2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Зачем в смартфоне двойная камера

Зачем смартфонам две камеры?

За последние пару лет сразу несколько крупных производителей смартфонов независимо друг от друга выпустили ряд моделей, оснащённых более чем одной камерой. Но, как это часто бывает, всё новое — хорошо забытое старое, ведь первые подобные гаджеты появились ещё в 2011 году. В данной статье мы вспомним, зачем смартфону были нужны две камеры тогда и как они используются сейчас, а также немного поразмышляем о том, есть ли у этой технологии будущее.

Мода на 3D

2011-й был годом повальной моды на домашнее 3D — активно рекламировались и выпускались многочисленные телевизоры с поддержкой стереоизображения. Не обошёл этот тренд и смартфоны: в том же году увидели свет HTC EVO 3D и LG Optimus 3D. Экраны в данных гаджетах использовали параллаксный барьер — специальное покрытие в виде набора щелей, которое позволяло левому глазу видеть одну половину пикселей, а правому — другую. На таких смартфонах можно было просматривать не только загруженный 3D-контент, но и отснятый самостоятельно, для чего в устройства и была добавлена вторая основная камера.

Несмотря на то, что у пользователей такие аппараты вызвали неподдельный интерес, снискать славы им не удалось: и так небольшое разрешение дисплеев ради стереоэффекта снижалось вдвое, да и держать смартфон в одной точке, в которой картинка бы не разделялась на разные части, оказалось не так просто. Выпуск в 2012 году новой модели LG Optimus 3D MAX описанных проблем не решил, и очень скоро об этих гаджетах все позабыли.

Стоит упомянуть и провальный Amazon Fire. Данное устройство имело на фронтальной панели четыре инфракрасные камеры, предназначенные для распознавания положения головы пользователя, что позволяло трёхмерному интерфейсу гаджета подстраиваться в зависимости от угла взгляда. Эта технология была игрушкой даже в большей степени, чем стереоизображение в смартфонах HTC и LG, и практически не заинтересовала покупателей.

Мода на постобработку

Выпуск пленоптической камеры (камеры светового поля) Lytro в 2011 году хоть и не совершил революцию, однако заставил многих разработчиков обратить внимание на перспективное направление в фотографии. Отличие пленоптической камеры от обычной заключается в использовании массива микролинз, что позволяет устройству получать полную информацию о световом поле. Сделанные на такую камеру снимки пригодны для создания стереоизображений, изменения фокусировки и глубины резкости при постобработке.

Очевидно, что оснастить камеру смартфона массивом микролинз, снижающим разрешение итоговых снимков минимум в 10 раз, попросту нереально, однако добиться возможности изменения фокусировки и диафрагмы удалось более простым способом — добавлением второй матрицы. Дополнительной камере не обязательно обладать высоким разрешением: принцип работы подобной системы основан на стереоэффекте, а получить разницу в глубине снимков можно даже с двухмегапиксельным сенсором. Системы с двумя камерами для последующего изменения фокусировки и диафрагмы используют такие смартфоны, как DEXP Ixion Zenith и ZTE Axon Elite.

DEXP Ixion Zenith получил «обычную» камеру на 12 Мп, а вот его дополнительная камера всего лишь двухмегапиксельная. Тем не менее, даже этого оказалось достаточно для реализации изменения фокусировки и диафрагмы отснятых фотографий. Также аппарат оснащён процессором Qualcomm Snapdragon 615 и 3 ГБ оперативной памяти.

В ZTE Axon Elite, обладающем сенсорами с разрешением 13 Мп и 2 Мп, используется такая же схема. Помимо двух камер этот смартфон примечателен 5,5-дюймовым дисплеем Full HD, процессором Qualcomm Snapdragon 810, 3 ГБ оперативной памяти и сканером отпечатков пальцев.

Lenovo Vibe S1 стоит в этом списке особняком. В данном гаджете используются не основные камеры, а фронтальные, на 8 Мп и 2 Мп. Vibe S1 оснащён 5-дюймовым дисплеем Full HD, восьмиядерным SoC Mediatek MT6752 и 3 ГБ ОЗУ.

Мода на монохром

Монохромные снимки ценятся фотографами не только за оригинальность, но и за большую по сравнению с цветными изображениями резкость, которая достигается благодаря отсутствию цветного фильтра Байера. Если смартфон оснастить двумя камерами, цветной и монохромной, это позволит как реализовывать художественную задумку в монохромных снимках, так и получать более резкие цветные фотографии. Такая возможность появляется за счёт программного совмещения цветного и монохромного изображений.

