Смартфоны с оптическим зумом камеры. Что такое оптический зум в смартфоне
Эволюция мобильного автофокуса:
от контрастного до Dual Pixel
При съёмке на смартфон очень важно, чтобы фотографии получались чёткими. Для этого объект съёмки должен оказаться в фокусе до того, как вы нажмёте на кнопку «Сделать фото». В последнее время целый ряд производителей работает над улучшением технологий автоматической фокусировки, и сегодня мы рассмотрим, чем они отличаются друг от друга.
При выборе камерофона многие уделяют внимание количеству мегапикселей – мол, у кого их больше, тот и круче. Однако зачастую важнее и полезнее взглянуть на другие факторы, которые оказывают не менее серьёзное влияние на качество фотографий. Среди них – тип автофокуса камеры. В эту область сейчас активно устремились Apple, Samsung, LG и другие производители, причём многим действительно удалось значительно продвинуться вперёд.
Что такое автофокус, и почему он нам нужен?
Система автоматической фокусировки настраивает объектив таким образом, чтобы сфокусироваться непосредственно на объекте съёмки, обеспечивая тем самым разницу между чётким снимком и упущенной возможностью.
Упрощённо принцип работы камеры состоит в том, что лучи света отражаются от фотографируемых объектов и затем попадают на сенсор, который преобразует поток фотонов в поток электронов. После этого ток переводится в набор битов, данные обрабатываются и записываются в память камеры. Особой популярностью у производителей смартфонов сейчас пользуются CMOS-сенсоры, которые преобразуют заряд в напряжение прямо в пикселе, обеспечивая впоследствии прямой доступ к содержимому произвольного пикселя.
В теории всё работает так: линзы фокусируют свет на сенсоре, сенсор затем создаёт цифровую фотографию. В реальности же всё происходит не так просто. Угол входящих лучей света зависит от дистанции, на которой находится фотографируемый объект. На диаграмме слева продемонстрированы линзы, фокусирующие световые лучи на голубом объекте: зелёный и красный объекты оказываются не в фокусе и будут размыты на финальном снимке. Если мы хотим сфокусироваться на зелёном или красном объектах, необходимо изменить дистанцию между линзами и сенсором.
На заре камерофоностроения большинство устройств имели фиксированный фокус. В современных же смартфонах предусмотрена возможность регулировать расстояние между линзами и сенсором. Поэтому вы получаете качественные детализированные снимки. Сейчас для реализации автофокуса в смартфонах в основном используют три метода: контрастный, фазовый и лазерный.
Контрастный автофокус
Контрастный автофокус относится к пассивному типу автофокусов. До сих пор это решение применяется в большинстве смартфонов – во многом потому, что оно одно из самых простых. При помощи сенсора происходит замер количества света на объекте, после этого он же перемещает линзу в зависимости от контраста. Если контраст максимальный, то и объект съёмки находится в фокусе.
Вообще, контрастный автофокус вполне неплохо справляется со своей задачей и обладает весомым преимуществом – он довольно прост и не требует какого-то сложного «железа».
Но есть у него и несколько недостатков. В частности, контрастный автофокус работает медленнее остальных – обычно ему требуется около секунды, чтобы сфокусироваться на объекте. За это время вы можете передумать делать снимок, или, допустим, если вы хотели запечатлеть быстро движущийся объект, момент будет упущен. Это происходит из-за того, что львиную долю времени занимает процесс «сдвиг точки фокусировки/линз объектива – оценка контрастности – сдвиг – оценка контрастности». Кроме того, у контрастного автофокуса отсутствует возможность следящей фокусировки, да и в условиях плохого освещения он вряд ли вас впечатлит. Поэтому данный тип автофокусов на сегодняшний день используется преимущественно в бюджетных смартфонах, таких как Lenovo A536 , ASUS Zenfone Go и других.
