Как ваш смартфон может заменить профессиональную камеру в 2023 году

Неуклонное снижение продаж цифровых камер едва ли можно назвать загадкой. Мобильные телефоны в значительной степени заменили фотоаппараты типа «наведи и снимай» и теперь вытесняют более дорогое оборудование профессионального уровня . В 2023 году ожидается появление различных новых тенденций, которые могут привести к тому, что мобильные телефоны заменят цифровые зеркальные камеры.

Хотя аппаратное обеспечение находится на переднем крае этого перехода, мы также ожидаем прогресса в вычислительной фотографии и видеосъемке, а также использования инструментов машинного обучения. Вот основные причины, по которым производители камер должны признавать и с осторожностью относиться к камерам смартфонов.

1-дюймовые сенсоры становятся массовыми

После того, как мы наводнили нас представлениями о том, что чем больше мегапикселей, тем лучше, производители смартфонов переходят к тому, что можно назвать первым реальным ударом по профессиональным камерам — и это произошло в форме «1-дюймовых» сенсоров, которые сейчас являются модным словом для компаний. .

Хотя нельзя отрицать, что большее количество пикселей на датчике камеры улучшает выходную мощность камеры, это нельзя рассматривать как общее утверждение. Это связано с тем, что ограничения в пространстве заставляют такие компании, как Sony или Samsung, которые производят датчики для камер смартфонов, втиснуть больше пикселей в ту же переполненную область. Что касается телефонов с 48-мегапиксельной или 64-мегапиксельной камерой, общая идея о том, что большее количество мегапикселей приводит к лучшему качеству изображения, подвергается сомнению и опровергается. В то же время новизна более высокомегапиксельных камер продолжает меркнуть.

Даже при большем количестве мегапикселей есть нюансы. Например, Samsung уже несколько лет продает датчики 108-мегапиксельной камеры в рамках своей линейки ISOCELL HM, но каждый год появляются две вариации — одна для среднего уровня, а другая для флагманов. Разница между ними заключается в физическом размере фактического датчика.

Больший размер сенсора означает, что он пропускает больше света. Кроме того, такое же количество пикселей, распределенных по большей площади поверхности, приводит к увеличению пикселей. На микроскопическом уровне эти пиксели захватывают и, таким образом, обрабатывают больше информации об изображении.

Таким образом, следующим очевидным шагом производителей смартфонов стало стремление к более крупным сенсорам камер. В 2022 году Sony представила IMX989 , первый в мире 1-дюймовый датчик камеры смартфона, а Xiaomi 12S Ultra стал первым телефоном, в котором используется именно этот датчик. Мы сравнили флагман Xiaomi с Galaxy S22 Ultra и были впечатлены малой глубиной резкости и уровнем детализации, которые сохраняет 1-дюймовый сенсор.

Xiaomi 12S Ultra не был первым телефоном с 1-дюймовым сенсором. Японская компания Sharp выпустила Aquos R6 в 2021 году, а затем выпустила Aquos R7, и оба телефона оснащены 1-дюймовыми сенсорами, хотя и не предназначены для смартфонов. Sony также выпустила Xperia Pro-I , телефон стоимостью 1800 долларов с 1-дюймовым сенсором, позаимствованным у ее компактной цифровой камеры Sony RX100 VII. Кроме того, все эти телефоны, несмотря на использование 1-дюймовых сенсоров, использовали их в обрезанных форматах — в отличие от Xiaomi 12S Ultra, который использовал сенсор без кадрирования. За несколько лет до того, как эта концепция стала крутой, Panasonic даже пыталась встроить 1-дюймовый MOS-сенсор в гибрид смартфона и цифровой камеры. Но, как мы знаем, особого внимания он не привлек.

Что делает 1-дюймовый датчик важным, так это тот факт, что он был одним из стандартных размеров для датчиков компактных камер в течение нескольких десятилетий. В своем видео ютубер MKBHD развенчивает мифы о 1-дюймовом сенсоре и о том, что физически он намного меньше — диагональ сенсора составляет около двух третей дюйма.

Физически 1-дюймовый датчик примерно на 70% больше по площади поверхности по сравнению с 1/1,33-дюймовым датчиком ISOCELL HM3 Galaxy S22 Ultra с разрешением 108MP. Несмотря на вводящее в заблуждение название, 1-дюймовый сенсор демонстрирует значительное увеличение размера сенсора по сравнению с Galaxy S22 Ultra.

В дополнение к тому, что 1-дюймовый размер уже является общепринятым и стандартизированным для компактных профессиональных камер, его гораздо легче запомнить потребителям и, следовательно, компаниям выйти на рынок.

Наличие 1-дюймового сенсора, созданного специально для смартфонов, позволит большему количеству компаний выбрать эту технологию, и 2023 год кажется подходящим временем, когда это произойдет. Фактически, компания по производству смартфонов Vivo уже выпустила два устройства — Vivo X90 Pro и X90 Pro Plus — в Китае с этим датчиком до конца 2022 года. Флагман Xiaomi на 2023 год, Xiaomi 13 Pro, также оснащен 1-дюймовым датчиком. от Сони. Между тем, по слухам, Oppo также примет датчик для своего следующего флагмана — Find X6 Pro , который также, как ожидается, получит науку о цвете Hassleblad. Поскольку OnePlus 11 Pro, как сообщается, будет снят с производства , Oppo может даже продавать этот телефон в качестве замены в США.