В Huawei P9 две камеры были впервые использованы именно с такой целью. Одна из них монохромная, в остальном же параметры идентичны: сенсор на 12 Мп, фокусное расстояние 27 мм и диафрагма f/2.2. Другие характеристики гаджета также флагманские, в том числе 5,2-дюймовый дисплей с разрешением 1920х1080 пикселей, четырёхъядерный процессор HiSilicon Kirin 955 и 3 или 4 ГБ оперативной памяти.

Чуть позже цветная и монохромная камеры появились в других смартфонах компании Huawei (модели Honor 8 и Honor 6X) и устройствах прочих производителей.

Так, LeEco Cool1 Dual обладает двумя сенсорами на 13 Мп и диафрагмой f/2.0. В отличие от Huawei P9 этот смартфон с восьмиядерным Qualcomm Snapdragon 652 относится к среднему сегменту. Остальное оснащение похожее — 5,5-дюймовый дисплей Full HD и 3 или 4 ГБ ОЗУ.

Xiaomi Mi5s Plus — другой пример подобного устройства. Характеристики его камеры идентичны LeEco Cool1 Dual: диафрагма f/2.0, матрицы на 13 Мп. А вот прочее «железо» у гаджета от Xiaomi чуть мощнее — четырёхъядерный Qualcomm Snapdragon 821 и 4 или 6 ГБ оперативной памяти.

Что бы сделать ещё?

Мы перечислили далеко не все функции, которые смартфоны могут получить благодаря дополнительной камере. Например, компании LG и Apple придумали собственные уникальные «фишки». Южнокорейская корпорация сделала ставку на максимально широкий угол обзора: фокусное расстояние одной из камер в LG G5 составляет всего 12 мм, в то время как для «обычной» камеры это значение равняется 29 мм. Такое решение позволяет охватывать как можно большее пространство, что важно, скажем, при фотографировании групп людей или при съёмке в помещениях. Другие характеристики камер тоже значительно различаются: разрешение 8 Мп и диафрагма f/2.4 у широкоугольной, разрешение 16 Мп и диафрагма f/1.8 у «обычной». Помимо двойной камеры, одной из основных изюминок LG G5 стала поддержка съёмных модулей. Прочее оснащение тоже топовое — 5,3-дюймовый QHD-дисплей, процессор Qualcomm Snapdragon 820 и 4 ГБ оперативной памяти.

Читать еще:  Как использовать карамельную патоку

Компания Apple пошла противоположным путём и сузила угол обзора дополнительной камеры, которая в iPhone 7 Plus имеет фокусное расстояние целых 56 мм против 28 мм у «обычной». Такая телелинза позволяет осуществлять двукратный зум без потери разрешения снимка, но захватывает меньше света. В отличие от LG G5, операционная система сама решает, какую именно камеру использовать. Разрешение у камер iPhone 7 Plus одинаковое — 12 Мп, но диафрагма отличается — f/1.8 у «обычной» и f/2.8 у камеры с телелинзой. В числе прочих характеристик флагмана Apple следует упомянуть 5,5-дюймовый Full-HD-дисплей, четырёхъядерный процессор Apple A10 Fusion и 3 ГБ оперативной памяти.

Заключение

В попытках представить новый флагман в выгодном свете в сравнении с другими смартфонами компании порой внедряют довольно странные решения, включая установку двух камер. Однако мало оснастить устройство камерами — нужно придумать, какую функцию они будут выполнять. Мы насчитали как минимум пять вариантов, которые используют разные производители. Это способно запутать покупателя, не знакомого с модельными рядами перечисленных фирм. Какие из возможностей дополнительной камеры пользователям нужны, а какие нет — покажет время и успехи конкретных моделей. По крайней мере, двойная камера для стереофотографий проверку временем не выдержала.

Дальше всех в количестве камер в смартфоне продвинулась компания Intel, создав устройство RealSense Smartphone Developer Kit. Как нетрудно догадаться из длинного названия гаджета, он предназначен для разработчиков. Изюминкой аппарата стал модуль Intel RealSense Camera ZR300, состоящий из двух инфракрасных камер, короткофокусной широкоугольной камеры с объективом «рыбий глаз» и обычной цветной камеры.

Конечно, этот смартфон не позиционируется как потребительское устройство и нужен тем, кто разрабатывает системы слежения и обработки изображений. Но кто знает, на что ещё готовы производители ради привлечения внимания к своим гаджетам. Как вы считаете, возможен ли такой сценарий или в скором времени все компании вернутся к использованию одной камеры в своих аппаратах?

