Зачем нужен телеобъектив в смартфоне? И какая вообще от него польза?
Датчик глубины
Мы начнем с датчика глубины, поскольку это самая простая форма возможной системы двойной камеры. В данном случае основная камера сопровождается вторым датчиком, единственной функцией которого является создание трехмерной карты области снимаемого объекта. Как вы, возможно, знаете, человек видит трехмерный мир в двухмерной проекции, но способен составлять полное представление о расстоянии, форме, размерах и глубине окружающих объектов. За это отвечают наши глаза, имеющие стереоскопическую способность благодаря разным перспективам.
Датчик глубины в системе двойной камеры работает аналогично основной камере. Используя вторичный модуль, двойная камера может приблизительно рассказать, насколько далеко перед ней стоят объекты относительно друг друга. Затем эта информация используется для отделения объекта переднего плана от фона.
Пример работы датчика глубины на HTC One (M8)
Главная фишка двойной камеры с этим датчиком заключается в создании реалистичного эффекта глубины резкости. Технология в своем виде пришла из DSLR-камер с их большими сенсорами и объективами, однако воссоздать эффект такой же мелкой глубины резкости смартфоны не могут. Датчик глубины сначала определяет границы объекта переднего плана, а затем применяет эффект размытия на все окружающее. Отмечу, что получаемый результат — очень близок, но иллюзорен.
В теории и на практике датчик глубины имеет свои подводные камни. Если снимаемый объект не имеет глубины (например, вы можете снимать что-то плоское), камера не сможет это определить и вместе с задним фоном размоет края объекта. Даже если датчик глубины отлично справляется со своей задачей, итог в любом случае не выглядит естественным. В DSLR-камерах интенсивность размытия увеличивается с расстоянием от точки фокусировки. В смартфонах этого нет.
Системы двойных камер со специальным датчиком глубины — один из самых редких дуэтов фотомодулей. Впервые такая система была установлена во флагмане HTC One (M8) — это самый популярный пример. В наши дни датчик глубины используется в таких смартфонах, как Huawei Honor 6X или Lenovo K8 Plus, то есть не во флагманских моделях.
Видео
Качество софта
Отточенная программная часть смартфона учитывает потенциал камеры так же умело, как опытный портной шьет брюки с учетом толщины и длины ног. К примеру, старенький Apple iPhone 7 32 ГБ с матрицей 1/3″ и 12 МП снимал гораздо лучше Sony Xperia XZ1 64 ГБ с лучшими цифрами (1/2.3″ и 19 МП). А все потому, что хорошо написанный софт камеры может сыграть не менее важную роль, чем все остальные показатели вроде модели сенсора, количества камер или размера диафрагмы основного модуля.
Sony упоминается здесь неспроста, ведь будучи главным производителем фотосенсоров, она раз за разом выпускает посредственные камерофоны, которые снимают хуже конкурентов именно из-за непродуманной программной части. В том же Sony Xperia XZ «автоматика» камеры постоянно ошибалась с подбором настроек для съемки, а запас «четкости и зоркости» камеры сводился на нет увеличенным количеством мегапикселей, которые увеличивали зернистость. Обратный пример — линейка Google Pixel, которая долгое время ставила рекорды в фототестах, используя камеру всего с одним модулем и качественным софтом. К сожалению, качество софта камеры нельзя определить количественно, только смотреть обзоры и пробовать самому.
Какие недостатки
Единственный недостаток для большинства систем двойных камер — пока ни один из производителей не смог достигнуть полного паритета для обоих модулей. Дополнительные датчики имеют меньшую светосилу по сравнению с основной камерой (от f/2.4 до f/2.8, в то время как для обычных камер уже достигнута рекордная отметка f/1.6) и не оснащаются оптической стабилизацией изображения. В этом году только два флагмана получили OIS одновременно для двух камер — это Samsung Galaxy Note 8 и Apple iPhone X.