Фазовый автофокус: быстрая и продвинутая альтернатива
Одним из первопроходцев здесь была компания Samsung, которая позаимствовала технологию у цифровых зеркальных фотокамер и оснастила фазовым автофокусом свой смартфон Galaxy S5. Суть в том, что в данном случае применяются специальные датчики – они ловят проходящий световой поток от разных точек изображения, используя линзы и зеркала. Внутри датчика происходит деление света на две части, каждая из которых попадает на сверхчувствительный сенсор. Расстояние между потоками света измеряется датчиком, после чего он сам определяет, насколько нужно сдвинуть линзу для точной фокусировки. Так, например, Samsung Galaxy S5 требуется всего 0,3 секунды, чтобы сфокусироваться на объекте.
Первое и главное преимущество фазового автофокуса – он намного быстрее контрастного, это просто must have для съёмки движущихся объектов. Кроме того, камера может оценивать движение объекта при помощи датчиков, отсюда получаем возможность следящего автофокуса.
Но есть и минусы. Фазовый автофокус, как и контрастный, не очень хорошо справляется со своими задачами в условиях недостаточного освещения. Также для него необходимо более мощное «железо», поэтому он, как правило, доступен в смартфонах верхнего сегмента. Среди них, например, Huawei Honor 7 , Sony Xperia M5 и Samsung Galaxy Note 5 .
Одни производители пошли дальше и решили использовать в смартфонах лазерный автофокус (об этом чуть позже), другие же активно занялись совершенствованием технологии фазового автофокуса. Так, например, Apple в своём iPhone 6s и iPhone 6s Plus использует так называемые «фокусные пиксели»: суть в том, что технология задействует часть пикселей в качестве фазового сенсора, и съёмка на смартфоны от Apple получается действительно быстрой.
А вот технология Dual Pixel, которую компания Samsung применяет в своих смартфонах Galaxy S7 и Galaxy S7 Edge , действительно отличается от стандартной фазовой фокусировки. Она хоть и является разновидностью фазового автофокуса, но всё же имеет некоторые отличия и тонкости. В смартфонах фазовый автофокус несколько ограничен в возможностях – чтобы присвоить каждому пикселю фокусный сенсор, нужно сильно его уменьшить, отсюда получим шумы и нечёткость фотографий. Обычно датчиками оснащают около 10% светочувствительных точек, некоторые производители, впрочем, не выходят и за рамки 5%.
В Dual Pixel же каждый пиксель оснащён отдельным датчиком из-за увеличения размеров пикселей. Процессор обрабатывает показания каждого пикселя, но делает это настолько быстро, что автофокусировка всё равно занимает десятые доли секунды. В Samsung говорят, что технология Dual Pixel подобна фокусировке при помощи человеческого глаза, но это скорее метафора. Тем не менее надо признать инновационность данного подхода к фазовому автофокусу. Сейчас это настоящий эксклюзив для Galaxy S7 и Galaxy S7 Edge .
Лазерный автофокус: самый активный
Как и фазовый, лазерный автофокус относится к активному типу автофокусов. Этим направлением долгое время занималась компания LG, которая сперва реализовала лазерный автофокус в своём смартфоне G3. В основе работы технологии лежит принцип лазерного дальномера: лазерный излучатель освещает объект, а сенсор замеряет время поступления отражённого лазерного луча, определяя расстояние до объекта.
Одно из главных преимуществ такого автофокуса – время. Как говорят в LG, весь процесс автофокусировки при помощи лазера занимает 0,276 секунды. Значительно быстрее контрастного автофокуса и немного шустрее, чем фазовый.
Очевидный плюс лазерного автофокуса – он невероятно быстрый и хорошо справляется со своими задачами в условиях недостаточного освещения. Но работает он только на определённой дистанции – самый лучший эффект достигается, если расстояние от смартфона до объекта составляет менее 0,6 метра. А после пяти метров – привет, контрастный автофокус.
Мы живем в такое время, когда почти каждый человек перед покупкой нового смартфона задумывается о его фото и видео возможностях. Сейчас на рынке просто большое множество отличных камерофонов. И все они, приблизительно делают одинаковые снимки. Прошло время, когда лучшей камерой была та, у которой было больше мегапикселей. Теперь важны и другие характеристики камеры, вроде .
