Od 0,11 megapiksela do pomoćnika u neuronskim mrežama: kako su se kamere razvijale u pametnim telefonima

Kamera u pametnom telefonu postala je sastavni dio našeg života: uz njezinu pomoć uvijek možete uhvatiti važan trenutak i podijeliti ga s drugima. Međutim, da bi to postalo stvarno, bilo je potrebno 20 godina tehničkog napretka, preraspodjele tržišta fotografske opreme i mnogih inovacija. Odlučili smo se prisjetiti kako je mobilna fotografija upala u naš svakodnevni život i koje su je tvrtke učinile jednostavnom i dostupnom.

Prvi telefoni s kamerama

Prvi put se kamera pojavila u telefonu 1999. godine: japanska tvrtka Kyocera objavila je model VP-210, koji je omogućavao upućivanje video poziva. Kamera je bila smještena sprijeda i snimala je lice vlasnika brzinom od 2 kadra u sekundi. Mogla bi snimati i selfieje razlučivosti od 0,11 megapiksela i pohraniti ih u memoriju uređaja u količini do 20 komada.

U sljedećim godinama mobilne su se kamere brzo razvijale pod najezdom konkurencije, a već 2004. godine preuzet je milion piksela (1 megapiksel). A 2005. tržište su šokirala dva modela koja se mogu nazvati prvim telefonima s kamerama: Nokia N90 i Sony Ericsson k750i. Nosili su kamere s autofokusom od 2 megapiksela i snimali oštre slike, a ne mutne apstrakcije. Tada se odnos korisnika prema mobilnoj fotografiji počeo mijenjati: na Flickru su se pojavile tematske grupe, ljudi su počeli razmjenjivati ​​slike primljene na njihove telefone i raspravljati o njima.

Sa svakom sljedećom godinom, broj ljudi koji se slikaju telefonima eksponencijalno je rastao. Izdanje iPhonea 2007. godine promijenilo je stav prema monofunkcionalnim uređajima: pametni telefoni počeli su zamjenjivati ​​MP3 playere, a zatim i amaterske foto i video kamere.

Zora Instagrama

Slom tržišta fotoaparata dogodio se 2010. godine lansiranjem usluge Instagram. Korisnici su željeli što jednostavnije i brže dobiti atraktivnu fotografiju i objaviti je na društvenim mrežama.

Istodobno se poboljšala kvaliteta mobilnih kamera. Predstavljen 2011. godine, iPhone 4s dobio je kameru od 8 megapiksela i svjetlosno osjetljivu optiku s otvorom blende f / 2.4. Takve su karakteristike pokrivale većinu potreba: pritisnete tipku, dobijete svijetli okvir i umetnete ga Instagram.

Vremenom je obrada slika na pametnim telefonima postala sve agresivnija: kontrast, zasićenost i oštrina konture u prioritetu, a prirodnost slike nestala je u pozadini. Ali bilo je i pokušaja da se profesionalna tehnologija prenese na mobilne kamere. Dakle, Nokia je 2012. godine napravila 808 PureView telefon s kamerom.

Model su odlikovale karakteristike koje su za njegovo doba bile fenomenalne. Rezolucija kamere bila je 41 Mp, a fizička veličina senzora 1 / 1,2 ″. Također je bio opremljen mehaničkim zatvaračem, ugrađenim ND - filtrom, Carl Zeiss lećom s otvorom blende f / 2.4 i ksenonskom bljeskalicom.

Nažalost, drugi se proizvođači nisu žurili slijediti Nokijin primjer, oslanjajući se na filtre i druge ukrase.

Više kamera, dobrih i drugačijih

U jednom su trenutku tvrtke odlučile povećati broj kamera na pametnim telefonima. Još 2011. godine objavljeni su HTC Evo 3D i LG Optimus 3D koji su koristili po dvije leće za stvaranje stereoskopskih fotografija. Međutim, pokazalo se da tehnologija nije potraživana i proizvođači su nekoliko godina zaboravljali na takve eksperimente.

U proljeće 2014. godine tržište je ugledalo HTC One M8. Pametni telefon dobio je pomoćni modul za mjerenje dubine i odvajanje predmeta od pozadine. Tako je tvrtka implementirala portretni način dvije godine ranije od Applea.

Pravi bum dogodio se 2016. godine, kada su najveći proizvođači predstavili svoja rješenja. Istodobno, nije bilo jedinstvenog pogleda na ono što pametni telefon treba dvije kamere. Primjerice, Huawei je promovirao jednobojnu fotografiju s P9, koji je razvio zajedno s Leicom. LG G5 oslanjao se na shirik, dok je Apple u iPhone 7 Plus uveo teleobjektiv za portretnu fotografiju i optički zum.

Kako se ispostavilo, dvije kamere nisu ograničenje. Sada su gotovo svi pametni telefoni na tržištu opremljeni s tri leće s različitim žarišnim duljinama, kao i kamerama za makro fotografiranje i mjerenje dubine.

Sve veće karakteristike

Kvaliteta mobilnih kamera uvijek je bila ograničena fizičkim ograničenjima: mala debljina kućišta nije dopuštala opremanje pametnih telefona visokokvalitetnom optikom i velikim senzorima. Međutim, korisnici su tražili poboljšanja, tvrtke su pokušavale zadovoljiti njihove potrebe.

Ovako smo završili s kamerama koje su virile nekoliko milimetara od tijela. Fizičke dimenzije senzora također su porasle: ako su prije pet godina fluktuirali unutar 1/3 ″, sada su se pojavili na tržištu Samsung Galaxy S20 Ultra i Huawei P40 sa senzorima 1 / 1,3 ″. Senzori slike povećali su se gotovo devet puta, što je značajno poboljšalo kvalitetu fotografija.

Velika površina senzora omogućila je povećanje razlučivosti. Mobilne kamere od 48MP i 64MP postale su norma, dok su Samsung i Xiaomi već zauzeli liniju od 108 megapiksela. Međutim, fotografije s takvom razlučivošću teže previše, pa su inženjeri pošli na trik: kombiniraju se podaci iz susjednih piksela. To smanjuje razlučivost, ali zauzvrat dobivamo manje šuma i širi dinamički raspon.

Što je sljedeće

Sve ove inovacije učinile su pametne telefone idealnom zamjenom za digitalne posude za sapun. Ipak, još uvijek imaju mjesta za rast. Pa čak i ako fizičke karakteristike dođu do stropa, softver će uvijek priskočiti u pomoć.

Sada računalna fotografija dobiva zamah: kamera snima niz slika i neuronske mreže na njihovoj osnovi sakupljaju idealan kadar, suzbijajući šum, izjednačavajući svjetlinu i ispravljajući boju. Metoda se koristi u Google Pixel 4, iPhone 11, Huawei P40 i mnogim drugim pametnim telefonima. Obrada se odvija automatski i neprimjetno za korisnika - on vidi samo rezultat.

Kako se produktivnost povećava, mogućnosti kamera postaju sve šire. Već mogu snimati video i obrađivati ​​ga u stvarnom vremenu: zamućuju pozadinu ili čine crno-bijelom, ostavljajući predmete u boji. Također se razvija smjer proširene stvarnosti: Apple je iPad Pro već opremio LiDAR senzorom za rad s AR aplikacijama, a uskoro će se tehnologija pojaviti i u iPhoneu.

Mobilne kamere postaju hardversko-softverski kompleks, čije mogućnosti ne razumijemo u potpunosti. Stoga je zanimljivije pratiti najnovija dostignuća u ovom području i sami ih testirati.