• Архив новостей
  • Архив новостей
    ПН ВТ СР ЧТ ПТ СБ ВС
    2627282930311
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    303112345

СЕРВИСЫ
Каталог IT 
Разработка сайтов
Интернет-провайдеры

Отправить новость

Сообщите новость, интересную читателям 42.TUT.BY


  • Архив новостей
  • Архив новостей
    ПН ВТ СР ЧТ ПТ СБ ВС
    2627282930311
    2345678
    9101112131415
    16171819202122
    23242526272829
    303112345
реклама

От 0,1 мегапикселя к сверхчетким снимкам. Вспоминаем, как менялись камеры в мобильниках


/

Партнер проекта

Камеры уже давно стали одним из важнейших модулей в телефонах и смартфонах. Если развитие других технических характеристик немного замедлилось — текущие процессоры справляются с любыми задачами, а пиксели на экранах сложно разглядеть, то камерам еще есть куда расти. В наш век фото и видео они становятся, пожалуй, одним из главных конкурентных преимуществ гаджетов.

В очередном материале «Мобильной эволюции» мы рассмотрим, как менялись камеры в мобильных устройствах до наших дней.

В цикле «Мобильная эволюция» мы вспоминаем о том, как менялись сотовые телефоны с середины прошлого века до сегодняшних дней. Мы расскажем, как эволюционировал дизайн гаджетов, их камеры, экраны, беспроводные модули и время автономной работы.

От «телефоноскопа» 1878 года к «видеобудкам» 1960-х

Вообще, идея создания устройства, которое будет передавать собеседнику не только голос, но и картинку, родилась буквально сразу же после появления первых (проводных) телефонов.

Посмотрите, как себе представляли такую связь в конце 1878 года:

Иллюстрация из декабрьского номера журнала Punch демонстрирует родителей (на переднем плане), разговаривающих со своей дочкой, изображение которой выводится на большой экран. Тогда это было настоящей фантастикой.

Именно в этом направлении (видеофонии) и пошла эволюция первых (тогда еще проводных) телефонов. Во встроенных камерах для съемки чего-либо, разумеется, никакой необходимости не было.

Первый прототип видеотелефона появился в 1927 году, он был создан компанией Bell Labs. Однако практическое применение видеосвязи началось лишь к середине 30-х годов прошлого века. Ни о каком домашнем использовании гаджетов речи не шло.

Позже конструкции аппаратов становились менее громоздкими. Вот, к примеру, как выглядел в 1969 году Picturephone «Mod 2», разработанный компанией AT&T и стоящий миллионы долларов:

До этого в 1964 году в Америке (Нью-Йорке, Вашингтоне и Чикаго) появились первые «видеобудки», где можно было совершить видеозвонок в другую такую же будку при помощи первой модели видеотелефона (Picturephone «Mod 1»). Тогда это было недешевым удовольствием — чуть больше 200 долларов (в современном эквиваленте) за 3 минуты звонка.

Собственно, высокая стоимость и ограниченность применения (ведь собеседник тоже должен был прийти в другую видеобудку) привели вскоре к закрытию подобных публичных точек.

Коммерческий успех обошел проводную видеотелефонию стороной, тем не менее потраченные на исследования деньги не пропали зря. К примеру, проблема в передаче большого массива аудио- и видеоданных привела к появлению кодеков и сжатию медиафайлов. Все это активно используется в наши дни, удешевляя и упрощая передачу видеоконтента.

Пионеры мобильной фотографии — два кадра в секунду и 0,1 Мп

Именно упор на видеотелефонию привел к тому, что в первом в мире мобильном камерофоне камера была впереди, а не сзади устройства.

Речь идет о «японце» Kyocera VP-210 Visual Phone, выпущенном в мае 1999 года. На его разработку было потрачено два года, и для своего времени он стал революцией:

Телефон имел чуть большие габариты, чем остальные трубки того времени, особенно выделялся он огромным глазком своей 0,1-мегапиксельной камеры, которая позволяла видеообщение в японской сети PHS (если таковым можно было назвать передачу картинки со скоростью два кадра в секунду).

