No 0, 11 megapikseļiem līdz neironu tīklu asistentiem: kā kameras attīstījās viedtālruņos

2024 Autors: Malcolm Clapton | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 04:04

Īsa ekskursija mobilās fotogrāfijas vēsturē.

Kamera viedtālrunī ir kļuvusi par mūsu dzīves neatņemamu sastāvdaļu: ar tās palīdzību jūs vienmēr varat iemūžināt svarīgu mirkli un dalīties tajā ar citiem. Taču, lai tas kļūtu reāls, bija nepieciešami 20 gadi tehniskais progress, fototehnikas tirgus pārdale un daudzi jauninājumi. Mēs nolēmām atcerēties, kā mobilā fotogrāfija ienāca mūsu ikdienā un kuri uzņēmumi to padarīja vienkāršu un pieejamu.

Pirmie tālruņi ar kameru

Pirmo reizi kamera tālrunī parādījās 1999. gadā: Japānas uzņēmums Kyocera izlaida VP-210 modeli, kas ļāva veikt videozvanus. Kamera atradās priekšā un fiksēja īpašnieka seju ar ātrumu 2 kadri sekundē. Viņa varēja arī uzņemt selfijus ar izšķirtspēju 0, 11 megapikseļi un saglabāt tos ierīces atmiņā līdz 20 gabaliem.

Turpmākajos gados mobilās kameras strauji attīstījās konkurences uzbrukumā, un jau 2004. gadā tika sasniegts 1 miljona pikseļu (1 megapikseļu) pavērsiens. Un 2005. gadā tirgu šokēja divi modeļi, kurus var saukt par pirmajiem tālruņiem ar kameru: Nokia N90 un Sony Ericsson k750i. Viņi izmantoja 2 megapikseļu autofokusa kameras un uzņēma asus attēlus, nevis izplūdušas abstrakcijas. Toreiz lietotāju attieksme pret mobilo fotogrāfiju sāka mainīties: Flickr parādījās tematiskās grupas, cilvēki sāka apmainīties ar tālruņos saņemtajiem attēliem un apspriest tos.

Ar katru nākamo gadu cilvēku skaits, kas fotografē pa tālruni, ir eksponenciāli pieaudzis. IPhone izlaišana 2007. gadā mainīja attieksmi pret monofunkcionālām ierīcēm: viedtālruņi sāka aizstāt MP3 atskaņotājus, bet pēc tam amatieru foto un video kameras.

Instagram rītausma

Kameras tirgus sabruka 2010. gadā, uzsākot Instagram. Lietotāji vēlējās pēc iespējas vienkāršāk un ātrāk iegūt pievilcīgu attēlu un ievietot to sociālajos tīklos.

Tajā pašā laikā ir uzlabojusies mobilo kameru kvalitāte. 2011. gadā ieviestais iPhone 4s saņēma 8 megapikseļu kameru un gaismas jutīgu optiku ar diafragmas atvērumu f / 2, 4. Šīs īpašības apmierināja lielāko daļu vajadzību: nospiediet pogu, iegūstiet spilgtu rāmi un augšupielādējiet to Instagram.

Laika gaitā attēlu apstrāde viedtālruņos ir kļuvusi agresīvāka: priekšroka ir kontrastam, piesātinājumam un kontūru asumam, un attēla dabiskums izbalējis fonā. Taču ir bijuši arī mēģinājumi mobilajās kamerās ieviest profesionālas tehnoloģijas. Tātad, Nokia 2012. gadā izgatavoja tālruni 808 PureView ar kameru.

Modelis izcēlās ar īpašībām, kas savam laikam bija fenomenālas. Kameras izšķirtspēja bija 41 megapikseļi, un sensora fiziskais izmērs bija 1/1, 2 ″. Tas bija aprīkots arī ar mehānisku aizvaru, iebūvētu ND filtru, Carl Zeiss objektīvu ar f / 2, 4 diafragmu un ksenona zibspuldzi.

Diemžēl citi ražotāji nesteidzās sekot Nokia piemēram, paļaujoties uz filtriem un citiem izrotājumiem.

Vairāk kameru, labas un dažādas

Kādā brīdī uzņēmumi nolēma palielināt kameru skaitu viedtālruņos. Vēl 2011. gadā tika izlaisti HTC Evo 3D un LG Optimus 3D, kas izmantoja divus objektīvus, lai izveidotu stereoskopiskas fotogrāfijas. Tomēr tehnoloģija izrādījās nepieprasīta, un ražotāji par šādiem eksperimentiem aizmirsa vairākus gadus.

2014. gada pavasarī tirgū parādījās HTC One M8. Viedtālrunis saņēma palīgmoduli dziļuma mērīšanai un objekta atdalīšanai no fona. Tādējādi uzņēmums portreta režīmu ieviesa divus gadus agrāk nekā Apple.

Īsts bums notika 2016. gadā, kad lielākie ražotāji prezentēja savus risinājumus. Tajā pašā laikā nebija vienota viedokļa par to, kāpēc viedtālrunim ir vajadzīgas divas kameras. Piemēram, Huawei reklamēja vienkrāsaino fotogrāfiju ar P9, ko tas izstrādāja kopā ar Leica. LG G5 paļāvās uz shirik, un Apple iPhone 7 Plus ieviesa telefoto objektīvu portretiem un optisko tālummaiņu.

Kā izrādījās, divas kameras nav ierobežojums. Tagad gandrīz visi tirgū pieejamie viedtālruņi ir aprīkoti ar trim objektīviem ar dažādu fokusa attālumu, kā arī kamerām makro fotografēšanai un dziļuma mērīšanai.

Palielinošās īpašības

Mobilo kameru kvalitāti vienmēr ir ierobežojuši fiziski ierobežojumi: mazais korpusa biezums neļāva viedtālruņus aprīkot ar kvalitatīvu optiku un lieliem sensoriem. Taču lietotāji prasīja uzlabojumus, uzņēmumi centās apmierināt viņu vajadzības.

Tā nu mēs nonācām pie kamerām, kas izvirzījās dažus milimetrus no korpusa. Auguši arī sensoru fiziskie izmēri: ja pirms pieciem gadiem tie svārstījās 1/3 ″ robežās, tad tagad tirgū parādījušies Samsung Galaxy S20 Ultra un Huawei P40 ar 1/1, 3 ″ sensoriem. Attēla sensori ir palielināti gandrīz deviņas reizes, kas būtiski uzlaboja fotogrāfiju kvalitāti.

Lielais sensoru laukums ļāva palielināt izšķirtspēju. 48MP un 64MP mobilās kameras ir kļuvušas par normu, savukārt Samsung un Xiaomi jau ir sasnieguši 108MP pagrieziena punktu. Tomēr fotogrāfijas ar šādu izšķirtspēju sver pārāk daudz, tāpēc inženieri ķērās pie viltības: tiek apvienota informācija no blakus esošajiem pikseļiem. Tas samazina izšķirtspēju, bet pretī mēs iegūstam mazāk trokšņu un plašāku dinamisko diapazonu.

Ko tālāk

Visi šie jauninājumi ir padarījuši viedtālruņus par ideālu digitālo punktu un fotografēšanas kameru aizstājēju. Tomēr viņiem joprojām ir kur augt. Un pat tad, ja fiziskās īpašības sasniedz griestus, programmatūra vienmēr nāks palīgā.

Tagad skaitļošanas fotogrāfija uzņem apgriezienus: kamera uzņem virkni attēlu, un uz tiem balstītie neironu tīkli savāc perfektu kadru, nomācot troksni, izlīdzinot spilgtumu un koriģējot krāsas. Metode tiek izmantota Google Pixel 4, iPhone 11, Huawei P40 un daudzos citos viedtālruņos. Apstrāde notiek automātiski un lietotājam nemanāmi – viņš redz tikai rezultātu.

Palielinoties veiktspējai, kameru iespējas kļūst plašākas. Viņi jau var ierakstīt video un veikt apstrādi reāllaikā: aizmiglot fonu vai padarīt to melnbaltu, atstājot objektus krāsainus. Attīstās arī paplašinātās realitātes virziens: Apple jau ir aprīkojis iPad Pro ar LiDAR sensoru darbam ar AR aplikācijām, un drīzumā tehnoloģija parādīsies arī iPhone.

Mobilās kameras kļūst par aparatūras-programmatūras kompleksu, kura iespējas līdz galam neizprotam. Tāpēc interesantāk ir sekot līdzi jaunākajām norisēm šajā jomā un pašiem tās pārbaudīt.