зачем на телефоне две камеры
Зачем смартфону много камер
Содержание
Содержание
В сентябре 2016 года мир увидел iPhone 7 plus со сдвоенной камерой — возможно, не первый, но наиболее известный двухкамерный смартфон того времени. С того момента многие узнали, что в смартфоне может быть не одна фронтальная камера. Сегодня, похоже, двух уже недостаточно: производители выпускают модели с тремя-четырьмя камерами, и это считается нормальным. Попробуем разобраться, почему смартфон с одной камерой уже не в тренде.
Ха-ха, одноглазый!
Одну фронтальную камеру ставят и в ультрабюджетные, и в достаточно продвинутые модели. Разница в качестве самого сенсора (матрицы) и объектива (оптики). Если с сенсором можно «поиграть» мегапикселями, то с оптикой производители особо не экспериментируют — объектив камеры делается универсальным и с достаточным углом обзора, чтобы вам не приходилось отходить подальше для съемки, например, группы людей. Независимо от стоимости материалов, сложности оптической конструкции, вы увидите ожидаемую картинку — это «нормальный объектив».
Нормальный он потому, что привычный. Широкоугольные объективы захватывают больше объектов в кадре, но дают серьезные искажения по краям. Телеобъективы приближают изображение, но за счет длинного фокусного расстояния не могут нормально сфокусироваться при съемке с коротких дистанций. Поэтому в смартфонах используется универсальная оптика: недостаточно широкая, недостаточно дальнобойная, но покрывающая большинство потребностей.
Но даже большое количество мегапикселей не спасает, когда пользователь пытается сфотографировать что-то вдалеке. Цифровой зум приближает объект, но картинка резко теряет в детализации и качестве даже с учетом программной стабилизации на самых крутых сенсорах. Просто объектив выдает слишком широкую картинку, и для приближения объекта приходится очень сильно «зумить».
Смотри в оба!
Вторая камера в нашумевшем iPhone 7 plus — это телеобъектив, который видит все в два раза ближе, чем первый. Его применение позволило приближать картинку с меньшей потерей качества — классический цифровой зум срабатывает позже. Появилось понятие «гибридного зума», когда цифровое приближение основной камеры используется совместно с изображением от второго объектива.
Но преимущество двух объективов не только в приближении. При обработке стерео-картинки с двух объективов появилась возможность составлять так называемую «карту глубины», то есть определять, какие объекты в кадре расположены ближе, а какие — дальше. Для этого проекции с двух объективов попиксельно сравниваются в реальном времени — ресурсоемкая задача даже для флагманской модели. Полученная карта глубины используется для создания искусственного размытия заднего фона в портретных и предметных снимках — эффекта боке.
Вторая камера обычно не блещет мегапикселями, особенно в среднем ценовом диапазоне и ниже,— она используется как вспомогательная зум-камера и камера глубины. Например, у Sony Xperia 10 Plus за двукратное оптическое приближение отвечает камера на 8 Мп. А в Honor View 20 за глубину и вовсе отвечает сенсор на 5Мп.
В общем, вторая камера — это либо простейший сенсор глубины, либо телеобъектив с функцией замера глубины.
Третьим будешь?
Если вторая камера обычно используется для приближения, то третья, наоборот, расширяет угол обзора и фиксирует в кадре то, что не попадает в основной объектив. Такую камеру называют широкоугольной. Она подходит для съемки ландшафта, архитектурных сооружений, большой группы людей и, за счет короткого фокусного расстояния, неплохо работает в макро-режиме.
Данные с широкоугольного объектива также могут использоваться и для стабилизации видео, как это реализовано, например, в Samsung Galaxy S10.
Систему из трех объективов — широкоугольного, штатного и телеобъектива — можно считать универсальным набором фотографа. Штатная камера на все случаи жизни дополняется еще двумя: «ширик» спасет, если объект не входит в кадр, а «телевик» — если объект слишком далеко. С таким смартфоном не придется ни отходить назад, ни подходить ближе.
Но третья камера не всегда предназначена для широкоугольной съемки. Например, в Huawei P20 Pro под третьим зрачком прячется монохромный сенсор матрицы, для съемок в «аппаратном» ЧБ и получения большего количества деталей.
Три камеры и можно бы остановиться, но нет.
Дважды два — четыре!