Зачем смартфону двойная камера?

Многие гики уже не могут представить смартфон без двойной камеры. Но на сколько она действительно нужна и что дает обычному пользователю?

Как только в прошлом году пошли слухи, что Apple хочет сделать смартфон, где будут сразу два модуля, производители не на шутку всполошились и начали на перебой делать двуглазые смартфоны.

У кого-то получилось хорошо, у кого-то плохо, а у некоторых просто отвратно. Но какие реально преимущества на самом деле есть у двойной камеры? Как она работает, что дает и что же лучше – смартфон с одним или двумя модулями?

Принцип работы

Работает двойная камера точно так же как и одинарная. Свет проходит через линзу попадает на матрицу, процессор считывает информацию с сенсора и преобразовывает ее в фото или видео.

С двойными камерами все тоже самое, только вместо одной матрицы здесь две, которые работают независимо друг от друга, а значит вся обработка и склейка снимков происходит именно в процессоре и чем более продвинутым он будет, тем качественнее получатся снимки.

Для качественных фото также важны программные алгоритмы, а какие функции имеет второй модуль зависит от того что заложит производитель.

Оптический зум

Например, вторая камера в iPhone 7 Plus предназначена для оптического зума. Первый модуль снимает широкоугольным объективом, а второй телеобъектив позволяет получить зуммированные фотографии без потери качества.

Раньше зум в смартфонах был по большей части цифровой, то есть смартфон делал большую фотографию на 16 Мп и обрезал необходимый фрагмент программно (например, в 2 раза) и получалась фотография уже не 16 Мп, а всего 8 Мп, соответственно терялось и качество. Теперь же второй модуль обладает оптическим зумом, то есть фото, увеличенное в 2 раза получается без потерь качества. Но не все производители пошли по такому пути.

Увеличение динамического диапазона

Некоторые используют второй модуль для иных целей. Как, например, двойная камера в Huawei P20. Она создана не для зума, а для увеличения динамического диапазона и на зум она не способна. Один модуль у нее обычный, а второй монохромный и снимает только в черно-белом виде. По словам разработчиков это дает больше деталей в тенях, а сами снимки получаются лучше по качеству, хотя разницу способен увидеть только профессионал.

Улучшение детализации

Производители не всегда вставляют одинаковые матрицы в оба модуля. Чаще один модуль делают с меньшим количеством мегапикселей, но при этом с большей светосилой. А второй с большим количеством мегапикселей, но менее светосильным.

Читать еще:  Какой вирус необратимо подавляет иммунную систему человека

Объединяя два таких фотоснимка можно получить более детализированную картинку. Потому как из первого снимка берется информация о цветах, а у второго о деталях.

Смена фокуса

Также некоторые производители используют второй модуль для получения снимков со сменным фокусом. То есть сперва вы сделали фотографию, а потом уже в галерее поменяли точку фокусировки, если это необходимо.

Размытие фона

Ну и наконец, любой смартфон с двойной камерой умеет размывать задний фон, вернее создавать эффект глубины резкости (боке).

На самом деле размытие происходит программно. Вторая камера нужна для более точного определения объекта в пространстве. Процессор делает два снимка на обе камеры, сопоставляет их и определяет какой именно объект вы хотели разместить на передний план, после чего накладывает фильтр в реальном времени и как бы размывает фон. При этом часто можно самостоятельно задавать снимку степень размытия фона. Это называется программной диафрагмой. Чем сильнее открыта диафрагма, тем сильнее будет размыт задний фон, но скорее всего больше важных деталей пропадет со снимка и наоборот.

Программные алгоритмы

Имея дело с двойной камерой очень важны программные алгоритмы, которые обрабатывают снимок. Если алгоритмы правильные и работают без ошибок, то размытие заднего фона происходит верно – не стираются нужные объекты, а края выходят ровными.

На данный момент не существует такой камеры, которая всегда и безошибочно определяет где заканчивается объект и начинается задний фон.

Лучшие смартфоны с двойной камерой

Вот несколько моделей смартфонов, которые фотографируют на свою двойную камеру лучше всех.

OnePlus 5
Смартфон OnePlus 5

Xiaomi Mi6
Смартфон Xiaomi Mi 6 4GB / 64GB

Huawei P20
Смартфон Huawei P20

ZTE Nubia Z17
Смартфон ZTE Nubia Z17s 128GB

Снимки на них получаются максимально качественные. Но последнюю модель из списка покупать пока не стоит, так как там еще сырая прошивка, нужно подождать до осени. Также известно, что iPhone 7 Plus неплохо размывает фон.