Из-за такого различия в характеристиках двойных камер наблюдается заметное расхождение в качестве, если речь идет о съемке при помощи конкретного модуля (только широкоугольный или только телефото). Тем не менее, уровень фотовозможностей, который сегодня предлагают такие мобильные устройства, как Galaxy Note 8 или iPhone X — невероятно высок.
Оптическая стабилизация
Оптическая стабилизация, или Optical Image Stabilization (OIS), указывается в характеристиках многих топовых смартфонов. Другие телефоны могут иметь в описании камеры аббревиатуру EIS, что означает Electronic Image Stabilization — электронная стабилизация изображения.
OIS — довольно устоявшаяся технология, которая зарекомендовала себя еще в эпоху до смартфонов, но набирает популярность и в мобильниках. По сути, оптическая стабилизация — это компенсационный сдвиг отдельных линз или сенсора в противовес естественному сотрясению камеры в ваших руках. Это такой миниатюрный амортизатор, чтобы сохранить камеру максимально неподвижной в краткое мгновение съемки.
Стабилизатор помогает побороть размытость снимков и сделать фотографии более резкими. Минусы — это дополнительные тонкости производства и дополнительно занятое место в корпусе смартфона.
Электронная стабилизация изображения — не механическая, а программная функция. Этот способ задействует информацию со встроенного в любой смартфон гироскопического сенсора или путем отслеживания определенных точек на изображении/видео. После этого изображение анализируется, а ненужные сдвиги компенсируются или обрезаются по записям гироскопа. Электронная стабилизация особенно хорошо зарекомендовала себя при съемке видео, при съемке же фотографий ее преимущества сомнительны и идут рука об руку вместе с потерей качества.
Объектив и его фокусное расстояние
Световое излучение и весь видимый свет распространяются прямолинейно. Когда свет проходит через линзу, лучи в какой-то момент сходятся в одной точке. В обычных камерах расстояние от точки схождения лучей до сенсора называется фокусным расстоянием и изменяется в миллиметрах.
Разные объективы отличаются числом линз, оптической схемой и обладают разными фокусными расстояниями. Фокусное расстояние в Samsung Galaxy S10, например, составляет 26 миллиметров в эквиваленте, что типично для широкоугольной оптики. Она имеет широкий угол обзор, а значит, в одной фотографии камера захватит больше пространства.
Бо́льшие фокусные расстояния означают уменьшенный угол обзора и большее увеличение — это характерно для так называемых телеобъективов. В Samsung Galaxy S10, к примеру, фокусное расстояние телеобъектива в два раза больше широкоугольного модуля и составляет 52 миллиметра в эквиваленте. Это значит, что Samsung S10 обладает 2-кратным оптическим зумом.
Ультраширокоугольные объективы отличаются еще бо́льшим углом обзора и еще меньшим фокусным расстоянием. Например, в случае ультраширокоугольной камеры Samsung S10 оно составит всего 12 миллиметров в эквиваленте.
Не все смартфоны выпускаются с тремя камерами с разной оптикой. Большинство из них имеют одну, максимум две камеры.
Фокусное расстояние и углы обзора камер отличаются у разных моделей смартфонов и производителей.
Обратите внимание, что фокусное расстояние камеры смартфона (например, 26 миллиметров) не является физическим расстоянием от точки схождения лучей до матрицы камеры смартфона. Смартфоны слишком маленькие для таких расстояний (иначе они не поместились бы даже в нашей руке), и это всего лишь визуальный эквивалент популярных 35-миллиметровых камер пленочной эпохи.
Как снимать телеобъективом
Телеобъективы заставляют фотографа снимать на очень короткой выдержке. В противном случае на фотографии будет наблюдаться так называемая шевеленка — смазывание движущихся объектов. Чем больше фокусное расстояние — тем более короткой следует делать выдержку. Как вы понимаете, именно из-за этого не могут существовать телеобъективы с фокусным расстоянием свыше 1000 мм. Воспользовавшись такой оптикой, пришлось бы снимать на ультракороткой выдержке. Но при таких параметрах стандартная матрица просто не успевала бы принимать достаточное количество света, большая его часть терялась бы в стеклах объектива. Впрочем, современные технологии позволяют создавать подобную оптику. Но в ней нет смысла хотя бы из-за гигантских размеров.