Но в то время как китайские телефонные компании экспериментируют с 1-дюймовым сенсором, это кажется захватывающим, единственный способ, которым он становится массовым, — это когда больше брендов во всем мире, таких как Google и Samsung, выдвигают его на первый план. К счастью, в октябре 2022 года ходят слухи , что третий телефон в серии Pixel 7, а именно Pixel 7 Ultra, может иметь 1-дюймовый сенсор. Между тем, Samsung, похоже, уже вложила свои ставки в 200-мегапиксельный датчик.

Хотя у 1-дюймового сенсора есть свои критики , он кажется наиболее многообещающим дополнением к камерам смартфонов в 2023 году.

200-мегапиксельные камеры несут эстафету дальше

Предыдущее десятилетие было напряженным полем битвы между производителями смартфонов в мегапиксельных войнах. Все началось с 2-мегапиксельных камер в стандартной комплектации и закончилось тем, что индустрия изящно преодолела отметку в 100 МП. Несмотря на то, что амбиции в отношении более крупных сенсоров заменили интенсивность и энтузиазм в отношении более высоких показателей мегапикселей, 200MP станет знаковым обновлением после предыдущей замены 108MP.

В то время как Sony стремится захватить рынок 1-дюймовых сенсоров, у Samsung уже есть не один или два, а три 200-мегапиксельных датчика в рукаве. Три сенсора, а именно Samsung ISOCELL HP1 , HPX и HP3 , предназначены для разных ценовых сегментов. ISOCELL HP1 и HP3 предназначены для смартфонов среднего и высокого класса, таких какMotorola Edge 30 Ultra и Xiaomi 12T Pro. Напротив, HPX принадлежит строго к среднему сегменту и был представлен вместе с Redmi Note 12 Pro в Китае и Индии.

Из-за очень большого количества мегапикселей сенсоры Samsung поддерживают объединение пикселей 16-в-1 (т. е. 16 пикселей объединяются в один суперпиксель), в результате чего получаются изображения с разрешением 12,5 МП. Как мы отмечали выше, более крупные пиксели позволяют сенсору улавливать больше света, что приводит к лучшему качеству изображения.

Чтобы уточнить описание, мы можем сравнить результирующие размеры пикселей сенсоров Sony IMX989 и Samsung 200MP. ISOCELL HP1 представляет собой сенсор размером 1/1,22 дюйма, который физически меньше, чем 1-дюймовый сенсор Sony IMX989. Размер отдельного пикселя на HP1 составляет 0,64 микрона (одна миллионная метра), а при объединении пикселей этот размер увеличивается до 2,64 микрона на пиксель. Напротив, Sony IMX989 представляет собой 50-мегапиксельный сенсор с пикселями размером 1,5 микрона, а результирующие эффективные пиксели после бинирования пикселей получаются равными 3,0 микронам.

В то время как Sony снова превосходит Samsung по этим показателям, корейский гигант утверждает, что использует то, что он называет «Front Deep Trench Isolation», чтобы максимизировать поглощение света и уменьшить шум. Кроме того, переход со 108 МП на 200 МП приводит как к увеличению пикселей, так и к увеличению сенсора камеры.

Между тем, по слухам , недостающий элемент головоломки — то есть ISOCELL HP2 — будет запущен вместе с серией Galaxy S23 в первую неделю февраля 2023 года. Galaxy S22 Ultra — яркий пример того, к чему может привести технология поглощения цветов Samsung. в очень четких и насыщенных фотографиях, что ожидается от следующего флагманского сенсора 200MP от Samsung.

По слухам, помимо Galaxy S23 Ultra, другие телефоны, включая Nokia X60 Pro, оснащены 200-мегапиксельными камерами, и мы ожидаем, что внедрение Samsung распространит эту тенденцию на разные ценовые категории.

Модули оптического зума и подвижного объектива

В 2023 году телефоны могут позаимствовать у профессиональных камер еще одну важную функцию: подвижные зум-объективы. Телефонные компании, особенно Samsung, в прошлом обдумывали идею объединения телефонов и цифровых камер, но не получили большого отклика, вероятно, из-за огромной формы расширяющегося объектива.

В то время как телеобъективы были в изобилии в мире смартфонов, такие бренды, как китайский Tecno, в 2023 году предпримут еще один эксперимент с подвижными зум-объективами. Tecno Phantom X2 Pro оснащен выдвижным объективом камеры для оптического зума.

Хотя оптическое увеличение ограничено только 2-кратным увеличением, установка подвижного объектива позволяет точно увеличить объект без обрезки изображения — как в случае с обычными телеобъективами с фиксированным увеличением или камерами с перископом. По сравнению с такими телефонами, как Pixel 7 Pro, зум-объектив X2 Pro не имеет себе равных .

Камера Tecno Phantom X2 Pro расширена.

