Від 0,1 мегапікселя до надчітким знімкам. Згадуємо, як змінювалися камери в мобільниках

Партнер проекту

Камери вже давно стали одним з найважливіших модулів в телефонах і смартфонах. Якщо розвиток інших технічних характеристик трохи сповільнилося - поточні процесори справляються з будь-якими завданнями, а пікселі на екранах складно розгледіти, то камерам ще є куди рости. У наше століття фото і відео вони стають, мабуть, одним з головних конкурентних переваг гаджетів.

У черговому матеріалі «Мобільної еволюції» ми розглянемо, як змінювалися камери в мобільних пристроях до наших днів.

У циклі «Мобільна еволюція» ми згадуємо про те, як змінювалися стільникові телефони з середини минулого століття до сьогоднішніх днів. Ми розповімо, як еволюціонував дизайн гаджетів, їх камери, екрани, бездротові модулі і час автономної роботи.

Від «телефоноскопа» 1878 року до «відеобудкам» 1960-х

Взагалі, ідея створення пристрою, який буде передавати співрозмовнику не тільки голос, але і картинку, народилася буквально відразу ж після появи перших (провідних) телефонів.

Подивіться, як собі уявляли такий зв'язок в кінці 1878 року:

Ілюстрація з грудневого номера журналу Punch демонструє батьків (на передньому плані), розмовляють зі своєю донькою, зображення якої виводиться на великий екран. Тоді це було справжньою фантастикою.

Саме в цьому напрямку (відеофонії) і пішла еволюція перших (тоді ще дротових) телефонів. У вбудованих камерах для зйомки чого-небудь, зрозуміло, ніякої необхідності не було.

Перший прототип відеотелефона з'явився в 1927 році, він був створений компанією Bell Labs. Однак практичне застосування відеозв'язку почалося лише до середини 30-х років минулого століття. Ні про яке домашньому використанні гаджетів мови не йшло.

Пізніше конструкції апаратів ставали менш громіздкими. Ось, наприклад, як виглядав в 1969 році Picturephone «Mod 2», розроблений компанією AT & T і стоїть мільйони доларів:

До цього в 1964 році в Америці (Нью-Йорку, Вашингтоні та Чикаго) з'явилися перші «відеобудкі», де можна було зробити відеодзвінок в іншу таку ж будку за допомогою першої моделі відеотелефона (Picturephone «Mod 1»). Тоді це було недешевим задоволенням - трохи більше 200 доларів (в сучасному еквіваленті) за 3 хвилини дзвінка.

Власне, висока вартість і обмеженість застосування (адже співрозмовник теж повинен був прийти в іншу відеобудку) привели незабаром до закриття подібних публічних точок.

Комерційний успіх обійшов дротову відеотелефонію стороною, проте витрачені на дослідження гроші не пропали даремно. Наприклад, проблема в передачі великого масиву аудіо- і відеоданих привела до появи кодеків і стисненню медіафайлів. Все це активно використовується в наші дні, здешевлюючи і спрощуючи передачу відеоконтенту.

Піонери мобільного фотографії - два кадри в секунду і 0,1 Мп

Саме упор на відеотелефонію привів до того, що в першому в світі мобільному камерофон камера була попереду, а не позаду пристрою.

Йдеться про «японцеві» Kyocera VP-210 Visual Phone, випущеному в травні 1999 року. На його розробку було витрачено два роки, і для свого часу він став революцією:

Телефон мав трохи більші габарити, ніж інші трубки того часу, особливо виділявся він величезним оком своєї 0,1-мегапіксельної камери, яка дозволяла відеоспілкування в японській мережі PHS (якщо таким можна було назвати передачу картинки зі швидкістю два кадри в секунду).

Телефон з кольоровим 2-дюймовим дисплеєм дозволяв також робити звичайні фотографії (в пам'яті містилося до 20 штук) і відсилати їх по e-mail.