Сейчас ни один телеобъектив не обходится без внедренной системы стабилизации изображения. Она позволяет слегка увеличивать выдержку при съемке с рук. Некоторые объективы наделены ультразвуковой технологией фокусировки. Она необходима для видеосъемки. Звук фокусировочных моторчиков при этом становится практически неслышимым на видеозаписи. Это очень важно в тех случаях, когда фотограф не использует внешний микрофон, ограничиваясь встроенным.
Как я это снимал
Для статьи решил использовать оригиналы фотографий с iPhone 12 Pro Max без обработки через любимые VSCO и RNI Films. Как видите, цветопередача, детализация, резкость и динамический диапазон в оригиналах отличные.
Приложение камеры использовал стандартное, а не какой-нибудь Halide с кучей продвинутых опций съемки. Формат записи файлов — HEIC.
Советами по обработке поделюсь в следующих публикациях о камере iPhone 12 Pro Max. А в этом случае задача была в том, чтобы показать возможности камеры топового смартфона за 133 990 рублей в режиме «навел и снял». Самом простом, но одновременно с и самым распространенным.
Зачем нужен телеобъектив в смартфоне? И какая вообще от него польза?
Расскажем, почему телевик на смартфоне – это круто.
Приближение без потери качества
Цифровой зум – кроп фотографии. Если вы используете зум с обычной линзой, то качество снимка портится. А у телелинзы приближение оптическое, поэтому качество не теряется.
Оптическое приближение украшает композицию снимка. Для сравнения:
Композиция с общим планом
Вот так поработала телелинза:
Здесь показываем горы вблизи
Оптическое приближение помогает и при съёмке уличных сцен. Сравните:
Красиво сидит кот, но хочется его разглядеть
Кот мог убежать, если бы подошли ближе, для этого есть телеобъектив
Люди, животные и предметы без искажений
Стандартная линза у смартфонов – широкоугольная с фокусным расстоянием 28 мм. Такое расстояние вмещает больше деталей. Но если снимать людей, предметы и животных вблизи, то появляются искажения и объекты растягиваются. Для таких съёмок подойдёт расстояние 55 мм. Телеобъектив снимает как раз с таким расстоянием.
Примеры фото, снятых с разных линз, ниже:
Портреты с размытием близки к портретам с зеркалки
Телелинза и нейронные сети работают вместе, чтобы ваши портреты выглядели максимально качественными. Давайте посмотрим на пример ниже:
Всё внимание – к чашке кофе
Главный объект отделён от фона максимально естественно, края не выделяются. Пропорции сохранены. Такие фото было возможно делать только с зеркальной камеры. И то, если объектив с фокусным расстоянием 50 мм и более. Теперь такие снимки можно сделать на смартфон. Всё благодаря телелинзе.
Телеобъектив помогает и в видеосъёмке. Пропорции людей, животных или предметов не искажаются, если снимать их вблизи. Все детали сохранятся, если приблизить объект. При монтаже делать кроп видео необязательно, чтобы показать человека или животное без лишних подробностей. Даже если и хочется обрезать какой-то кадр, качество не пострадает. И конечно же, удобно снимать с телевика уличные сцены. Например, сладко спящих животных, которые могут вздрогнуть от малейшего шороха. Ниже пример видео:
Так что же особенного в телевике и зачем он нужен? Стоит ли доплатить за смартфон чуть больше, чтобы иметь телевик? Телеобъектив – полезная линза для любителей снимать уличные сцены, животных или мероприятия, где нельзя подойти близко к объекту съёмки. При съёмке пейзажей и зданий оптическое приближение тоже пригодится: можно выделить ту часть снимка, которая привлекла внимание. Любителям портретов и предметной съёмки телелинза будет по душе: главный объект в фокусе, фон размыт, естественные пропорции. Если вы занимаетесь видеомонтажом, вам не нужно обрезать большое количество информации на видео, чтобы показать главный объект. Такие фото и видео отличаются от остальных, их приятно показывать своим друзьям и подписчикам в соцсетях.
