Двойная камера 5. Зачем смартфону две основные камеры. Программный алгоритм съемки

Сдвоенная фотокамера - это тренд 2016 года в смартфоностроении, хотя первые попытки расположить сзади мобильного устройства два модуля для фото, предпринимались куда раньше. Учитывая, что двойной камерой оборудован iPhone 7 Plus, а другие (особенно китайцы) любят подражать Apple – традиция оснащать свои детища парой фотокамер продолжается и в 2017. Зачем смартфону двойная камера – попробуем разобраться.

Один из способов использования двойной камеры – съемка стереофото, предназначенных для просмотра на 3D мониторе. Для этого смартфон оборудуют парой модулей, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Объектив каждого из них имеет немного другое поле зрения, подобно тому, как левый глаз видит все из немного другого ракурса, чем правый. За счет разделения картинок с камер (обычно анаглифного, с помощью красного и синего светофильтров) – при использовании специальных очков такие фото кажутся объемными, трехмерными.

Первыми смартфонами с двойной 3D камерой были LG Optimus 3D Max и HTC Evo 3D. Однако технология не лишена недостатков, в первую очередь, из-за того, что расстояние между объективами отличается от расстояния между глазами. Смартфоны с камерами, снимающими в стереоформате, не стали популярными.

Расширение поля зрения

Второй способ использования двойного модуля в смартфоне – расширение поля зрения объектива. Обычая (универсальная) оптика рассчитана на съемку как в макро, так и пейзажей. Из-за этого ее угол обзора довольно ограничен: чтобы все попало в фокус, придется использовать сильно выгнутые линзы с эффектом рыбьего глаза, или делать нестандартные широкоформатные фотосенсоры (например, с пропорциями 2:1). Дополнительный модуль, оснащенный наиболее подходящими для фото пейзажей и панорам компонентами, спасает ситуацию.

Пример смартфона, в котором вторая камера используется для съемки панорам и пейзажей - LG G5. У таких гаджетов основная матрица универсальная, и имеет углы обзора 70-90 градусов. Вторая более узкоспециализированная, с расширенным до 100-120 и более градусов полем зрения. Это позволяет делать панорамы в один миг, без использования склейки и перемещений смартфона, неизбежно приводящих к возникновению графических дефектов на картинке.

Снимок при помощи LG G5

Оптическое приближение

Одним из недостатков камер смартфонов является отсутствие оптического зума. При приближении объекта съемки система просто берет кусок изображения и “растягивает” его до нужного размера, но детализация от этого не улучшается. Встроить полноценный механизм зума пытались еще в 2005-2006 годах (например, в Nokia N93). Однако он сложен, крупноват (чтобы убедиться, достаточно взглянуть на “мыльницы” с телескопическим объективом) и дорог, потому не подходит. А вот если просто поставить две одинаковых камеры, одна из которых имеет стандартную оптику, а вторая телескопическую, то переключаясь между модулями – можно приближать объект съемки.

Двойной модуль, использующийся для оптического зуммирования, имеет Apple iPhone 7 Plus. Обе матрицы в нем одинаковы, но одна оснащена светосильной оптикой со стандартными параметрами, а вторая с ограниченным углом обзора, но с дальним обзором.

Оптическое приближение в iPhone 7 Plus

Повышение четкости, детальности и контрастности фото

Цифровая камера лучше всего передает на картинке объект, на который производилась фокусировка. Побочные детали будут переданным менее качественно. Учитывая, что две камеры и света уловят больше, и фокусироваться могут по разным точкам независимо, то смогут обеспечить более четкую передачу деталей. Две фотографии, соединяемые по принципу HDR воедино, объединяют достоинства обоих камер. К примеру, если одна фокусируется на ярком летнем небе, а вторая - на предметах в тени, то в кадре и небо будет таким же ярким, и затененные объекты не окажутся в темноте.