А через рік, в червні 2000-го, компанія Samsung випустила камерофон в більш звичному для нас вигляді. Модель з індексом SCH-V200 володіла 1,5-дюймовим кольоровим дисплеєм і могла робити вже 0,3-Мп знімки (640 × 480 пікселів) і зберігати до 20 штук в 1 МБ своєї пам'яті.

Однак переглянути їх на екрані не було можливості - для цього було потрібно підключення до комп'ютера. Вся справа в тому, що Samsung SCH-V200, по суті, був двома різними гаджетами, об'єднаними в один корпус.

Ще один з піонерів мобільного фотографії - Sharp J-SH04, випущений в Японії восени 2000 року. У нього вже не було настільки виділяється фотомодуля (дозвіл тут було всього 0,1 Мп), зате картинки можна переглядати на самому гаджеті - прямо як зараз.

Гонка мегапікселів завершилася

Найперші мобільні камери дійсно були з дозволом 0,1-0,3 Мп. Трохи пізніше з'явилися 1-1,3-Мп модулі, таким був подоланий 2-мегапіксельний рубіж, а потім 5 і 8 Мп.

Уже в 2000-х роках дозвіл камери було прямо пов'язане з класом пристрої (зараз ситуація не змінюється).

Прості моделі в більшості своїй взагалі не мали камер, пристрої дорожче обзаводилися камерами з невеликим дозволом, тоді як топові гаджети вже могли похвалитися просунутими для того часу фотомодуля.

Наприклад, в 65-й серії телефонів Siemens 2004 року модель A65 не мала камери, у більш старшої С65 був 0,1-Мп модуль, а у топовій S65 - 1,3 Мп.

Примітно, що Siemens тоді продавала додатковий аксесуар, що пристібається знизу і дозволяє робити фотографії моделям без вбудованої камери.

На фото нижче - Siemens M55 з додатковою камерою QuickPic Camera (розміром майже з сам телефон). У цього аксесуара, який робив 0,3-Мп знімки, був видошукач і навіть спалах. Всього було випущено кілька різновидів QuickPic.

Йшли роки, камери удосконалювалися. Рекордсменами за кількістю реальних мегапікселів донині є Nokia 808 PureView, випущений в 2012 році, і Nokia Lumia 1020 (побачив світ в 2013), що дозволяють робити 41-Мп знімки.

Nokia Lumia 1020 (вище) і Nokia 808 PureView

Причому в більш новій камері Lumia 1020 використовувалася CMOS-матриця формату 1 / 1.5 "(2/3") з роздільною здатністю 7712 × 5360 пікселів. У Nokia 808 матриця була на третину більше за розміром - 1 / 1.2 "- і мала дозвіл 7728 × 5368 пікселів.

Обидва пристрої були прогресивними камерофонами, але невдалими смартфонами, що і визначило їх комерційний провал.

Смартфон Nokia 808 був останнім на «вмираючої» і вже нікому не потрібною Symbian, а Lumia 1020 працював на вкрай непопулярною Windows Phone 8, тоді як ринок активно завойовували Android і iOS.

Тут же можна згадати і ще один гаджет - Oppo Find 7, вміє склеювати 50-мегапіксельні кадри з декількох 13-мегапіксельних знімків. Очевидно, що ця можливість була лише рекламним трюком для підняття інтересу до в общем-то нічим особливо не виділяється пристрою.

У 2015 році провідні виробники смартфонів нарешті отямилися і припинили безглузду гонку мегапікселів, почавши оптимізацію інших аспектів фотомодулів.

Наприклад, 16-мегапіксельну камеру в Samsung Galaxy S6 (2015) змінив більш просунутий 12-Мп модуль в Galaxy S7 (2016). А 13-Мп камеру гуглофона Nexus 6 (2014 року) - 12-мегапіксельний модуль Nexus 6P (2015).

Samsung Galaxy S7 (ліворуч) і Samsung Galaxy S6.

