Камера глубины Intel RealSense D435i поддерживает 6 степеней свободы отслеживания
Содержание
Датчик глубины
Монохромная камера
Широкоугольная камера
Телефотокамера
Какие недостатки
Какие перспективы
На сей раз все получилось. После выпуска LG G5 и Huawei P9 в 2020 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.
HTC Evo 3D с двойной камерой, 2011 год
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.
Вместить в кадр больше объектов.
Возможно, это наименее творческое применение широкоугольного объектива, но, все равно, максимально практичное. Согласитесь, часто бывают такие ситуации, когда хочется захватить в один кадр сразу несколько объектов или показать одновременно объект и фон, на котором он располагается. Возможность отойти при этом есть не всегда. Еще одна из ситуаций — съемка объектов, расположенных на столе, с верхней точки. Иногда приходится ломать голову, на что бы встать, чтобы стать повыше и в тоже срамимся уместить все нужное в кадр. В этом случае здорово приходит на помощь включение широкоугольной камеры: вы остаетесь на своем месте, но в кадр помещается намного больше!
Смотрите также: Жесткая проверка на прочность гаджета Bluboo S1
Оба кадра сделаны с одной и той же точки. Первый — на стандартную камеру, второй — на широкоугольную
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.
Самые полезные функции камеры телефона
Мне кажется, что камера смартфона не должна иметь ничего лишнего. Достаточно, чтобы она просто снимала хорошие фото и обеспечивала потребности 95 процентов пользователей, которые достают смартфон, нажимают кнопку и убирают его.
Камера смартфона и так очень сложна, чтобы усложнять ее еще больше.
Для этого надо, чтобы в камере была хорошая оптика, хороший сенсор без погони за разрешением и нормальное программное обеспечение. Именно ПО обрабатывает информацию с сенсора и превращает его в готовый снимок. Для шедевров надо покупать серьезные камеры, а переплачивать за маркетинг и лишние функции, которыми многие и не пользуются, совсем не логично.
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.
ЧБ-режим монохромной камеры на Huawei P9
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.
Широкоугольный и ультра широкоугольный режимы на LG G5
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.
Пейзажная съемка.
Широкоугольные и сверхширокоугольные объективы традиционно применяются при съемке пейзажей — они позволяют захватить в кадр большое количество пространства, интересных деталей.
Смотрите также: Xiaomi Redmi 8 и Redmi 8A можно купить от 8990 рублей
Съемка на сверхширокий угол часто помогает сделать пейзаж намного интереснее.
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 2020 в Барселоне представила инновационную систему двойной камеры с рекордным 5-кратным оптическим зумом, однако этому решению еще далеко до коммерческого выхода.
Широкоугольный режим (сверху) и телефото (снизу) на iPhone 7 Plus
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.
Портретный режим с функцией студийного освещения на iPhone 8 Plus
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.
Лишние функции камеры телефона
Чтобы понять, какие функции камеры являются бесполезными, даже не надо долго думать. Надо просто открыть соответствующее приложение на смартфоне и сразу все станет понятно. Если вы нашли то, чем не пользуетесь и даже не слышали об этом, значит функция просто добавлена из-за того, что производитель посчитал, что сделать ее не сложно и пусть будет. Если вы не пользуетесь, но на презентации говорили об этой функции, значит она нужна для того, чтобы продать смартфон.
Сканер документов
Я не буду спорить с тем, что сканер документов для смартфона очень удобен. Я сам постоянно пользуюсь подобными приложениями. Я даже иногда пользуюсь именно смартфонным сканером, находясь рядом с принтером, в который встроен свой сканирующий модуль. Так просто удобнее, особенно, если надо кому-то отправить отсканированный файл.
Даже несмотря на это, я все равно считаю сканеры документов в смартфоне бесполезной функцией. Как правило, эти сканеры настолько ущербные, что пользоваться ими просто не хочется. Они не дают никаких функций для работы с документами. Часто нет даже возможности удобно подрезать снимок, чтобы лист был ровным.
Функция сканера в смартфоне очень полезна, но лучше доверить это сторонним приложениям..
Куда проще скачать отдельное приложения. Даже среди бесплатных вариантов почти все предлагают намного больше возможностей, включая собственное хранилище (отделять документы от всего остального очень удобно). В Google Play и AppStore можно найти множество вариантов по запросу ”сканер”. Выбирать вам, но встроенные сканеры в большинстве своем просто дно.
Макросъемка на смартфон
Вот зачем вам нужно макро в смартфоне? Часто ли вы снимаете с расстояния в 4-5 сантиметров? Красивые макроснимки действительно выглядят очень привлекательно, но они не нужны владельцам смартфонов по одной простой причине.
Производители понимают, что макромодуль будет нужен пользователю примерно раза полтора за все время владения смартфоном. Поэтому использование хорошего сенсора, который стоит дорого, просто нерентабельно. Смартфон тоже подорожает и продать его будет намного сложнее.
Камера телефона Samsung за 1400 долларов разбивается сама по себе.