Телефон с цветным 2-дюймовым дисплеем позволял также делать обычные фотографии (в памяти помещалось до 20 штук) и отсылать их по e-mail.

А через год, в июне 2000-го, компания Samsung выпустила камерофон в более привычном для нас виде. Модель с индексом SCH-V200 обладала 1,5-дюймовым цветным дисплеем и могла делать уже 0,3-Мп снимки (640×480 пикселей) и хранить до 20 штук в 1 МБ своей памяти.

Однако просмотреть их на экране не было возможности — для этого требовалось подключение к компьютеру. Все дело в том, что Samsung SCH-V200, по сути, был двумя разными гаджетами, объединенными в один корпус.

Еще один из пионеров мобильной фотографии — Sharp J-SH04, выпущенный в Японии осенью 2000 года. У него уже не было настолько выделяющегося фотомодуля (разрешение здесь было всего 0,1 Мп), зато картинки можно просматривать на самом гаджете — прямо как сейчас.

Гонка мегапикселей завершилась

Самые первые мобильные камеры действительно были с разрешением 0,1−0,3 Мп. Чуть позже появились 1−1,3-Мп модули, следующим был преодолен 2-мегапиксельный рубеж, а затем 5 и 8 Мп.

Уже в 2000-х годах разрешение камеры было напрямую связано с классом устройства (сейчас ситуация не меняется).

Простые модели в большинстве своем вообще не имели камер, устройства подороже обзаводились камерами с небольшим разрешением, тогда как топовые гаджеты уже могли похвастать продвинутыми для того времени фотомодулями.

К примеру, в 65-й серии телефонов Siemens 2004 года модель A65 не имела камеры, у более старшей С65 был 0,1-Мп модуль, а у топовой S65 — 1,3 Мп.

Примечательно, что Siemens тогда продавала дополнительный аксессуар, пристегивающийся снизу и позволяющий делать фотографии моделям без встроенной камеры.

На фото ниже — Siemens M55 с дополнительной камерой QuickPic Camera (размером почти с сам телефон). У этого аксессуара, делавшего 0,3-Мп снимки, был видоискатель и даже вспышка. Всего было выпущено несколько разновидностей QuickPic.

Шли годы, камеры совершенствовались. Рекордсменами по количеству реальных мегапикселей по сей день являются Nokia 808 PureView, выпущенный в 2012 году, и Nokia Lumia 1020 (увидел свет в 2013), позволяющие делать 41-Мп снимки.

Nokia Lumia 1020 (выше) и Nokia 808 PureView

Причем в более новой камере Lumia 1020 использовалась CMOS-матрица формата 1/1.5″ (2/3″) с разрешением 7712×5360 пикселей. У Nokia 808 матрица была на треть больше по размеру — 1/1.2″ — и имела разрешение 7728×5368 пикселей.

Оба устройства были прогрессивными камерофонами, но неудачными смартфонами, что и определило их коммерческий провал.

Смартфон Nokia 808 был последним на «умирающей» и уже никому не нужной Symbian, а Lumia 1020 работал на крайне непопулярной Windows Phone 8, тогда как рынок активно завоевывали Android и iOS.

Здесь же можно упомянуть и еще один гаджет — Oppo Find 7, умеющий склеивать 50-мегапиксельные кадры из нескольких 13-мегапиксельных снимков. Очевидно, что эта возможность была лишь рекламным трюком для поднятия интереса к в общем-то ничем особо не выделяющемуся устройству.

В 2015 году ведущие производители смартфонов наконец-то одумались и прекратили бессмысленную гонку мегапикселей, начав оптимизацию других аспектов фотомодулей.

К примеру, 16-мегапиксельную камеру в Samsung Galaxy S6 (2015) сменил более продвинутый 12-Мп модуль в Galaxy S7 (2016). А 13-Мп камеру гуглофона Nexus 6 (2014) — 12-мегапиксельный модуль Nexus 6P (2015).