Справа в тому, що часто виявлялося (і виявляється) так, що камера, наприклад, з роздільною здатністю 8 Мп знімає краще 13-мегапіксельного модуля. Адже для якісного зображення важливою характеристикою є фізичний розмір матриці, і він важливіше навіть заявлених мегапікселів на матриці фотоапарата.

Розквіт Nokia, N Series і Carl Zeiss

В середині 2000-х років лідером ринку мобільних камер стала Nokia. Озброївшись оптикою Carl Zeiss, вона один за іншим випускала камерофони, що роблять відмінні (для свого часу) знімки.

Фінська компанія експериментувала з форматами пристроїв, і часом камера в них виявлялася на обертових модулях, що дозволяють робити як звичайну, так і фронтальну зйомку.

Першим телефоном фінів з камерою (0,3 Мп) був Nokia 7650, випущений в 2002 році. Він же був і першим смартфоном Nokia на Symbian. Для зберігання фотографій тут було виділено 4 МБ.

А ось як знімала 0,3 Мп камера Nokia 7650 (зверніть увагу - в сонячний день):

Ще одним цікавим пристроєм фінської компанії був ротатор Nokia 3250. Його нижня частина з 2-мегапіксельною камерою на торці оберталася, дозволяючи робити як звичайні знімки, так і Селфі.

Але найбільш просунутими камерами в середині 2000-х могли похвалитися Nokia з лінійки N.

Особливо варто виділити Nokia N93 (2006) - смартфон в форматі подвійний розкладачки. Блок з екраном повертався як в горизонтальній, так і вертикальній площині і під час зйомки використовувався в якості видошукача, на одній з граней при цьому були передбачені органи управління зйомкою.

Об'єктив, як і у Nokia 3250, знаходився в торці смартфона, що дозволило розмістити досить якісну оптику Carl Zeiss з 3-кратним оптичним зумом (!) І світлодіодний спалах. Камера мала дозвіл 3,15 мегапікселів і вміла знімати відео - 640 × 480 з частотою 30 кадрів в секунду.

Розгортання услід за ним в 2007 році Nokia N95 теж був мультимедіа-комбайном.

Він був зроблений в форм-факторі подвійного слайдера: вниз - клавіатура, вгору - кнопки управління плеєром. Смартфон міг похвалитися 5-мегапіксельною матрицею з оптикою Carl Zeiss і спалахом, була присутня і фронтальна камера для відеодзвінків.

Ще одним видатним камерофоном став Nokia N8, випущений в 2010 році.

У камері Nokia N8 було зібрано все найкраще на той момент: дозвіл 12 Мп, оптика Carl Zeiss, збільшений розмір матриці (1 / 1.83 "), 28-мм ширококутний об'єктив, спалах Ксенону, механічний затвор, HD-відео зі стереозвуком (система двох мікрофонів) і вкрай висока швидкість роботи.

Однак відмінну камеру цього гаджета затьмарювало велика кількість браку і починаюча втрачати популярність під напором iOS і Android операційна система Symbian.

Саме тоді Nokia стала здавати позиції новому лідеру ринку - Samsung.

зміна лідерства

Особливо сильно конкуренція на ринку мобільних камер загострилася з початку 2010-х років - в століття розквіту смартфонів і мультимедіа. Саме тоді володіння кращою камерою почало давати пристрою більше плюсів в очах споживачів, ніж, наприклад, більш потужний процесор.

Цим повною мірою скористалися в Samsung, закріпивши успіх вдалого флагмана Galaxy S (2010 року) новим Galaxy S II (2011). Гаджет отримав нехай і не видатну, але одну з кращих на ринку 8-мегапіксельну камеру.

Укупі з відмінною начинкою і фірмовим SuperAMOLED екраном, а також падінням популярності Nokia і великою кількістю браку в Android-флагманів HTC того часу Galaxy S II відкрив корейської компанії шлях на першу сходинку лідерів світового ринку смартфонів.

Усвідомивши важливість для споживачів хороших камер, в Samsung продовжили цю традицію в наступних флагмани лінійок Galaxy S і Galaxy Note. Наприклад, 16 Мп камера в торішніх Galaxy S6 / S6 edge / Note 5 була визнана багатьма IT-виданнями кращою на ринку.