В 2016 году компания Apple анонсировала два телефона: iPhone 7 и iPhone 7 Plus. Самым интересным нововведением стала двойная камера с оптическим 2х-кратным зумом. Компания Apple задала тренд, за которым последовали большинство мобильных производителей.
Что такое оптический зум?
Оптический зум – это функция фотоаппаратов или смартфонов, с помощью которой можно приблизить объект съемки или отдалить его. Оптическое масштабирование используется для увеличения объектов специальными оптическими элементами, благодаря чему разрешение фотографии остается неизменным.
Если ваша камера имеет 12-мегапиксельный модуль, то при оптическом увеличении объекта эти 12 мегапикселей и останутся (без увеличения пикселей). В этой статье представлены лучшие смартфоны, которые оснащены камерой с оптическим зумом.
iPhone 8 Plus
Этот смартфон был представлен пару недель назад. Буквально, через несколько дней, ресурс DxOMark оценил камеру устройства как самую лучшую на рынке. Напомним, что в iPhone 8 Plus стоит двойная камера на 12 мегапикселей, основная со светосилой f/1.8, а вторая — f/2.8. Технические характеристики камеры не изменились по сравнению с iPhone 7 Plus.
Вторая камера получила оптический зум с двукратным приближением для создание красивых портретных снимков. И это, однозначно, один из самых лучших и компактных смартфонов с оптическим зумом, который вы только можете приобрести сегодня.
Спецификации смартфона:
- Дисплей: 5.5 дюймов Retina, 1920×1080p, 401 ppi
- Процессор:
- ОЗУ: 3 Гб, LPDDR4
- Флеш-память: 64/256 Гб
- Основная камера: 12 Мп + 12 Мп, f/1.8 и f/2.8
- Фронтальная камера: 7 Мп, f/2.2
- Аккумулятор: 2691 мАч
- Навигация: GPS, ГЛОНАСС
- Операционная система: iOS 11
- Габариты: 158.4×78.1×7.5 мм
- Вес: 202 грамм
Xiaomi Mi6
Флагман компании Xiaomi стал очень популярным в этом году, благодаря своей цене и достойным характеристикам. Его представили почти шесть месяцев назад. В нем отличный топовый процессор Snapdragon 835, красивый стеклянный корпус с металлической рамкой, ну и конечно же, впечатляющая двойная камера.
Получил цельнометаллический корпус, сканер отпечатков пальцев, хороший 5.5-дюймовый Full HD экран с разрешением 1920×1080p, восьмиядерный процессор Snapdragon 625 и двойную 12-мегапиксельную камеру со светосилой f/2.2 и f/2.6.
Спецификации смартфона:
- Дисплей: 5.5 дюймов, 1920×1080p, 401 ppi
- Процессор: Qualcomm Snapdragon 625, 8 ядер
- ОЗУ: 4 Гб, LPDDR3
- Флеш-память: 64 Гб
- Основная камера: двойная 12 Мп + 12 Мп, f/2.2 и f/2.6
- Фронтальная камера: 5 Мп
- Аккумулятор: 3080 мАч
- Навигация: GPS, ГЛОНАСС
- Беспроводные интерфейсы: Wi-Fi, Bluetooth
- Операционная система: чистый Android 7.1.2
- Габариты: 155.4×75.8×7.3 мм
- Вес: 165 грамм
OnePlus 5
Этот телефон был анонсирован летом этого года как «убийца флагманов». Он получил флагманские характеристики: Qualcomm Snapdragon 835, 6 Гб или 8 Гб оперативной памяти, а также 64 Гб или 128 Гб встроенной, 5.5-дюймовый Optic AMOLED экран с разрешением Full HD.
Главной особенностью стала его двойная 16-мегапиксельная камера со светосилой f/1.7 и f/2.6, а также наличие 2х-кратного оптического зума. Но не все так хорошо. После анонса, умельцы смогли разобраться в технологии и выяснили, что смартфон получил 1.6-кратный оптический и 0.4-цифровой зум. Это вызвало негодование у многих пользователей. Но, не смотря на это, смартфон достоин находиться в данном рейтинге камерофонов.