Samsung Galaxy S7 (слева) и Samsung Galaxy S6.

Дело в том, что часто оказывалось (и оказывается) так, что камера, например, с разрешением 8 Мп снимает лучше 13-мегапиксельного модуля. Ведь для качественного изображения важной характеристикой является физический размер матрицы, и он важнее даже заявленных мегапикселей на матрице фотоаппарата.

Расцвет Nokia, N Series и Carl Zeiss

В середине 2000-х годов лидером рынка мобильных камер стала Nokia. Вооружившись оптикой Carl Zeiss, она один за другим выпускала камерофоны, делающие отличные (для своего времени) снимки.

Финская компания экспериментировала с форматами устройств, и порой камера в них оказывалась на вращающихся модулях, позволяющих делать как обычную, так и фронтальную съемку.

Первым телефоном финнов с камерой (0,3 Мп) был Nokia 7650, выпущенный в 2002 году. Он же был и первым смартфоном Nokia на Symbian. Для хранения фотографий здесь было выделено 4 МБ.

А вот как снимала 0,3 Мп камера Nokia 7650 (обратите внимание — в солнечный день):

Еще одним интересным устройством финской компании был ротатор Nokia 3250. Его нижняя часть с 2-мегапиксельной камерой на торце вращалась, позволяя делать как обычные снимки, так и селфи.

Но самыми продвинутыми камерами в середине 2000-х могли похвастать Nokia из линейки N.

Особенно стоит выделить Nokia N93 (2006) — смартфон в формате двойной раскладушки. Блок с экраном поворачивался как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости и во время съемки использовался в качестве видоискателя, на одной из граней при этом были предусмотрены органы управления съемкой.

Объектив, как и у Nokia 3250, находился в торце смартфона, что позволило разместить довольно качественную оптику Carl Zeiss с 3-кратным оптическим зумом (!) и светодиодную вспышку. Камера имела разрешение 3,15 мегапикселей и умела снимать видео — 640×480 с частотой 30 кадров в секунду.

Последовавший вслед за ним в 2007 году Nokia N95 тоже был мультимедиа-комбайном.

Он был сделан в форм-факторе двойного слайдера: вниз — клавиатура, вверх — кнопки управления плеером. Смартфон мог похвастать 5-мегапиксельной матрицей с оптикой Carl Zeiss и вспышкой, присутствовала и фронтальная камера для видеозвонков.

Еще одним выдающимся камерофоном стал Nokia N8, выпущенный в 2010 году.

В камере Nokia N8 было собрано все лучшее на тот момент: разрешение 12 Мп, оптика Carl Zeiss, увеличенный размер матрицы (1/1.83″), 28-мм широкоугольный объектив, ксеноновая вспышка, механический затвор, HD-видео со стереозвуком (система двух микрофонов) и крайне высокая скорость работы.

Однако отличную камеру этого гаджета затмевало большое количество брака и начинающая терять популярность под напором iOS и Android операционная система Symbian.

Именно тогда Nokia стала сдавать позиции новому лидеру рынка — Samsung.

Смена лидерства

Особенно сильно конкуренция на рынке мобильных камер обострилась с начала 2010-х годов — в век расцвета смартфонов и мультимедиа. Именно тогда обладание лучшей камерой начало давать устройству больше плюсов в глазах потребителей, чем, например, более мощный процессор.

Этим в полной мере воспользовались в Samsung, закрепив успех удачного флагмана Galaxy S (2010 года) новым Galaxy S II (2011). Гаджет получил пусть и не выдающуюся, но одну из лучших на рынке 8-мегапиксельную камеру.

Вкупе с отличной начинкой и фирменным SuperAMOLED экраном, а также падением популярности Nokia и большим количеством брака в Android-флагманах HTC того времени Galaxy S II открыл корейской компании путь на первую строчку лидеров мирового рынка смартфонов.