Аппаратов с четырьмя камерами мало. Четвертая — и не камера обычно, а вспомогательный сенсор глубины. Он часто даже рядом не стоит с основным блоком камер ни по параметрам, ни буквально.
Но есть исключения. У Honor 20 Рroза четвертым глазком прячется отдельная макро-камера.
А в Samsung Galaxy Note 10+ рядом с блоком трех объективов есть сенсор времяпролетной камеры — он замеряет скорость возврата отраженного светового импульса. Это почти как сенсор глубины, но гораздо более точный — погрешность всего пара миллиметров. Когда-нибудь такие камеры позволят делать не просто фотографию, а 3D-модель. Пока же они используются в экспериментах с дополненной реальностью и для разблокировки устройства по лицу владельца.
Идем на рекорд!
Если не учитывать экспериментальные и выставочные образцы, то среди многокамерных смартфонов, которые можно пойти и купить, лидером становится Nokia 9PureView — пять камер! Впрочем, только две снимают в цвете, а оставшиеся три — монохромные. Помимо настоящего, аппаратного режима съемки в ЧБ, эти сенсоры используются для фиксации мельчайших теней и бликов на сложных текстурах. В результате фотография получается глубокой и детализированной. А настройки фокуса можно изменить уже на готовом снимке.
Здесь работу камеры можно сравнивать с профессиональной фотографией в RAW, но такие функции глубокой настройки нужны далеко не всем.
Так сколько нужно камер для счастья?
Если не впадать в крайности, то смартфон с тремя камерами сможет и «объять необъятное» в кадре и качественно приблизить «журавля в небе». При этом даже «разнопиксельные» конфигурации сенсоров дадут неплохой результат.
Если нравится фотографировать людей и играть с перспективой, а пейзажи и архитектура не вызывают трепета — модели с двумя камерами выдадут неплохие портреты с размытием фона и обеспечат качественное приближение картинки.
Когда нет желания возиться с настройками, режимами и эффектами, однокамерные модели предпочтительнее.
Двойные камеры в смартфонах: чем они хороши и как работают?
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.
Зачем смартфону двойная камера
Всё чаще появляются смартфоны, обладающие не одним, а сразу двумя объективами камеры. Мы имеем в виду не фронтальную и тыльную, а именно два «глазка» на тыльной стороне смартфона. Зачем это нужно? Разбираемся
На первый взгляд может показаться, что двойная камера — это просто очередная маркетинговая уловка. Но самом деле это не совсем так. В статье «Любительская фотосъёмка: выбор техники» мы уже писали, что главный недостаток смартфонов по сравнению с компактными цифровыми фотоаппаратами — отсутствие оптического увеличения или «зума». Традиционная камера в смартфоне обладает широкоугольным объективом, что, во-первых, совсем не подходит для съёмки лиц — они получаются слишком выпуклыми, с неестественной геометрией. Во-вторых, какие-то удалённые объекты получаются вообще мелкими.
Зум-объектив в фотоаппаратах — довольно сложная конструкция, но если вкратце, то линзы в нём перемещаются дальше и ближе друг к другу. Поэтому все объективы в фотоаппаратах такие выпуклые, исключение составляют разве что отдельные модели компактных камер от Sony, где объектив сделан вровень с корпусом, просто внутри под 45 градусов установлено зеркало, а линзы перемещаются вдоль корпуса.
Короче говоря, для всей этой механики и оптики в смартфоне просто слишком мало места. Можно сделать матрицу (фотосенсор) и линзы маленькими, но тогда пострадает качество изображения. Казалось бы, ситуация патовая.
Но решение оказалось очень простым — достаточно лишь установить не одну камеру, а две, с разными фокусными расстояниями объективов. Пусть один объектив имеет эквивалентное фокусное расстояние, например, 24 мм (широкий угол), а второй — 50-55 мм (нормальное фокусное расстояние). Таким образом можно выполнять оптическое увеличение в два раза, просто переключая камеры программно.
Учитывая, что в наши дни стоимость самого модуля камеры в смартфоне (даже очень качественного) не такая уж высокая, удвоение камеры практически не отразилось на цене флагманских смартфонов.