Конечно, подобные кадры можно сделать на многие современные смартфоны. Даже если в них нет особого объектива. Всё благодаря нейронным сетям. Они помогают снять фото и видео с похожим эффектом. Но качество не будет таким высоким, потому что программные улучшения не могут соперничать с оптикой.
Какой же смартфон выбрать тем, кому важно качество фото и видео? Присмотритесь к Pro-версиям Айфонов, Huawei P 40 Pro или к топовым смартфонам Samsung, например S10 или S20. Телевик можно встретить и в среднем сегменте. Но если вы гонитесь за качеством съёмки, то лучше выбрать флагман.
Телеобъектив в смартфоне — что это и зачем нужно?
Примеры использования телеобъектива в камере телефоне.
Современные камеры смартфонов включают в себя разные типы объективов. Один из самых популярных типов дополнительных модулей — телеобъектив (еще его называют «модулем телефото»). Он выполняет функцию масштабирования — обеспечивает увеличение объектов в кадре без потери качества. Об особенностях и преимуществах телеобъектива расскажем далее.
Что такое телеобъектив и зачем он нужен?
Телеобъектив имеет гораздо большее фокусное расстояние, если сравнивать с широкоугольным объективом. Это означает, что вместо того, чтобы сделать снимок, охватывающий всю сцену, с помощью телеобъектива можно увеличить масштаб только одной конкретной области.
Фокусное расстояние телеобъектива в два раза больше, чем у основной камеры. Благодаря этому он может приблизить объект в кадре и сделать его полноценный снимок в высоком разрешении, оставляя мелкие детали четкими и хорошо различимыми.
Использовать телеобъектив рекомендуется в следующих случаях:
Чем больше оптический зум у объектива, тем более качественные фотографии он может делать издалека. Благодаря большему фокусному расстоянию телеобъективы позволяют увеличивать изображение в диапазоне 2–2,3 раза. Вот наглядный пример работы телефото-модуля в камере телефона:
К преимуществам телеобъектива относятся следующие особенности:
Телеобъектив качественно выполняет функцию масштабирования и подходит для профессиональных фотографий природы и портретов. К его слабым сторонам относятся только необходимость дополнительной стабилизации и хорошего освещения для работы. Другие советы по созданию хороших снимков на смартфон можно узнать здесь.
Как работают двойные камеры в смартфонах
Одним из главных трендов в мире смартфонов в 2017 году стали двойные камеры. Это уже далеко не инновация, поскольку впервые использовать одновременно два модуля камер в смартфонах решила компания HTC в Evo 3D (2011 год) и позднее в One M8 (2014 год). Реализация тайваньцев не обрела широкой популярности на рынке. И вот, в 2017 году производители решили снова сделать ставку на двойные камеры.
Содержание
На сей раз все получилось. После выпуска LG G5 и Huawei P9 в 2016 году Apple решила ответить конкурентам — iPhone 7 Plus стал первым флагманом компании с двойной камерой. В итоге к двойным камерам пришли практически все известные компании — сейчас их используют Samsung, Apple, Huawei, LG, Nokia, Xiaomi, Meizu, Lenovo (Motorola), Essential, ZTE и даже небольшие китайские вендоры типа UMIDIGI, Doogee, Vernee и прочих.
Все они используют различные системы двойных камер: кто-то делает акцент на монохромный датчик, кто-то на широкоугольный, а кто-то — на телеобъектив. Трешбокс решил разобраться, что предлагает тот или иной дуэт фотомодулей, как это работает, а также в чем преимущества и недостатки используемых производителями решений.