Осознав важность для потребителей хороших камер, в Samsung продолжили эту традицию в последующих флагманах линеек Galaxy S и Galaxy Note. К примеру, 16 Мп камера в прошлогодних Galaxy S6/S6 edge/Note 5 была признана многими IT-изданиями лучшей на рынке.

В новых Galaxy S7, представленных в марте, фотомодули стали еще более продвинутыми, несмотря на то, что разрешение снизилось до 12 Мп. Это позволяет делать, например, такие кадры (сравните с 0,3-Мп снимком выше):

Увеличение матрицы, диафрагмы, автофокус и оптическая стабилизация

Поняв, что потребителей уже мало интересуют мегапиксели, производители мобильных устройств стали улучшать другие параметры фотомодулей.

Уже к 2010−11 году камеры в топовых устройствах превосходно справлялись со съемкой в условиях хорошего освещения, однако съемка в сумерках или темноте вызывает вопросы даже сейчас.

Одним из решений стало увеличение физического размера матриц, что позволяло улавливать больше света — критичный вопрос при плохом освещении. Проследим, как это, например, было в линейке Samsung Galaxy S:

Помимо размера матрицы, производители экспериментируют с размером и расположением пикселей. Здесь показателен и пример HTC, выпустившей в 2013 году флагман One (M7) с 4-«ультрапиксельной» камерой.

Матрица в M7 (и в выпущенном спустя год One M8) состояла из трех слоев. Разрешение каждого слоя составляло 4,3 мегапикселя. Для получения «финального пикселя» (он же «ультрапиксель») использовались данные, накопленные всеми тремя слоями матрицы.

Слева — «ультрапиксельная» матрица, справа — обычная.

Технология якобы позволяла создать более четкое, чем в случае с обычными матрицами, изображение с более точной цветопередачей. При этом разрешение итоговой картинки было равно разрешению каждого из слоев матрицы (всего 4,3 мегапикселя).

Побаловавшись с ультрапикселями, которые в итоге не дали нужного эффекта, в HTC вернулись к обычным пикселям в One M9 (2015).

Еще одним способом «борьбы с темнотой» стало увеличение минимальной диафрагмы. Если еще 2−3 года назад нормальным был показатель ƒ/2.4, то сейчас он увеличен до ƒ/2.2 (Apple iPhone 6s) и даже до ƒ/1.7 (Samsung Galaxy S7).

Увеличение этого параметра позволяет матрице получать больше света, что также важно при плохом освещении.

Кроме того, в настоящее время производители сражаются между собой за самый быстрый и точный автофокус, а также за скорость включения камеры — ведь интересный кадр можно запросто пропустить за ожиданием запуска камеры и ее фокусировкой.

Здесь преуспевают корейцы. К примеру, в LG G3 (2014) появился так называемый лазерный автофокус, где маломощный полупроводниковый лазер используется в качестве дальномера.

LG G3

В Samsung Galaxy S7 используется другая, еще более продвинутая технология автофокусировки — Dual Pixel. Каждый из пикселей матрицы состоит из двух независимых фотодиодов, которые одновременно используются для быстрого наведения на резкость и формирования изображения. Samsung обещает, что время фокусировки в условиях низкой освещенности сократилось с 0,85 с (у Galaxy S6) до 0,2 с (Galaxy S7).

Кроме того, почти во всех флагманах теперь присутствует оптическая стабилизация изображения (OIS), позволяющая уменьшить эффект дрожания рук и получить более четкие снимки.

Оптический зум, приставки и двойные камеры

Мегапиксели, размеры матриц и диафрагмы — это не единственные параметры, которые использовали, да и используют сейчас производители смартфонов, чтобы выделиться среди остальных.

Большинство существующих мобильных камер дают возможность использования «цифрового зума» — приближения за счет программного увеличения кадра (и соответствующего ухудшения параметров картинки).