Впрочем, оптический зум — не единственное использование второй камеры. Прежде чем двукратный зум стал трендом, вторую камеру различные производители использовали и для других целей. В LG G6 дополнительный модуль обладал, напротив, ещё меньшим фокусным расстоянием, таким образом превращаясь в сверхширокоугольный объектив. А в Huawei P9 вторая камера делала только чёрно-белые снимки, но с более высокой светочувствительностью. Программное обеспечение смартфона объединяло изображение с обеих камер, достигая меньшего количества шумов и большей резкости, чем при использовании только первой камеры.
Однако поскольку моду на вторую камеру ввела, по сути, Apple в своём iPhone 6 Plus, то рано или поздно все производители пришли именно к тому решению, которое внедрила эта компания, а именно: двукратный оптический зум. Тем не менее, как мы уже видели на примере Huawei P9, информация с обоих модулей может использоваться для того, чтобы улучшать качество снимков.
Действительно, двойная камера расширяет функциональность фотосъёмки на смартфон. Например, она позволяет программному обеспечению отделять фон от объекта съёмки (объект — то, на чём сфокусировался объектив камеры). Фон потом можно размывать для создания впечатления «профессионального» портрета или вообще убрать — якобы портрет был снят в профессиональной студии.
Также практически все производители смартфонов в один голос обещают, что в любом случае при съёмке информация с обеих камер используется для фильтрации шумов и достижения большей резкости. Это, впрочем, уже как раз может оказаться и чисто маркетинговой заманухой. К примеру, если сравнить «однокамерный» iPhone 8 и «двухкамерный» iPhone 8 Plus, то окажется, что при съёмке на широкоугольную камеру заметить хоть какую-то разницу не представляется возможным. Разве что данные с широкоугольной камеры используются при съёмке на вторую камеру — это имело бы смысл. Дело в том, что, опять же, законы физики не позволяют при текущих технологиях реализовать одинаковую светосилу для широкоугольной и «нормальной» камер смартфонов, поэтому основная, широкоугольная, камера имеет большую светосилу и способна снимать с меньшим количеством шумов в потёмках, чем дополнительная.
Как в смартфонах появилось несколько камер и к чему это привело
Александр Щербаков
Продолжаем разбирать спорные идеи, которые нам пытаются навязать производители. Мы уже обсудили складные смартфоны с двумя экранами и прозрачные телефоны, теперь хочу поговорить о том, как в смартфонах появилось две-три и больше основных камер, и почему это не всегда удачное решение.
Под телефонами с двойной камерой мы не будем рассматривать модели, у которых есть одна основная и одна фронтальная камеры — тут все просто. Речь идет о двух или нескольких объективах, расположенных рядом.
Первые телефоны с «настоящей» двойной камерой использовали для 3D. Первым таким был Samsung SCH-B710 в далеком 2007 году — он продавался только в Корее, поэтому про него многие даже не слышали.
У этого телефона был экран, который передавал 3D-эффект без специальных очков. Объемных игр или видео в то время не было, поэтому в него добавили две камеры, чтобы владелец такого устройства мог хотя бы разглядывать свои объемные фотографии. Правда, это были камеры посредственного качества с разрешением 1,3 Мп, поэтому сами можете представить, какое там было 3D.
После этого экспериментального телефона на рынке было еще несколько смартфонов с 3D-экраном и двойной камерой для съемки фото и видео со стереоэффектом — из более популярных можно вспомнить LG Optimus 3D и HTC Evo 3D, но на самом деле их намного больше. Даже у той же LG было несколько смартфонов с двойной камерой для съемки 3D, а еще есть вариации от Sharp, ZTE и множества других компаний.
3D в телефонах так и не взлетело, как и в телевизорах, а для других задач никто не видел необходимости в двух камерах. Только в 2014 году HTC придумала, что в смартфоне One M8 будет стоять двойная камера — основной модуль на 4 Мп и вспомогательный на 2 Мп. Вторая камера нужна была только для двух функций — программного размытия фона или изменения точки фокусировки на готовом снимке.
Правда, эти дополнительные функции работали далеко не идеально. Да и большие пиксели основной камеры усугубляли ситуацию — из-за низкого разрешения страдала детализация на снимках. Так что маркетинговый трюк с двойной камерой от HTC не взлетел.