Если и можно как-то пойти на повышение цены, то с физикой будет сложнее. Большой сенсор требует много оптических элементов. Это приведет к увеличению толщины и камера будет выпирать еще больше. Этого пользователи точно не захотят.
Выглядит очень круто, но на смартфон вы так не снимете ни с каким модулем.
В итоге в смартфоны устанавливают макромодуль с разрешением 2 Мп, который просто фокусируется на небольшом расстоянии. Куда проще сделать снимок на основной модуль с разрешением 48 Мп и просто кропнуть его. Результат получится даже лучше, но все равно он будет далек то того, что можно снять на профессиональную камеру. Поэтому не стоит тешить себя иллюзиями о красивых макроснимках и вестись на обещания (читай ”развод”) производителей.
Телефоны с несколькими камерами
С тех пор, как Apple выпустила iPhone 7 Plus, стало какой-то традицией гнаться за количеством модулей. Иногда это действительно круто, когда тебе дают обычный модуль, ширик и небольшое двукратное или трехкратное увеличение. Но иногда производители начинают использовать слишком много модулей, смысла в которых нет.
Вот это вообще зачем?
Больше всего меня удивляет использование зум-модулей с низким разрешением. Опять же, хочется спросить, а не проще ли мне сделать снимок на основной модуль с разрешением 48 Мп и в три раза его увеличить, вместо того, чтобы таскать с собой трехкратный зум с сенсором на 8 Мп? Мне проще, а производителю нет, ведь ”цифровой зум” звучит не так круто, как ”оптический зум”.
Давайте вспомним пять недорогих смартфонов с крутой камерой
Камера с датчиком глубины
Датчик глубины это тоже больше похоже на развод, по крайней мере, пока. Я не встречал смартфона, в котором этот датчик работает настолько хорошо, чтобы понимать — деньги потрачены не зря.
В конце концов Google Pixel даже с одним модулем еще много лет назад делал отличные снимки (в том числе и портреты). Возможно, датчик глубины когда-нибудь начнет работать лучше, но пока особого смысла в этом нет.
Сверхзамедленная съемка
Я иногда снимаю видео с частотой 120 или 240 кадров в секунду. Смотрится это хорошо, а самое главное, что так можно снимать долгие события. Например, как ребенок резвится в бассейне или как собака прыгает в снегу.
Этот смарфтфон может снимать с частотой 7680 кадров в секунду — Huawei Mate 30 Pro.
Камера даже с частотой 960 кадров в секунду позволяет запечатлеть только событие, которое длится меньше секунды, а после замедления превращается в шесть секунд. То есть, снять как падает капля воды или из бутылки вырывается фонтан пены, но это надо очень хорошо подгадать. Так происходит из-за того, что память смартфона просто не может быстро сохранить такой поток видео. Например, Sony использует отдельный модуль памяти непосредственно на сенсоре камеры. Его скорость записи в 5 раз выше, чем у встроенной памяти. Именно туда сохраняется сверхзамедленная съемка, а потом передается на встроенную память.
С частотой 7 680 кадров в секунду все еще сложнее. Конечно, такое замедление смотрится очень круто, но столь скоротечных событий не так много. Снимешь их по одному разу, а дальше? Тем более, что итоговое видео имеет низкое качество, а часто еще и мерцает. В итоге, функция просто ”пылится” в недрах телефона.
Что лично вам не нравится в камерах современных смартфонов? Расскажите в нашем Telegram-чате.
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.
Для каких целей необходим широкоугольный объектив
Наличие данной оптики позволяет пользователю сделать панорамный снимок. В этом заключается предназначение такого объектива.
Существует несколько сфер, в которых применяется «ширик»:
Можно придумать ещё много ситуаций, в которых используется широкоугольный объектив. Его основная задача — чтобы в кадр уместилось много деталей и мелочей.
Обратите внимание! Существуют сверхширокоугольные камеры. Они называются «Рыбий глаз». Такие устройства добавляют фотографии округлости. Таким образом, действительное пространство изменяется в пропорциях, становясь уже.
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.
Для чего нужна ToF-камера?
- Сканирование объектов, навигация в помещении, распознавание жестов
- Также помогает с 3D-визуализацией и улучшением AR-опыта
- Теоретически, с её помощью лучше реализуется эффект боке в портретном режиме.
Датчик ToF-камеры можно использовать для измерения расстояния, а также для сканирования объектов, навигации в помещении, обхода препятствий, распознавания жестов и отслеживания объектов. Данные, полученные с помощью этого датчика, могут также помочь с 3D-визуализацией и улучшением опыта при использовании дополненной реальности (AR). В телефонах ToF-камеры могут быть использованы для 3D-съемки, AR и, в частности, для съемки в портретном режиме.
Теоретически, ToF-камеры позволяют лучше размывать фон в портретном режиме. Я говорю «теоретически», потому что этот процесс все еще требует и программной составляющей. Да и от производителя зависит то, как будут использоваться данные, собранные с ToF-камеры.
ToF-камеры также могут помочь в условиях низкой освещенности – поскольку датчик использует инфракрасный свет для определения «расстояния до объекта», он может помочь смартфонам сфокусироваться даже в темноте.