ale zgrabnie pomija największe ograniczenie dodawania zoomu optycznego do smartfona.
Zoom cyfrowy a zoom optyczny
Teraz, jeśli myślisz, że Twój iPhone ma już 10-krotny zoom, miałbyś rację, ale także bardzo się mylił. Jest powód, dla którego odnosimy się głównie do ogniskowej, a nie mnożników zoomu.
Dzieje się tak, ponieważ istnieje ważna różnica między zoomem optycznym i cyfrowym (lub ulepszonym, super rozdzielczości, kosmicznym lub wspomaganym sztuczną inteligencją). W przypadku zoomu optycznego powiększenie wynika z właściwości optycznych obiektywu o dłuższej ogniskowej. Odległe obiekty rzeczywiście pojawiają się bliżej, jakby były widziane przez teleskop, bez utraty jakości obrazu.
Ten 10-krotny zoom w iPhonie to zaledwie niewielki kadr z dwukrotnego powiększenia.
Zoom cyfrowy, na wiele sposobów, to po prostu fantazyjny sposób na powiedzenie, że zdjęcie jest przycięte, aby wyglądało jak powiększony obraz. Oczywiście zoom cyfrowy przeszedł długą drogę. Dzięki czujnikom o wysokiej rozdzielczości, „binningowi” (wiele pikseli traktowanych jako jeden, duży piksel) i lepszym algorytmom skalowania w górę producenci uzyskują lepsze wyniki.
Mimo wszystko to tak naprawdę to samo, co zrobienie zdjęcia i późniejsze przycięcie go. Nie uzyskujesz prawdziwego powiększenia, a dalsze powiększanie zawsze spowoduje utratę jakości obrazu.
Oczywiście nie możesz zbudować kampanii marketingowej wokół tej prawdy.
Dostępne są soczewki peryskopowe
Apple nie będzie pierwszym, który dołączy do imprezy peryskopowej. Chińscy producenci (w szczególności Oppo i Huawei) bawią się nimi od kilku lat. Pięć aparatów Huawei P40 Pro + ma 10-krotny peryskopowy teleobiektyw, który jest odpowiednikiem obiektywu 240 mm w aparacie pełnoklatkowym.
Szerokokątny aparat w Huawei P40 Pro.
Szerzej dostępny Samsung Galaxy S20 Ultra ma 5-krotny teleobiektyw peryskopowy, który z grubsza odpowiada 100 mm. Jednak przesadny marketing Samsunga stara się ukryć te informacje niektórymi naprawdę śmieszne mnożniki.
Peryskop z 5-krotnym zoomem optycznym. Sprawdź jakość obrazu!
Podobnie jak wiele innych funkcji telefonu, nawet jeśli Apple nie był pierwszy, nadal będzie miał ogromny wpływ, gdy wejdzie na rynek. Myślę, że możemy spokojnie założyć, że od teraz do chwili premiery iPhone’a z obiektywem peryskopowym stanie się to znacznie bardziej pożądaną funkcją.