Спецификации смартфона:
- Дисплей: 5.5 дюймов AMOLED , 1920×1080p, 401 ppi
- Процессор: Qualcomm Snapdragon 835
- ОЗУ: 6/8 Гб, LPDDR4
- Флеш-память: 64/128 Гб
- Основная камера: 16 Мп + 16 Мп, f/1.7 и f/2.6
- Фронтальная камера: 16 Мп
- Аккумулятор: 3300 мАч
- Навигация: GPS, ГЛОНАСС
- Беспроводные интерфейсы: Wi-Fi, Bluetooth, NFC
- Операционная система: Oxygen OS (Android 7.1.1 Nougat)
- Габариты: 154.2×74.1×7.3 мм
- Вес: 153 грамм
Качество камер в смартфонах Redmi - это песня «не сыпь мне соль на рану» длиной в 4 с лишним года. В общем и в целом бюджетные Xiaomi никогда не блистали качеством съёмки, и, как только дело доходит до конкуренции «в лоб», бюджетный Huawei nova с того же самого Алиэкспресса обходит армию Redmi-мобильников без труда.
Но нас ведь интересуют не просто камерафоны, а выносливые камерафоны? И в таком случае лучше выбрать «гибрид ужа с ежом» - тюнингованную модель, которая получила имя Redmi Pro.
Xiaomi Redmi Pro
Берём стандартный «бюджетник» Xiaomi, прибавляем к чуть доработанной тыловой камере (на базе сенсора Sony IMX258, как в Redmi Note 4, кстати) дополнительный модуль для «замыливания» фона и заменяем IPS-дисплей на AMOLED - готово!
Недостатки Note 4 перекочевали и в эту модель - ночью вместо видео камера снимает омерзительное слайдшоу, да и вообще не радует качеством съёмки в тёмное время суток. Но смартфоны с более качественной камерой (Honor 6X, ZTE Nubia Z17 mini) за эти же деньги марафонцами, мягко говоря, не будут. А все другие «долгожители» снимают фото ещё хуже и окажутся медленнее - десятиядерный процессор MediaTek Helio X20, даром что прожорлив и не блещет в играх, в компании с AMOLED-матрицей даёт неплохую автономность и хороший запас быстродействия для приложений.
Другого такого же сочетания ёмкости аккумулятора, качества камеры и производительности в пределах 15 тысяч рублей попросту нет - любителям универсальных бюджетных мобильников Redmi Pro понравится.
ASUS ZenFone 3 Zoom
Камера - вторая составляющая смартфонов (после процессоров), ради которой производители призывают покупать новую модель вместо устаревшей. Но покупать смартфон, в котором крутая только камера, никто не спешит, и первый ZenFone Zoom со сложной оптикой в толстом корпусе это заказал. Инженеры ASUS почесали затылки и спроектировали «зум-смартфон» с нуля.
ASUS ZenFone 3 Zoom
Поэтому ZenFone 3 Zoom - экстремально выносливый (AMOLED + 14 нм-процессор + ёмкий аккумулятор), но при этом не толстый мобильник среднего класса. А камеры? Присутствуют, но с множеством оговорок.
Оптическое (без потерь) увеличение в смартфоне теперь делается не «стёклами», а переключением на вторую, изначально более «дальнозоркую» камеру. Оптический зум 2,3x можно дополнить программным и приблизить картинку в 12 раз. Днём таким образом можно даже прочитать надпись с вывески, буквы на которой вы не сможете различить своими глазами.
Но с художественной точки зрения камеры в ZenFone 3 Zoom (как и в любом другом ASUS, кстати говоря), не очень впечатляют - просто средний класс, со своим узким динамическим диапазоном (или белое небо и светлые здания, либо чёрные здания и голубое небо) и огромным количеством цифрового шума в ночных снимках. Хотя нужно отдать ASUS должное - в полной темноте ZenFone 3 Zoom даже без вспышки «видит» объекты там, где большинство смартфонов не видят ничего.