Датчик глубины
Мы начнем с датчика глубины, поскольку это самая простая форма возможной системы двойной камеры. В данном случае основная камера сопровождается вторым датчиком, единственной функцией которого является создание трехмерной карты области снимаемого объекта. Как вы, возможно, знаете, человек видит трехмерный мир в двухмерной проекции, но способен составлять полное представление о расстоянии, форме, размерах и глубине окружающих объектов. За это отвечают наши глаза, имеющие стереоскопическую способность благодаря разным перспективам.
Датчик глубины в системе двойной камеры работает аналогично основной камере. Используя вторичный модуль, двойная камера может приблизительно рассказать, насколько далеко перед ней стоят объекты относительно друг друга. Затем эта информация используется для отделения объекта переднего плана от фона.
Главная фишка двойной камеры с этим датчиком заключается в создании реалистичного эффекта глубины резкости. Технология в своем виде пришла из DSLR-камер с их большими сенсорами и объективами, однако воссоздать эффект такой же мелкой глубины резкости смартфоны не могут. Датчик глубины сначала определяет границы объекта переднего плана, а затем применяет эффект размытия на все окружающее. Отмечу, что получаемый результат — очень близок, но иллюзорен.
В теории и на практике датчик глубины имеет свои подводные камни. Если снимаемый объект не имеет глубины (например, вы можете снимать что-то плоское), камера не сможет это определить и вместе с задним фоном размоет края объекта. Даже если датчик глубины отлично справляется со своей задачей, итог в любом случае не выглядит естественным. В DSLR-камерах интенсивность размытия увеличивается с расстоянием от точки фокусировки. В смартфонах этого нет.
Системы двойных камер со специальным датчиком глубины — один из самых редких дуэтов фотомодулей. Впервые такая система была установлена во флагмане HTC One (M8) — это самый популярный пример. В наши дни датчик глубины используется в таких смартфонах, как Huawei Honor 6X или Lenovo K8 Plus, то есть не во флагманских моделях.
Монохромная камера
Несколько более популярная реализация вторичного фотомодуля — монохромная камера. В такой системе основная камера дополняется аналогичным датчиком, особенность которого заключается в монохромной съемке. Обе камеры обычно имеют одинаковые сенсоры, светосилу, линзы и фокусирующие системы. Единственное различие между ними состоит в том, что у второй камеры отсутствует цветной RGB-фильтр. Это означает, что монохромный датчик не может фиксировать информацию о цвете, однако он может захватывать больше света, чем обычная камера.
Двойная камера с монохромным датчиком делает одновременно две фотографии. Принцип работы такой системы — объединение снимков с обеих камер в одно изображение. Как итог — два совмещенных изображения имеют более подробную информацию и уменьшенный уровень шумов. Кроме того, вы можете делать исключительно черно-белые фотографии на монохромную камеру и получать наиболее высокое качество изображения. Цветной модуль не может обеспечить такого результата даже после применения ЧБ-эффекта.
Одним из первых смартфонов с дополнительной монохромной камерой можно назвать флагман Huawei P9. С тех пор китайская компания продолжает улучшать свою двойную камеру и сегодня у нее лучшая система с монохромным датчиком. Стоит отметить, что в разработке двойных камер и алгоритмов обработки Huawei участвует Leica — популярный немецкий производитель, выпускающий фотокамеры и оптику премиум-класса.
Широкоугольная камера
Впервые двойная камера с широкоугольным объективом дебютировала в смартфоне LG G5 в начале прошлого года. LG установила в свой новый флагман 16-мегапиксельный первичный сенсор (29 мм) со светосилой f/1.8 и дополнительный 8-мегапиксельный датчик (12 мм) со светосилой f/2.4. Фокусное расстояние 12 мм придает второстепенной камере значительно более широкое поле зрения, которое захватывает гораздо более широкую область сцены без необходимости намеренного отдаления от объекта.
В основном широкоугольная камера применяется во флагманах LG. Недавно Motorola оснастила такой системой свой новый смартфон Moto X4. Широкоугольный объектив представляет уникальную перспективу для мобильной фотографии, которую не может предложить ни одна другая камера для смартфонов. Помимо своей практической ценности (к примеру, захвата большой группы людей с близкого расстояния), широкоугольный датчик также позволяет создавать красивые пейзажи за счет захвата полной или хотя бы большей части сцены.