У нових Galaxy S7, представлених в березні, фотомодулі стали ще більш просунутими, незважаючи на те, що дозвіл знизилося до 12 Мп. Це дозволяє робити, наприклад, такі кадри (порівняйте з 0,3-Мп знімком вище):

Збільшення матриці, діафрагми, автофокус і оптична стабілізація

Зрозумівши, що споживачів вже мало цікавлять мегапікселі, виробники мобільних пристроїв стали покращувати інші параметри фотомодулів.

Вже до 2010-11 року камери в топових пристроях чудово справлялися зі зйомкою в умовах гарного освітлення, однак зйомка в сутінках або темряві викликає питання навіть зараз.

Одним з рішень стало збільшення фізичного обсягу матриць, що дозволяло вловлювати більше світла - критичний питання при поганому освітленні. Простежимо, як це, наприклад, було в лінійці Samsung Galaxy S:

Крім розміру матриці, виробники експериментують з розміром і розташуванням пікселів. Тут показовий і приклад HTC, яка випустила в 2013 році флагман One (M7) з 4 «ультрапіксельной» камерою.

Матриця в M7 (і в випущеному через рік One M8) складалася з трьох шарів. Дозвіл кожного шару становило 4,3 мегапікселя. Для отримання «фінального пікселя» (він же «ультрапіксель») використовувалися дані, накопичені всіма трьома шарами матриці.

Зліва - «ультрапіксельная» матриця, праворуч - звичайна.

Технологія нібито дозволяла створити більш чітке, ніж у випадку зі звичайними матрицями, зображення з більш точною передачею кольору. При цьому дозвіл підсумкової картинки дорівнювало вирішенню кожного з шарів матриці (всього 4,3 мегапікселя).

Побалувати з ультрапікселямі, які в результаті не дали потрібного ефекту, в HTC повернулися до звичайних пикселям в One M9 (2015).

Ще одним способом «боротьби з темрявою» стало збільшення мінімальної діафрагми. Якщо ще 2-3 роки тому нормальним був показник ƒ / 2.4, то зараз він збільшений до ƒ / 2.2 (Apple iPhone 6s) і навіть до ƒ / 1.7 (Samsung Galaxy S7).

Збільшення цього параметра дозволяє матриці отримувати більше світла, що також важливо при поганому освітленні.

Крім того, в даний час виробники борються між собою за найшвидший і точний автофокус, а також за швидкість включення камери - адже цікавий кадр можна запросто пропустити за очікуванням запуску камери і її фокусуванням.

Тут процвітають корейці. Наприклад, в LG G3 (2014 року) з'явився так званий лазерний автофокус, де малопотужний напівпровідниковий лазер використовується в якості далекоміра.

LG G3

У Samsung Galaxy S7 використовується інша, ще більш просунута технологія автофокусування - Dual Pixel. Кожен з пікселів матриці складається з двох незалежних фотодіодів, які одночасно використовуються для швидкого наведення на різкість і формування зображення. Samsung обіцяє, що час фокусування в умовах низької освітленості скоротилося з 0,85 с (у Galaxy S6) до 0,2 с (Galaxy S7).

Крім того, майже в усіх флагмани тепер присутній оптична стабілізація зображення (OIS), що дозволяє зменшити ефект тремтіння рук і отримати більш чіткі знімки.

Оптичний зум, приставки та подвійні камери

Мегапікселі, розміри матриць і діафрагми - це не єдині параметри, які використовували, та й використовують зараз виробники смартфонів, щоб виділитися серед інших.

Більшість існуючих мобільних камер дають можливість використання «цифрового зуму» - наближення за рахунок програмного збільшення кадру (і відповідного погіршення параметрів картинки).

Але є у ряду мобільників і оптичне зуммирование, яке здійснюється за допомогою об'єктива. Це дозволяє зробити фотографії з наближенням як близькі, так і віддалені об'єкти без зниження якості (особливо при використанні штатива).