ASUS ZenFone 3 Zoom
Короче говоря, с китайскими-флагманами за эти же деньги (Xiaomi Mi 6 или Honor 9) по качеству съёмки тягаться не может, но со средним классом (Huawei nova, Samsung Galaxy A5 2017) сопоставим, а иногда и чуть лучше. Прибавляем к этому отличную автономность, раритетный в новых смартфонах, яркий и экономичный AMOLED-дисплей, неплохой звук в наушниках - и получаем выносливый и небольшой по габаритам комбайн, лучший камерафон среди смартфонов-долгожителей. Недешёвый, но такого же сочетания автономности и качества съёмки нет больше ни у кого.
Moto Z Play
Lenovo хватает благоразумия не вмешиваться в дела дочерней Motorola, поэтому даже не флагманские Moto выглядят круто и ощущаются действительно качественными моделями, а не «Китаем полуподвальным». А ещё разработчики смартфонов свободны в творчестве на китайские деньги, поэтому Z Play оказалась настолько удачной моделью, что даже затмила флагман .
Смартфон, который должен был стать моделью из категории «ни рыба, ни мясо» (субфлагманом), оказался чем-то большим. Во-первых, потому что похож до степени смешения с гораздо более дорогим Moto Z, а разница в 2 мм толщины в глаза бросается не сразу. Во-вторых, потому что в тонком (как у iPhone 7 Plus) плоском корпусе Motorola вместили 3500 мАч. Не бог весть какая ёмкость для 5,5 дюймов дисплей, но дисплей здесь - дорогостоящая и экономичная AMOLED-матрица, а процессор - не флагманский, но быстрый и не прожорливый Snapdragon 625. Прибавляем к этом Android почти без излишеств - и получаем самый выносливый смартфон в тонком корпусе.
Камера - средний класс (уровень ASUS ZenFone 3 ZE552KL или Meizu MX6), но фокусировка быстрая, а шумодав всегда умеет держать баланс между уровнем резкости и уровнем «шершавости» кадра.
Молодёжи понравится возможность прикрепить на тыловую панель динамик, геймпад, Power Bank, проектор или даже «кусочек фотоаппарата» стандартным образом - выбор Moto Mods неплох, хотя они мало кому нужны в реальной жизни.
За 18-19 тысяч, которые просят за эту модель на Aliexpress, Moto Z Play - отличный выбор для тех, кому нужен выносливый тонкий смартфон без излишеств и с хорошей камерой. Тем более, что Moto Z2 Play оказался ничем не лучше предшественника.
LeEco Le Pro 3
Тот случай, когда «китайщина рулит», но речь не о Xiaomi. LeEco признаются, что продажи сертифицированных смартфонов в России были «так себе» - если дешёвый Le 2 ещё как-то «пошёл в народ», то отдавать 25 тысяч за флагманский Le Pro 3 люди не спешили. Поэтому Le Pro 3 и Le Max 2 в России больше официально не продаются - LeEco планирует продавать официально только бюджетные модели.
Статьи и Лайфхаки
Среди пользователей гаджетов не так-то много тех, кто способен сходу ответить, что же такое оптический зум в современном смартфоне и почему он так редко встречается.
Однако когда этот термин звучит в характеристиках камеры устройства, так и слышится дружное «вау!» восхищенных гиков. Постараемся расставить все точки над «i».
Суть проблемы масштабирования объектов при фотосъемке
В зависимости от конкретной ситуации, фотографу зачастую требуется максимально увеличить объект на снимке, или, напротив, отдалить его.В случае использования профессиональной фототехники никаких проблем с этим не возникает. За увеличение или уменьшение отвечает характеристика объектива, известная как фокусное расстояние.
Физическая суть ее для нас совершенно не важна, гораздо важнее знать, что объективы бывают :
- короткофокусными (широкоугольными);
- длиннофокусными (телескопическими).
Если же речь идет о камере смартфона, то ничего подобного она не предусматривает из-за габаритных ограничений.
Фокусное расстояние фиксированное, поэтому говорить об аппаратном масштабировании, которое, собственно, и понимают под понятием «оптический зум» (optical zoom), не приходится.
