Почему блок камер такой большой и выступающий? Против технологий и физики не попрешь

Камера стала мерилом эволюции смартфонов, в последние годы это направление развития мобильных устройств расцвело буйным цветом. То, что ранее не было доступно для мобильных камер сегодня считается делом обыденным и привычным. Но хорошая камера не может существовать без того, чтобы не возвышаться над «спинкой». А пользователям так хочется, чтобы все выглядело аккуратно и датчики были вписаны заподлицо с корпусом. Возможно ли сделать так, чтобы камера создавала отличные снимки и при этом не выглядела инородным телом или «наростом» на тыльной панели?

Те, кто в теме уже знают ответ. На данном этапе компромисса тут не будет. Хотите хорошие фоточки — придется мириться с выступающим блоком камер. Безусловно, можно сделать так, чтобы площадка с модулями не выпирала, но вряд ли качество снимков вас в этом случае устроит. Почему так? Попытаемся разобраться.

Мобильная камера

Но перед тем как мы примемся говорить о выступающей камере, не лишним будет напомнить ряд моментов. Начнем с того, что камера включает в себя такие элементы как матрица, оптика, RGB-фильтр для определения цветов, защитное стекло, подложки и прочие составляющие. А еще в статье будем упоминать такие понятия как разрешение, диагональ матрицы и фокусное расстояние.

Матрица отвечает за готовый снимок и на нее приходится несколько миллиметров. Так, изрядно растиражированный сенсор Sony IMX586 имеет физическую диагональ всего 8 мм (1,2ʺ), а флагманский датчик Sony IMX700 — 7,5 мм (1/28ʺ). Размер одного пикселя в современных сенсорах равен 0,8 мм и уже появились датчики с пикселями размером 0,7 мм. Это очень мало и противники мелких пикселей утверждают, что идти по пути их уменьшения сродни преступлению — им сложно уловить свет в достаточном количестве. Нехватка света приводит к появлению шумов, а значит, ухудшается качество снимка.

Опыт показывает, что датчику диагональю менее 1/3ʺ сложно предложить оптимальное качество снимков. Все основные камеры смартфонов имеют размеры в диапазоне 1/2"-1/3", за редкими исключениями (Huawei P20 Pro, — 1/1,8"). Если делать матрицы больше — получится чрезмерно громоздко, меньше — качество фото падает.

Еще один важный параметр — фокусное расстояние. Объектив собирает свет в точке фокусировки. Расстояние от точки фокусировки до объектива и принято именовать фокусным расстоянием, а измеряется оно в миллиметрах. Такое расстояние определяет угол обзора и степень увеличения. Более длинное фокусное расстояние сужает угол обзора, но при этом делает увеличение выше. Чем больше увеличением, тем не менее заметнее различия между объектами на переднем и заднем плане. Как на самом деле это работает, можно посмотреть на снимке ниже.

Еще один важный момент — кроп-фактор, напрямую зависящий от размера матрицы. Объектив захватывает картинку независимо от размера датчика и конечное изображение обрезается исходя из размера матрицы. Кроп фактор играет важную роль в широкоугольных камерах и зум-объективах.

Матрица небольшого размера приводит к увеличению кадрирования и предлагает меньший угол обзора. Фокусное расстояние увеличивается и создается эффект приближения. Именно поэтому в телеобъективах предпочитают устанавливать сенсоры небольших размеров.

Так уж сложилось, что современные датчики изображения в большинстве своем предлагают толщину не менее 8 мм. Это относительно немного, но применимо к смартфону, чья толщина варьируется в пределах 8-9 мм несложно понять, что уместить внутри датчик заподлицо с корпусом сложно. При этом не забывайте о необходимости установить линзы и защитное стекло, а это «надстройка» в пару миллиметров к толщине всей системы камер. Немаловажно и то, что под камеру отводится не вся толщина корпуса, есть еще дисплей, который также «отъедает» определенное пространство.

Когда большой сенсор и зум имеют значение

Вот и получается, что у производителей на современном этапе развития только два выхода: увеличивать толщину корпуса, делая его громоздким, или же предлагать выступающий блок камер. Безусловно, при условии, если создатели хотят, чтобы камера смартфона создавала качественные фоточки. Можно установить совсем миниатюрный сенсор, но тогда придется уменьшить разрешение, а пойти на это соглашаются далеко не все.

Безусловно, найдутся те, кто приведет в пример те же iPhone, Pixel или Xperia, где камеры выпирают, а разрешение у них по современным меркам небольшое. Но тут включаются другие факторы. Так, одни стремятся увеличить зум. И вот тут на первый план выходит фокусное расстояние, позволяющее приближать изображение. Здесь необходимо предложить большее расстояние между матрицей и объективом, а достигается это еще и за счет установки специальных зеркал, отражающих свет. В итоге стремление увеличить значение зума приводит к росту толщины системы камер, прежде всего, за счет телеобъектива.

Также не редкость, когда производители устанавливают большие сенсоры, которые способны захватить больше света и, соответственно, качество фотографий улучшается. Чем больше сенсор, тем больше он выпирает. Не списывайте со счетов и желание предложить кроп-фактор, а чем больше размер матрицы, тем требуется большее фокусное расстояние. Несоблюдение этого может стать причиной увеличения угла обзора, который может быть нежелателен в определенных условиях. Например, в многомодульных камерах, где каждый из сенсоров должен предложить определенную степень увеличения.

Не списываем со счетов и искажения, наиболее ярко проявляющиеся по краям объектива. Больший кроп и крупный сенсор повышают степень искажений. Как правило, эта проблема проявляется в маленьких объективах с широкой апертурой. 

Решить проблему можно посредством установки качественных объективов. Но из-за компактности современных устройств сделать это задача не из простых. Другой вариант — изменить фокусное расстояние так, чтобы кадр брался из центра, тем,  где искажений меньше и качество снимка выше. Но и тут не обойтись без большего фокусного расстояния и, как следствие, размер камеры увеличивается.

Выпирающая камера — это хорошо

Все вышесказанное подтверждает, что производителям смартфонов приходиться искать компромисс между физикой и качеством снимков. И в этих изысканиях выпирающий блок камеры — насущная необходимость, если нужно предложить хорошего качества фотографии. Стремление «догнать и перегнать» зеркалки, диктует потребность устанавливать большие сенсоры и наращивать значение зума. А это в свою очередь следствие того, что хорошие мобильные камеры и дальше будут возвышаться над спинкой смартфонов.

Подписывайтесь на Andro News в Telegram, «ВКонтакте» и YouTube-канал.

Источник: androidauthority