Бюджетные смартфоны с двойной камерой

В наш обзор попали в основном дорогие модели, есть и более дешевые варианты с двумя камерами – Doogee Shoot 2, Leagoo M8 Pro.

Но ожидать качественных снимков от смартфонов стоимостью около 100$ не стоит, они не определяют положение объекта, а просто «мылят» все что можно и нельзя.

Получить корректный снимок на такой смартфон вряд ли удастся. Как показывает практика бюджетные смартфоны с ценой менее 150$ не умеют нормально работать с двойной камерой и брать их только ради этого не стоит.

Стоимость смартфонов с двойной камерой

Все это конечно хорошо, но как наличие двойного модуля влияет на стоимость смартфона? Естественно компонентов становится больше, сборка усложняется, да и производителю нужно улучшать софт, чтобы адекватно использовать второй модуль. И для всего этого нужны дополнительные расходы. Однако фактически аппараты с двойной камерой и одинарной в цене почти не отличаются. Так что скорее всего добавление дополнительного модуля мало сказывается на себестоимости продукта и цена изменяется незначительно.

Нужна ли двойная камера

Взвесив все за и против можно сказать, что наличие двойной камеры скорее плюс, чем недостаток. Объективно, если это не сказывается на цене и приносит дополнительные преимущества, то почему бы и нет?

Самый адекватный вариант применения второй камеры – это оптический зум. Все мы привыкли, что у смартфона фиксированный угол обзора и для того, чтобы увеличить объект без потери качества, нужно сначала к нему подойти. Второй телеобъектив решает эту проблему – увидел красивый кадр, нажал на кнопку, приблизил и получил хороший снимок. Вот что облегчает жизнь мобильному фотографу.

К тому же, если не перебарщивать с открытием программной диафрагмы, можно получать отличные кадры, добавляя художественности вашим снимкам. Именно поэтому, выбирая смартфон сегодня, мы отдаем предпочтение аппарату с двумя камерами, чем с одной. Потому что, если не хочешь, вторым модулем можно не пользоваться, а в момент, когда понадобится зум он всегда будет под рукой.

Чего ждать в будущем

Как же будет развиваться индустрия дальше, куда пойдут тренды и как в будущем мы сможем модифицировать камеры? Какое еще применение двойному модулю можно будет найти? На наш взгляд прогресс не остановится только на двух модулях, уже есть смартфоны с тремя камерами.

Возможно, четыре модуля с разрешением 16 Мп, соединенные в один конгломерат, помогут в будущем получать качественные 40-мегапиксельные снимки. Каждая камера будет делать снимок своей области, после чего процессор будет «склеивать» их в одно большое полотно. Сейчас для этого используется панорамный режим в смартфонах, но делать большие снимки все еще не так просто.

Смартфон Huawei P20
Смартфон Xiaomi Mi 6
Смартфон OnePlus 5

Зачем смартфону две основные камеры

Сдвоенная фотокамера — это тренд 2016 года в смартфоностроении, хотя первые попытки расположить сзади мобильного устройства два модуля для фото, предпринимались куда раньше. Учитывая, что двойной камерой оборудован iPhone 7 Plus, а другие (особенно китайцы) любят подражать Apple – традиция оснащать свои детища парой фотокамер продолжается и в 2017. Зачем смартфону двойная камера – попробуем разобраться.

Съемка в стерео (3D)

Один из способов использования двойной камеры – съемка стереофото, предназначенных для просмотра на 3D мониторе. Для этого смартфон оборудуют парой модулей, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Объектив каждого из них имеет немного другое поле зрения, подобно тому, как левый глаз видит все из немного другого ракурса, чем правый. За счет разделения картинок с камер (обычно анаглифного, с помощью красного и синего светофильтров) – при использовании специальных очков такие фото кажутся объемными, трехмерными.

Читать еще:  Как обратиться к мэру москвы с жалобой

Первыми смартфонами с двойной 3D камерой были LG Optimus 3D Max и HTC Evo 3D. Однако технология не лишена недостатков, в первую очередь, из-за того, что расстояние между объективами отличается от расстояния между глазами. Смартфоны с камерами, снимающими в стереоформате, не стали популярными.

Расширение поля зрения

Второй способ использования двойного модуля в смартфоне – расширение поля зрения объектива. Обычая (универсальная) оптика рассчитана на съемку как в макро, так и пейзажей. Из-за этого ее угол обзора довольно ограничен: чтобы все попало в фокус, придется использовать сильно выгнутые линзы с эффектом рыбьего глаза, или делать нестандартные широкоформатные фотосенсоры (например, с пропорциями 2:1). Дополнительный модуль, оснащенный наиболее подходящими для фото пейзажей и панорам компонентами, спасает ситуацию.