Вместо него используется цифровой зум – обработка полученной с сенсора камеры информации программными методами. Нетрудно понять, что результат в этом случае будет далек от идеала, да и диапазон зуммирования будет очень скромным.
В объективах фотокамер он вполне может быть десятикратным, а в смартфонах даже четырехкратная величина – уже повод для гордости. Чем больше диапазон изменения масштаба, тем больше цифровых шумов вносится при цифровой обработке в снимок.
В каких гаджетах есть оптический зум
До последнего времени использование в смартфонах оптического зума было такое, что отбивало всякую охоту с ним связываться. Устройства, способные на такой подвиг, представляли собой полное убожество как телефоны.
Особенно показателен в этом отношении Samsung Galaxy S4 Zoom, разработчики которого, что называется, присобачили объектив фотокамеры к корпусу обыкновенного смартфона.
И даже возможность десятикратного оптического масштабирования закономерно не смогла обеспечить этому чудищу популярности.
Однако в последнее время появился ряд вполне изящных моделей , в которых реализован как минимум двукратный оптический зум:
- Apple iPhone 7 Plus;
- Xiaomi Mi 6.
Благодаря этому можно было перемещать систему линз на значительное расстояние, невозможное при традиционном положении. А свет попадал на сенсор сквозь специальную призму, преломлявшую его под прямым углом.
Однако до сих пор модели, оснащенной данной технологии, на рынке не появилось.
Камера iPhone 7 Plus творит чудеса, 2-кратный оптический зум полгода назад оценили все: эксперты индустрии, профессиональные фотографы и конечно же обычные покупатели. Много зума не бывает, поэтому на MWC показали технологию, которая позволяет встроить в телефон 5-кратный оптический зум. Да такое не в каждом фотоаппарате-мыльнице было, а речь идёт о тонких и небольших телефонах.
Герой дня, китайская компания Oppo, в России не особо известна, она пробовала захватить наш рынок, но стратегия провалились. Но дома, в Китае, у Oppo дела идут замечательно, она стабильно входила в топ-5 крупнейших производителей смартфонов, теперь занимает 1 место в Китае и 4 место в мире.
На этот раз на выставку MWC Oppo привезла новую технологию под названием 5x Dual Camera Zoom, она позволяет встроить в тоненький 5,7-мм корпус телефона оптику с 5-кратным увеличением. Китайцы ещё те любители приврать, но сам факт заслуживает уважения, на сегодняшний день такой камеры нет ни в одном другом устройстве.
Как это работает, подробно изучим позднее. Пока же можно показать картинку, где видно, что дополнительная оптика стоит под углом 90° относительно основного модуля, а свет падает через вращающуюся призму. Разработка велась в течение года совместно с компанией Corephotonics.
В каком же из телефонов мы увидим такую удивительную функцию? Пока не знаю, на MWC только анонсировали саму технологию. Будем ждать анонсы в Китае, наверняка самое вкусное для начала появится для местного рынка.
Вот вам пример того, как снимает новый прототип с камерой Oppo для наглядности, качество пережатой в интернете картинки так себе, но суть не в этом. Главное, что совсем скоро телефоны окончательно вытеснят фотоаппараты. Профи будут ходить с громоздкой техникой, а любителям будет хватать возможностей смартфона с 5-кратным зумом и оптической стабилизацией. Вы можете вспомнить с похожей конструкцией камеры, но там фоточасть была далека от совершенства. Да и сам телефон был очень большим и громоздким.
На этом чудеса не кончаются, Oppo говорит, что во время съемки работает и цифровой зум, когда «кончается» оптический, получаем 10-кратное увеличение объектов. Причем китайцы обещают, что качество снимков будет очень высоким, хотя обычно софт при увеличении объектов всё превращает в кашу, снимать смысла нет. Я бы в это не поверил, но по словам редактора издания Engadget, который протестировал новинку на стенде, телефон делает снимки куда лучше, чем iPhone 7 Plus. При этом конструкция корпуса остаётся очень компактной, а самое главное, работает оптика, а не софт, а значит, будут минимальные потери в качестве.