Однак оптичне зуммирование передбачає більш складне і громіздке будова об'єктива. І якщо в звичайних фотоапаратах це нормальна практика, то в сучасних мобільниках може виглядати дивно.

Першим телефоном з оптичним зумом вважається «японець» Sharp V602SH, випущений в 2004 році. Він міг похвалитися дворазовим збільшенням для своєї 2-Мп камери.

Sharp V602SH

Пізніше телефони і смартфони з оптичним зумом з'являлися із завидною регулярністю. Наприклад, в 2008 році вийшов Samsung G800 c 5-Мп камерою з автофокусом, спалахом Ксенону і 3-кратним оптичним зумом.

Samsung G800

Пізніше світ побачив кілька смартфонів Nokia з оптичним зумом (в тому числі Nokia 808 і Lumia 1020 про які ми писали вище), кілька гаджетів Samsung (Galaxy S4 Zoom, Galaxy K Zoom, Galaxy Camera), а останнім пристроєм, який доречний в собі механічне зуммирование став ASUS ZenFone Zoom ( огляд) .

Цікавою спробою поліпшити фотоможливості пристроїв стали «пристібаються» об'єктиви Sony.

Моделі DSC-QX100 і DSC-QX10, випущені в 2013 році, підключалися до Android- та iOS-пристроїв за допомогою Wi-Fi і NFC і могли фізично пристібатися до гаджетам за допомогою спеціального пристосування.

Об'єктиви володіли системою оптичної стабілізації та оптичним зумом. Втім, охочих придбати таку накладку (що стоїть 250-450 доларів) для свого смартфона було небагато.

Ще одним цікавим «маневром» можна вважати подвійні об'єктиви. У 2011 році з'явилася пара смартфонів - HTC EVO 3D і LG Optimus 3D, що дозволяють знімати і відображати тривимірне зображення (в цьому випадку зйомка проводилася в дозволі 2 Мп). Однак користувачі так і не оцінили ці можливості.

Пізніше подвійним камерам знайшлося інше застосування. Наприклад, в HTC One M8 (2014 року) друга камера використовувалася для підрахунку відстані до об'єкта і створення малої глибини різкості з розмиванням фону (зовсім як на зеркалках з відповідними об'єктивами).

Цікаво, що на той момент такого «трюку» були навчені вже і звичайні однооб'єктивні фотомодулі.

У 2016 році ми знову бачимо повернення подвійних камер. Зокрема, такі модулі встановлені в LG G5 і Huawei P9.

В LG G5 використовується подвійна камера з роздільною здатністю 16 і 8 Мп. «Старший» модуль цілком стандартний, тоді як «молодший» відрізняється широкими кутами огляду - 135 °. Цей прийом покликаний поліпшити якість одержуваних знімків (зробити їх одночасно якісними і ширококутними), а також дає можливість регулювати фокус вже після того, як ви зробили знімок.

Втім, схожі можливості були раніше і у звичайних мобільних камер.

Читайте також:

Мобільна еволюція. Дизайн, частина 1: від «валіз» та «цегли» до фліп і розкладачка

Мобільна еволюція. Дизайн, частина 2: від слайдерів і ротаторів до моноблоків

Мобільна еволюція. Дизайн, частина 3: самі незвичайні і екзотичні телефони в історії

Від декількох годин роботи до суперавтономності. Згадуємо, як змінювалися батарейки в мобільниках

Згадуємо історію рингтонів: від набору мелодії кодами до реалтонов, "Бумера" і Crazy Frog

Від монохромного картинки до надвисокої роздільної здатності. Згадуємо, як змінювалися дисплеї в телефонах

Смартфони Samsung Galaxy з'єднують технології, що підкреслюють індивідуальність своїх користувачів.

Флагманські смартфони Galaxy S6 | S6 edge володіють інноваційним дизайном, зрозумілим інтерфейсом, потужністю процесора і високою продуктивністю.