Чому блок камер такий великий і виступаючий? Проти технологій та фізики не попреш

Камера стала мірилом еволюції смартфонів, останніми роками цей напрямок розвитку мобільних пристроїв розквітло буйним кольором. Те, що раніше не було доступно для мобільних камер сьогодні вважається справою повсякденною і звичною. Але хороша камера не може існувати без того, щоб не височіти над «спинкою». А користувачам так хочеться, щоб все виглядало акуратно і датчики були вписані урівень з корпусом. Чи можливо зробити так, щоб камера створювала відмінні знімки і при цьому не виглядала стороннім тілом або наростом на тильній панелі?

Ті, хто у темі вже знають відповідь. На цьому етапі компромісу тут не буде. Хочете хороші фоточки - доведеться миритися з блоком камер, що виступає. Безумовно, можна зробити так, щоб майданчик із модулями не випирав, але навряд чи якість знімків вас у цьому випадку влаштує. Чому так? Спробуємо розібратися.

Мобільна камера

Але перед тим як ми візьмемося говорити про камеру, що виступає, не зайвим буде нагадати ряд моментів. Почнемо з того, що камера включає такі елементи як матриця, оптика, RGB-фільтр для визначення кольорів, захисне скло, підкладки та інші складові. А ще у статті згадуватимемо такі поняття як роздільна здатність, діагональ матриці та фокусна відстань.

Матриця відповідає за готовий знімок і на неї припадає кілька міліметрів. Так, неабияк розтиражований сенсор Sony IMX586 має фізичну діагональ всього 8 мм (1,2?), а флагманський датчик Sony IMX700 - 7,5 мм (1/28?). Розмір одного пікселя в сучасних сенсорах дорівнює 0,8 мм і з'явилися датчики з пікселями розміром 0,7 мм. Це дуже мало і противники дрібних пікселів стверджують, що йти по шляху їх зменшення схоже на злочин — їм складно вловити світло в достатній кількості. Нестача світла призводить до появи шумів, отже, погіршується якість знімка.

Досвід показує, що датчику діагоналлю менше 1/3? складно запропонувати оптимальну якість знімків. Всі основні камери смартфонів мають розміри в діапазоні 1/2"-1/3", за рідкісними винятками (Huawei P20 Pro, - 1/1,8"). Якщо робити матриці більше - вийде надмірно громіздко, менше - якість фото падає.

Ще один важливий параметр – фокусна відстань. Об'єктив збирає світло у точці фокусування. Відстань від точки фокусування до об'єктива і прийнято називати фокусною відстанню, а вимірюється вона в міліметрах. Така відстань визначає кут огляду та ступінь збільшення. Довша фокусна відстань звужує кут огляду, але при цьому робить збільшення вище. Чим більше збільшенням, тим не менш помітніші відмінності між об'єктами на передньому та задньому плані. Як насправді це працює, можна переглянути на знімку нижче.

Ще один важливий момент - кроп-фактор, що прямо залежить від розміру матриці. Об'єктив захоплює зображення незалежно від розміру датчика і кінцеве зображення обрізається виходячи з розміру матриці. Кроп фактор відіграє важливу роль у ширококутних камерах та зум-об'єктивах.

Матриця невеликого розміру призводить до збільшення кадрування та пропонує менший кут огляду. Фокусна відстань збільшується та створюється ефект наближення. Саме тому телеоб'єктиви воліють встановлювати сенсори невеликих розмірів.

Так уже склалося, що сучасні датчики зображення здебільшого пропонують товщину не менше 8 мм. Це відносно небагато, але застосовно до смартфону, чия товщина варіюється в межах 8-9 мм нескладно зрозуміти, що вмістити всередині датчик урівень з корпусом складно. При цьому не забувайте про необхідність встановити лінзи та захисне скло, а це надбудова в пару міліметрів до товщини всієї системи камер. Важливо і те, що під камеру відводиться не вся товщина корпусу, є ще дисплей, який також від'їдає певний простір.

Коли великий сенсор та зум мають значення

Ось і виходить, що у виробників на сучасному етапі розвитку лише два виходи: збільшувати товщину корпусу, роблячи його громіздким, або ж пропонувати виступаючий блок камер. Безумовно, якщо творці хочуть, щоб камера смартфона створювала якісні фоточки. Можна встановити зовсім мініатюрний сенсор, але тоді доведеться зменшити дозвіл, а на це погоджуються далеко не всі.

Безумовно, знайдуться ті, хто наведе приклад ті ж iPhone, Pixel або Xperia, де камери випирають, а дозвіл у них за сучасними мірками невеликий. Але тут входять інші фактори. Так, одні прагнуть збільшити зум. І тут на перший план виходить фокусна відстань, що дозволяє наближати зображення. Тут необхідно запропонувати більшу відстань між матрицею та об'єктивом, а досягається це ще й за рахунок встановлення спеціальних дзеркал, що відбивають світло. Через війну прагнення збільшити значення зуму призводить до зростання товщини системи камер, насамперед, з допомогою телеоб'єктиву.

Також не рідкість, коли виробники встановлюють великі сенсори, які здатні захопити більше світла та, відповідно, якість фотографій покращується. Що більше сенсор, то більше він випирає. Не списуйте з рахунків і бажання запропонувати кроп-фактор, а чим більший розмір матриці, тим потрібна більша фокусна відстань. Недотримання цього може спричинити збільшення кута огляду, який може бути небажаним у певних умовах. Наприклад, у багатомодульних камерах, де кожен із сенсорів повинен запропонувати певний ступінь збільшення.

Не списуємо з рахунків та спотворення, що найбільш яскраво виявляються по краях об'єктива. Більший кроп та великий сенсор підвищують ступінь спотворень. Як правило, ця проблема проявляється у маленьких об'єктивах із широкою апертурою.

Вирішити проблему можна за допомогою встановлення якісних об'єктивів. Але через компактність сучасних пристроїв зробити це завдання не з простих. Інший варіант — змінити фокусну відстань так, щоб кадр брався з центру, тим, де спотворень менше та якість знімка вища. Але і тут не обійтися без більшої фокусної відстані і, як наслідок, розмір камери збільшується.

Випираюча камера - це добре

Все сказане вище підтверджує, що виробникам смартфонів доводиться шукати компроміс між фізикою і якістю знімків. І в цих дослідженнях блок, що випирає, камери — нагальна необхідність, якщо потрібно запропонувати хорошої якості фотографії. Прагнення "наздогнати і перегнати" дзеркалки, диктує потребу встановлювати великі сенсори та нарощувати значення зуму. А це, в свою чергу, наслідок того, що хороші мобільні камери й надалі будуть височіти над спинкою смартфонів.

Підписуйтесь на Andro News у Telegram , « ВКонтакті » та YouTube -канал.

Джерело: androidauthority