Но есть у ряда мобильников и оптическое зуммирование, которое осуществляется посредством объектива. Это позволяет снимать крупным планом как близкие, так и удаленные объекты без снижения качества (особенно при использовании штатива).

Однако оптическое зуммирование предполагает более сложное и громоздкое строение объектива. И если в обычных фотоаппаратах это нормальная практика, то в современных мобильниках может смотреться странно.

Первым телефоном с оптическим зумом считается «японец» Sharp V602SH, выпущенный в 2004 году. Он мог похвастать двукратным увеличением для своей 2-Мп камеры.

Sharp V602SH

Позже телефоны и смартфоны с оптическим зумом появлялись с завидной регулярностью. К примеру, в 2008 году вышел Samsung G800 c 5-Мп камерой с автофокусом, ксеноновой вспышкой и 3-кратным оптическим зумом.

Samsung G800

Позже мир увидел несколько смартфонов Nokia с оптическим зумом (в том числе Nokia 808 и Lumia 1020, о которых мы писали выше), несколько гаджетов Samsung (Galaxy S4 Zoom, Galaxy K Zoom, Galaxy Camera), а последним устройством, которое уместило в себе механическое зуммирование стал ASUS ZenFone Zoom (обзор).

Интересной попыткой улучшить фотовозможности устройств стали «пристегивающиеся» объективы Sony.

Модели DSC-QX100 и DSC-QX10, выпущенные в 2013 году, подключались к Android- и iOS-устройствам при помощи Wi-Fi и NFC и могли физически пристегиваться к гаджетам при помощи специального приспособления.

Объективы обладали системой оптической стабилизации и оптическим зумом. Впрочем, желающих приобрести такую накладку (стоящую 250−450 долларов) для своего смартфона было немного.

Еще одним интересным «маневром» можно считать двойные объективы. В 2011 году появилась пара смартфонов — HTC EVO 3D и LG Optimus 3D, позволяющих снимать и отображать трехмерное изображение (в этом случае съемка производилась в разрешении 2 Мп). Однако пользователи так и не оценили эти возможности.

Позже двойным камерам нашлось другое применение. Например, в HTC One M8 (2014) вторая камера использовалась для подсчета расстояния до объекта и создания малой глубины резкости с размытием фона (совсем как на зеркалках с соответствующими объективами).

Интересно, что на тот момент такому «трюку» были обучены уже и обычные однообъективные фотомодули.

В 2016 году мы вновь видим возвращение двойных камер. В частности, такие модули установлены в LG G5 и Huawei P9.

В LG G5 используется двойная камера с разрешением 16 и 8 Мп. «Старший» модуль вполне стандартен, тогда как «младший» отличается широкими углами обзора — 135°. Этот прием призван улучшить качество получаемых снимков (сделать их одновременно качественными и широкоугольными), а также дает возможность регулировать фокус уже после того, как вы сделали снимок.

Впрочем, похожие возможности были ранее и у обычных мобильных камер.

Читайте также:

Мобильная эволюция. Дизайн, часть 1: от «чемоданов» и «кирпичей» к флипам и раскладушкам

Мобильная эволюция. Дизайн, часть 2: от слайдеров и ротаторов до моноблоков

Мобильная эволюция. Дизайн, часть 3: самые необычные и экзотические телефоны в истории

От нескольких часов работы до суперавтономности. Вспоминаем, как менялись батарейки в мобильниках

Вспоминаем историю рингтонов: от набора мелодии кодами до реалтонов, "Бумера" и Crazy Frog

От монохромной картинки к сверхвысокому разрешению. Вспоминаем, как менялись дисплеи в телефонах

Смартфоны Samsung Galaxy соединяют технологии, подчеркивающие индивидуальность своих пользователей.

Флагманские смартфоны Galaxy S6|S6 edge обладают инновационным дизайном, понятным интерфейсом, мощностью процессора и высокой производительностью.

Отправить новость
Сообщите редакции новость, интересную читателям 42.TUT.BY