В том же 2014 году Huawei представила Honor 6 Plus с двумя камерами на 8 Мп. Посыл тот же самый — можно управлять точкой фокусировки на снимках и даже имитировать разную глубину резкости. На практике это работало не очень — точно не лучше, чем в смартфонах, которые пытались делать то же самое с одной камерой.
Поэтому возникает вопрос — стоит ли эти сомнительные функции того, чтобы ради них ставить вторую камеру в смартфон. Но, похоже, у производителей смартфонов такой вопрос не возник, поэтому 2014 год можно обозначить началом моды на смартфоны с несколькими камерами.
В 2015 году LG представила V10 — только двойной у него была не основная камера, а фронтальная. Специально для селфи к обычной камере добавили широкоугольную, чтобы в кадр попадало больше людей. Такой вариант выглядит даже разумнее, чем все предыдущие варианты двойных камер в смартфонах.
Самой LG этот вариант тоже понравился, поэтому во флагмане G5 появилась уже основная камера с дополнительным широкоугольным модулем. Но с этим смартфоном было много других проблем, так что пойдем дальше.
Другую реализацию двойной камеры придумала Huawei вместе с Leica. Во флагман P9 тоже поставили вторую камеру, только не обычную, а монохромную. По словам производителя, она помогала расширять динамический диапазон и получать больше света. Как на самом деле это работало — знают только инженеры компании.
Зато монохромная камера Huawei позволяла делать красивые черно-белые снимки:
Apple в 2016 году предложила другой вариант исполнения двойной камеры — в iPhone 7 Plus появилась камера-телевик. При переключении между двумя объективами получается 2-кратный оптический зум — оптимально для портретов или предметной фотографии. Сейчас такая схема используется повсеместно, потому что габариты смартфонов не позволяют вместить объектив с изменяемым фокусным расстоянием, как в больших камерах.
Но у iPhone 7 Plus была одна проблема — длиннофокусные объективы требуют больше света. У второй камеры не было стабилизации, поэтому светосилы объектива было недостачно. В итоге смартфон для 2-кратного зума при плохом освещении использовал не дополнительную камеру, а кропал изображение с основной камеры — это уже программный, а не оптический зум. Честное увеличение работало только днем при хорошем свете.
Ситуация улучшилась только в iPhone X, когда ко второй камере добавили оптическую стабилизацию.
К чему мы пришли
Последние три года идет настоящая гонка — кто больше. Так, например, появился Samsung Galaxy A9 с четырьмя камерами, из которых нормально снимала только основная, а широкоугольная и «телевик» давали картинку намного хуже. Этот набор дополнили так называемым датчиком глубины — специальной камерой для программного размытия фона. Тут стоит вспомнить HTC One M8.
Тут нельзя не вспомнить про Nokia 9 с хитрой системой из пяти камер, которые на деле оказались не так хороши
Сейчас смартфон с двумя-тремя или даже большим количеством камер — это норма. Только если в дорогие флагманы ставят хорошие сенсоры с качественными объективами, как в iPhone 11 Pro или Galaxy S20, то в бюджетные и средние модели ставят что попало — в лучшем случае не очень качественный широкоугольный модуль, но чаще всего дают бесполезный датчик глубины или макро-камеру на 2 Мп.
Поэтому мне в этом плане больше нравится подход Apple — компания пытается выжать из всего максимальную прибыль, но при этом сохраняет базовую рациональность. Так в условно-недорогом iPhone SE (2020) есть только одна хорошая камера без отдельных модулей для боке или макро. Если вам нужен широкоугольный объектив или оптический зум, то есть более дорогие iPhone 11 и 11 Pro.
Хотя Apple тоже любит хитрить с камерами. Например, компания рассказывает, что в новом iPhone 12 Pro Max есть пятикратный зум, но это не совсем так. Компания считает оптический зум от самого широкоугольного модуля до телефото-объектива — там действительно получается увеличение в 5 раз. Только обычно принято считать зум от основного модуля к телевику — поэтому на самом деле в 12 Pro Max увеличение только 2,5-кратное, а не 5-кратное.
Попробуйте с первого раза понять, какую камеру вы получите / скриншот сайта Apple
Предлагаю обсудить в комментариях, нужны ли смартфонам двойные или тройные камеры, особенно в бюджетных смартфонах. Как часто в жизни вам нужен «телевик» или широкоугольная камера, если вы не увлекаетесь фотографией?