Пример смартфона, в котором вторая камера используется для съемки панорам и пейзажей — LG G5. У таких гаджетов основная матрица универсальная, и имеет углы обзора 70-90 градусов. Вторая более узкоспециализированная, с расширенным до 100-120 и более градусов полем зрения. Это позволяет делать панорамы в один миг, без использования склейки и перемещений смартфона, неизбежно приводящих к возникновению графических дефектов на картинке.

Снимок при помощи LG G5

Оптическое приближение

Одним из недостатков камер смартфонов является отсутствие оптического зума. При приближении объекта съемки система просто берет кусок изображения и “растягивает” его до нужного размера, но детализация от этого не улучшается. Встроить полноценный механизм зума пытались еще в 2005-2006 годах (например, в Nokia N93). Однако он сложен, крупноват (чтобы убедиться, достаточно взглянуть на “мыльницы” с телескопическим объективом) и дорог, потому не подходит. А вот если просто поставить две одинаковых камеры, одна из которых имеет стандартную оптику, а вторая телескопическую, то переключаясь между модулями – можно приближать объект съемки.

Двойной модуль, использующийся для оптического зуммирования, имеет Apple iPhone 7 Plus. Обе матрицы в нем одинаковы, но одна оснащена светосильной оптикой со стандартными параметрами, а вторая с ограниченным углом обзора, но с дальним обзором.

Оптическое приближение в iPhone 7 Plus

Повышение четкости, детальности и контрастности фото

Цифровая камера лучше всего передает на картинке объект, на который производилась фокусировка. Побочные детали будут переданным менее качественно. Учитывая, что две камеры и света уловят больше, и фокусироваться могут по разным точкам независимо, то смогут обеспечить более четкую передачу деталей. Две фотографии, соединяемые по принципу HDR воедино, объединяют достоинства обоих камер. К примеру, если одна фокусируется на ярком летнем небе, а вторая — на предметах в тени, то в кадре и небо будет таким же ярким, и затененные объекты не окажутся в темноте.

Применение двойного модуля с камерами, одна из которых цветная, а вторая — монохромная (как у Huawei), повышает четкость и детализацию. Черно-белый сенсор не нуждается в четкой передаче оттенка (он передает его просто одной из градаций серого), благодаря чему он “сосредоточен” на контурах, а не цвете. Именно по этой причине ночные камеры наблюдения делают монохромными. Цветная матрица занимается фиксацией цветов, черно-белая — лучше регистрирует мелкие детали, а вместе — они дают и яркую, и детальную картинку.

Акцент на объекте съемки, эффект боке

Фишкой ближнеплановых объективов, используемых совместно с профессиональными камерами (беззеркалками, зеркалками) является естественный “эффект боке” – замыление фона, при необычайной четкости предметов в фокусе. Универсальный объектив (коим оборудована матрица среднестатистического смартфона) так не может в принципе – оптические параметры не те. А вот если сделать два модуля, один из которых будет фокусироваться на объекте съемки, а второй зафиксирует то, что нужно замылить – склейка кадров с них позволит добиться должного эффекта. Это размытие достигается программным способом. Эталонным в съемке кадров с эффектом боке считается iPhone 7 Plus. Пример эффекта «боке» при помощи iPhone 7 Plus:

Для эффекта боке и детализации предмета съемки двойная матрица используется еще в смартфонах Xiaomi (Mi5S Plus, Redmi Pro). Не всегда очень успешно, но в среднем — эффект получается немного лучше, чем при использовании чисто программных методов размытия фоновой обстановки.

Другие эффекты

Существуют и иные цели, для которых может применяться двойная камера в смартфоне, но они не столь распространены. К примеру, в Xiaomi с двойной матрицей можно делать фото со сменным фокусом, но эта возможность фактически является производной от уже упомянутой функции повышения четкости. Также можно сделать две камеры с разным полем зрения, из снимков которых будет склеиваться бесшовная широкоугольная панорама, но такая функция тоже пока не востребована. В принципе, использовать двойной модуль можно многими способами, все ограничивается лишь фантазиями разработчиков. Так что в 2017 году можно ожидать и новые варианты применения.

Источники:

http://4pda.ru/2016/11/06/328718/
http://ironfriends.ru/zachem-smartfonu-dvojnaya-kamera/
http://mobcompany.info/interesting/zachem-smartfonu-dve-osnovnye-kamery.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector