Следующий iPhone получит суперкамеру

Apple-смартфон, который придет на смену iPhone 6 и iPhone 6S в 2015 году, не просто получит два объектива, а провернет «самый большой прыжок», из когда-либо сделанных по части съемки мобильными устройствами.

Если верить словам Джона Грубера, ведущего блога Daring Fireball и известного эксперта по слухам из Apple, некая «пташка» из Купертино нашептала ему, что следующее поколение iPhone будет наделено сразу двумя тыловыми камерами. Два объектива и два светочувствительных сенсора должны поднять качество снимаемых кадров до уровня, отвечающего цифровым «зеркалкам».

Использование двух камер в относительно скромном формфакторе смартфона — новомодное веяние. HTC уже достигла кое-каких наработок в составе One M8 образца 2014 года, когда вдобавок к 4-ультрапиксельной тыловой камере установила датчик, нужный для определения глубины сцены. Карта глубин применяется для генерирования трехмерных эффектов параллакса, когда прикладывать фильтры можно к отдельным частям изображения: например, размывать фон для подчеркивания объекта на переднем плане либо копировать и вставлять объект с одной фотографии на другую.

Куда более интересным видится решение израильского стартапа Corephotonics, наделяющее смартфоны оптическим зумом без нужды в движущихся частях камеры. На отраслевой выставке MWC 2014 специалисты Corephotonics показали, как две 13-мегапиксельные камеры, процессор Qualcomm Snapdragon 800 и программные алгоритмы могут проводить оптическое приближение съемки без каких-либо перемещающихся механических частей в камерах. Заявлено, что качество изображения даже с пятикратным зумом превосходит таковое, полученное на выходе традиционного цифрового трехкратного приближения.

Итак, одна камера снабжена телеобъективом с фиксированным фокусом и узким полем зрения, то есть всегда делает приближенные снимки, вторая — обычная широкоугольная. Если объединить кадры, захватываемые камерами, можно добиться впечатляющих результатов.

«Волшебство» невозможно без участия чипсета Snapdragon 800, который располагает двумя сигнальными сопроцессорами, позволяющими изображениям с двух камер обрабатываться параллельно.

Итоговая фотография, когда масштабируется, получается значительно резче и содержит гораздо меньше шумов, если сравнивать со снимком обычной камерой, к которому применен цифровой зум. Даже фотографии, полученные 41-мегапиксельной PureView-камерой Nokia Lumia 1020 с такого же расстояния, выглядят хуже, нежели снимки, сделанные при помощи подхода Corephotonics.

Сравнение физических размеров модулей 41-мегапиксельной камеры Lumia 1020 и 13-мегапикельной Corephotonic: можно не утолщать телефоны в погоне за качеством фотографий.

Программное обеспечение сравнивает кадры двух камер, дабы выявить, какие пиксели сработали плохо, и затем подставляет на их место данные с более четких пикселей. Для минимизации шумов в телеобъективе устраняется цветовой фильтр — он захватывает только черно-белую картинку. Это позволяет поглощать больше света и усиливает точность заключительного изображения. Передачей цвета занимается широкоугольная камера.

Система двойных камеры в состоянии сделать HDR-снимок за один спуск затвора, тогда как обычно смартфонам приходится фотографировать сцену три раза подряд с различной выдержкой. Стало быть, съемка в HDR-режиме даже быстро перемещающихся объектов, например во время спортивных состязаний, не приведет к появлению эффекта ореола.

Нажмите на фотографию, чтобы посмотреть, насколько четче, в сравнении с цифровым зумом, получился снимок, приближенный камерами Corephotonic.

Наведение фокуса выполняется без каких-либо задержек, и это результат использования двух камер. Утверждается, что на выставление автофокусировки требуется всего лишь 100 мс.

Corephotonics надеялась, что ее технология появится в составе смартфонов уже в этом году, поскольку большинство работ завершено. Такие мобильные устройства вполне могли бы обратиться к серийным 13-мегапиксельным камерам, допустим, авторства Sony, притом что их совокупная себестоимость окажется ниже, чем если использовать одну 20-мегапиксельную камеру, как в Xperia Z2.

Apple по идее может воспользоваться аналогичным подходом, снимая информацию с обеих камер, или, допустим, «сшивая» кадры, тем самым добиваясь высокого качества уровня «зеркалки». У компании Стива Джобса нет никакого дефицита в патентах, покрывающих технологии смартфонных камер, включая изобретения, описывающие Lytro-подобную перефокусировку уже снятых фотографий, сменные модули камеры, а также сменные внешние объективы.

В целом, есть мнение, что патентом, наиболее адекватным слухам, видится описывающий мультисенсорную систему, которая собирает отдельно значения яркости (один датчик) и цветности (два), обрабатывает данные и выдает фотографии в исключительно высоком разрешении и с очень точной цветопередачей.

Уместно отметить достижения калифорнийской Pelican Imaging, которая пригласила иной подход для работы с глубиной снимков. Стартап разработал массив из 16 объективов, уложенных в матрицу 4×4, и каждый из них захватывает только красный, зеленый или синий цвета, чтобы получить 8-мегапиксельное изображение. Процедура устраняет появление шумов посредством избавления от перекрестного влияния заряда на пикселях — это извечная проблема обычных КМОП-датчиков. Смещенные объективы пассивно захватывают информацию о глубине сцены, открывая широкий ассортимент возможностей и эффектов. Так, Pelican по силам обеспечить смену фокуса на готовой фотографии, выдать четкие снимки в условиях недостаточной освещенности, выполнить пространственную стабилизацию кадров для плавного видеоряда и устранения смазанности при перемещении, следить за движущимися объектами, даже если их закрывают другие объекты. Предметы на фото можно вырезать, а затем поместить на другой снимок, получив аккуратный коллаж.

Вообще технология матричных камер Pelican подобна на технологию камер светового поля, которой занимается Lytro: читайте материал «Сотовика» — «Пленоптика: камерная революция смартфонов».

Реализация отличается, но суть одна: фотографировать можно сходу, вообще не обращая внимания на настройки фокусировки. В отличие от пленоптического подхода Lytro, опирающегося на использование набора множества микролинз, Pelican обращается к единственному оптически обогащенному модулю. Другими словами, речь идет о компактном решении, пригодном для установки в смартфонах.

Pelican надеялась, что ее наработки будут воплощены в смартфонах в 2014 году, тем паче компания получила немало восторженных отзывов и денежных вливаний от Nokia и Qualcomm, для которых чрезвычайно важны перспективные и новационные штуки в мобильной фотографии. Однако теперь фирма рассчитывает на коммерческую реализацию лишь в 2015-м.

© СОТОВИК