Первые поколения широкоугольных камер имели свои недостатки. Пользователи G5 и V20 жаловались на низкое качество изображения с ультрашироким углом обзора и сильное искажение сцены по углам. Тем не менее, LG продолжает неуклонно улучшать свою двойную камеру с широкоугольным объективом. В последнем флагмане V30 вторичная линза лишилась главных недостатков — качество изображения заметно подтянули, а искажений на снимках стало существенно меньше.
С хорошей реализацией такая система двойной камеры может быть действительно очень полезной, если говорить об определенных сценариях съемки. LG идет своим путем, и это хорошо.
Телефотокамера
Мы подошли к последнему и самому распространенному варианту из всех систем с двумя камерами — телефото. В данной конструкции первичный модуль соединен со вторым датчиком с телеобъективом. «Телевик» является полной противоположностью широкоугольной системы камер. Он фактически позволяет увеличить только масштаб снимаемого объекта, а не масштаб всей сцены целиком.
Начиная с релиза iPhone 7 Plus (первого смартфона Apple с двойной камерой) производители обратили внимание на телеобъектив в качестве второй камеры для фирменных смартфонов. В настоящее время телефото предлагает двукратное оптическое увеличение, то есть вторичный датчик в такой системе имеет увеличенное вдвое фокусное расстояние. Компания OPPO на выставке MWC 2017 в Барселоне представила инновационную систему двойной камеры с рекордным 5-кратным оптическим зумом, однако этому решению еще далеко до коммерческого выхода.
У телеобъектива много преимуществ. Во-первых, что наиболее очевидно — это получение двукратного оптического зума без потерь в качестве изображения. Масштабирование фотографии на смартфонах в значительной степени было цифровым до сих пор, но с телеобъективом вы можете быстро «приблизиться» к снимаемому объекту с минимальной потерей качества. И потому как теперь цифровой зум применяется поверх двукратного оптического зума, получаемые результаты — намного более эффективные.
Съемка с использованием телеобъектива имеет и другие плюсы. Телефотокамеры отлично подходят для портретов, поскольку обеспечивают минимальное искажение и снимают объект сглаженнее, чем широкоугольный объектив. Большинство производителей сегодня также реализует эффект размытости фона. Комбинация телеобъектива и фонового размытия выводит классические портретные фотографии почти на уровень «зеркалок» — результат настолько впечатляет, что не каждый сможет увидеть разницу. Конечно, не стоит забывать о современных алгоритмах обработки.
Какие недостатки
Единственный недостаток для большинства систем двойных камер — пока ни один из производителей не смог достигнуть полного паритета для обоих модулей. Дополнительные датчики имеют меньшую светосилу по сравнению с основной камерой (от f/2.4 до f/2.8, в то время как для обычных камер уже достигнута рекордная отметка f/1.6) и не оснащаются оптической стабилизацией изображения. В этом году только два флагмана получили OIS одновременно для двух камер — это Samsung Galaxy Note 8 и Apple iPhone X.
Из-за такого различия в характеристиках двойных камер наблюдается заметное расхождение в качестве, если речь идет о съемке при помощи конкретного модуля (только широкоугольный или только телефото). Тем не менее, уровень фотовозможностей, который сегодня предлагают такие мобильные устройства, как Galaxy Note 8 или iPhone X — невероятно высок.
Какие перспективы
Развитие камер в смартфонах за последние пару лет действительно превзошло все ожидания. Нет никаких сомнений в том, что технология двойных камер — это будущее мобильной фотографии. Уже сейчас ими оснащаются не только флагманы, но и устройства среднего класса, а также даже некоторые бюджетные модели. Новая жизнь для черно-белых фотографий, портретный режим с размытым фоном прямиком из «зеркалок», качественный зум без потерь, более высокая детализация — все это теперь могут делать и смартфоны благодаря двойным камерам.