Подвижные линзы имеют в основном два преимущества. Во-первых, это позволяет использовать основной датчик с телеобъективом, который в противном случае работает в паре с датчиком более низкого уровня. Во-вторых, поскольку датчики и другие внутренние компоненты смартфона становятся все больше, а пространство внутри ограничено, становится все более важным заново изобретать способы использования одного и того же датчика для разных целей.

Tecno — не первый и не единственный бренд, который экспериментирует с выдвижными объективами. И Oppo , и Xiaomi работают над своими собственными концептуальными устройствами с выдвижными зум-объективами, хотя ни один из них не вышел на рынок в виде смартфона, который можно купить. С аутсайдерами, такими как Tecno, выпускающими коммерчески доступные устройства, и такими брендами, как Samsung, Huawei и Honor, которые уже чрезмерно используют телеобъективы и перископические модули, движущиеся линзы могут стать модными в 2023 году.

Пользовательские наборы микросхем обработки изображений

Первые смартфоны Google Pixel, начиная с серии Pixel 2, имели специальный чип для обработки сигналов изображения, называемый Pixel Visual Core . Несмотря на то, что в Pixel 5 он устарел, Google повторно представила сопроцессор изображений в своих специализированных чипсетах Tensor для серий Pixel 6 и Pixel 7 .

Одна из причин, по которой Google выбрала индивидуальный набор микросхем вместо готового решения от Qualcomm или MediaTek, связана с ограничениями, которые эти мобильные платформы налагают на вычислительную фотографию Google и другие алгоритмы для приложений машинного обучения на устройстве. Другие производители смартфонов, особенно с меньшим бюджетом на исследования и разработки, могут быть не в состоянии создать совершенно новый чипсет.

В качестве решения производители смартфонов используют специализированные сопроцессоры, которые улучшают обработку изображений за счет снижения нагрузки на процессор сигналов изображения, встроенный в основной набор микросхем. Vivo уже вложила значительные средства в добавление пользовательских чипов V1 и V1+, специально разработанных для решения задач, связанных с камерами. Этот специальный чип работает как планировщик в соответствии с памятью телефона (ОЗУ) для организации задач в порядке, обеспечивающем более оптимальное использование ресурсов. Снимая нагрузку с памяти, этот специальный чип также обеспечивает более эффективное энергопотребление.

Вы можете смотреть на это как на охранника возле футбольного стадиона, гарантирующего, что посетители входят только по прямой линии, поэтому нет хаоса или пустой траты времени и энергии. В дополнение к своей роли в оптимизации задач, связанных с камерой, чип Vivo V1+ также помогает в процессах, связанных с дисплеем телефона, таких как оптимизация вывода цвета и поддержание высокой частоты кадров на выходе.

Дочерняя компания Vivo, Oppo, также использует специальный чип обработки изображений в своей флагманской линейке Find. Одно из недавних дополнений к серии — Oppo Find N2 — использует специальный чип MariSilicon X для обработки изображений.

По мере того, как аппаратное обеспечение смартфонов, особенно компоненты внутри камеры, становится все более сложным, мы можем ожидать, что все больше производителей присоединятся к этому тренду.

Другие ключевые улучшения камеры, которые ожидаются в 2023 году

Среди других функций камеры, которые могут значительно вырасти в 2023 году, — вычислительная фотография и видеосъемка. Google уже делает все возможное, чтобы составить жесткую конкуренцию вашей профессиональной камере, и она может стать еще более острой, поскольку бренды используют вычислительную фотографию Google и другие причуды машинного обучения для улучшения качества изображения и видео с помощью CameraX API .

В то же время алгоритмы HDR и кинематографические видеорежимы с кинематографическим зумом и более широким динамическим диапазоном могут стать популярными после того, как их популяризировали iPhone 14 и Pixel 7 Pro.

Что эксперты говорят о камерах телефонов 2023 года

Хотя достижения в области телефонных камер определенно многообещающие, мы слышали от знаменитого фотографа Джозефа Радхика (он же Джо) о его взглядах на этот вопрос.

Джо говорит нам, что, несмотря на улучшения в аппаратном обеспечении, программное обеспечение по-прежнему необходимо камерам смартфонов, чтобы обойти профессиональные камеры. Одной из самых больших проблем является разрыв шторки на смартфонах. Смартфон должен догонять профессиональную камеру, чтобы снимать серии или серии снимков, не отключаясь из-за быстрого расхода заряда батареи или перегрева.

Джо не впечатлен такими трюками, как 1-дюймовые или 200-мегапиксельные датчики, и Джо говорит, что 50-мегапиксельного датчика Samsung GN1 (в настоящее время установленного в серии Pixel 7) достаточно, чтобы нести бремя фотографии профессионального уровня. В идеале, отмечает он, телефон должен быть в состоянии справиться с различными сценариями без вмешательства пользователя или переключения режимов (или сделать этот переход плавным и незаметным), а камеры смартфонов будут иметь большое значение.

Несмотря на эти оговорки, 2023 год достаточно соблазнителен для нас, чтобы удержаться на своих местах, пока разворачивается год вперед.