Применение двойного модуля с камерами, одна из которых цветная, а вторая - монохромная (как у Huawei), повышает четкость и детализацию. Черно-белый сенсор не нуждается в четкой передаче оттенка (он передает его просто одной из градаций серого), благодаря чему он “сосредоточен” на контурах, а не цвете. Именно по этой причине ночные камеры наблюдения делают монохромными. Цветная матрица занимается фиксацией цветов, черно-белая - лучше регистрирует мелкие детали, а вместе - они дают и яркую, и детальную картинку.

Акцент на объекте съемки, эффект боке

Фишкой ближнеплановых объективов, используемых совместно с профессиональными камерами (беззеркалками, зеркалками) является естественный “эффект боке” – замыление фона, при необычайной четкости предметов в фокусе. Универсальный объектив (коим оборудована матрица среднестатистического смартфона) так не может в принципе – оптические параметры не те. А вот если сделать два модуля, один из которых будет фокусироваться на объекте съемки, а второй зафиксирует то, что нужно замылить – склейка кадров с них позволит добиться должного эффекта. Это размытие достигается программным способом. Эталонным в съемке кадров с эффектом боке считается iPhone 7 Plus. Пример эффекта "боке" при помощи iPhone 7 Plus:

Для эффекта боке и детализации предмета съемки двойная матрица используется еще в смартфонах Xiaomi (Mi5S Plus, Redmi Pro). Не всегда очень успешно, но в среднем - эффект получается немного лучше, чем при использовании чисто программных методов размытия фоновой обстановки.

Другие эффекты

Существуют и иные цели, для которых может применяться двойная камера в смартфоне, но они не столь распространены. К примеру, в Xiaomi с двойной матрицей можно делать фото со сменным фокусом, но эта возможность фактически является производной от уже упомянутой функции повышения четкости. Также можно сделать две камеры с разным полем зрения, из снимков которых будет склеиваться бесшовная широкоугольная панорама, но такая функция тоже пока не востребована. В принципе, использовать двойной модуль можно многими способами, все ограничивается лишь фантазиями разработчиков. Так что в 2017 году можно ожидать и новые варианты применения.

На первый взгляд может показаться, что двойная камера — это просто очередная маркетинговая уловка. Но самом деле это не совсем так. В статье "Любительская фотосъёмка: выбор техники" мы уже писали, что главный недостаток смартфонов по сравнению с компактными цифровыми фотоаппаратами — отсутствие оптического увеличения или "зума". Традиционная камера в смартфоне обладает широкоугольным объективом, что, во-первых, совсем не подходит для съёмки лиц — они получаются слишком выпуклыми, с неестественной геометрией. Во-вторых, какие-то удалённые объекты получаются вообще мелкими.

Зум-объектив в фотоаппаратах — довольно сложная конструкция, но если вкратце, то линзы в нём перемещаются дальше и ближе друг к другу. Поэтому все объективы в фотоаппаратах такие выпуклые, исключение составляют разве что отдельные модели компактных камер от Sony, где объектив сделан вровень с корпусом, просто внутри под 45 градусов установлено зеркало, а линзы перемещаются вдоль корпуса.

Короче говоря, для всей этой механики и оптики в смартфоне просто слишком мало места. Можно сделать матрицу (фотосенсор) и линзы маленькими, но тогда пострадает качество изображения. Казалось бы, ситуация патовая.

Но решение оказалось очень простым — достаточно лишь установить не одну камеру, а две, с разными фокусными расстояниями объективов. Пусть один объектив имеет эквивалентное фокусное расстояние, например, 24 мм (широкий угол), а второй — 50-55 мм (нормальное фокусное расстояние). Таким образом можно выполнять оптическое увеличение в два раза, просто переключая камеры программно.

Учитывая, что в наши дни стоимость самого модуля камеры в смартфоне (даже очень качественного) не такая уж высокая, удвоение камеры практически не отразилось на цене флагманских смартфонов.

Впрочем, оптический зум — не единственное использование второй камеры. Прежде чем двукратный зум стал трендом, вторую камеру различные производители использовали и для других целей. В LG G6 дополнительный модуль обладал, напротив, ещё меньшим фокусным расстоянием, таким образом превращаясь в сверхширокоугольный объектив. А в Huawei P9 вторая камера делала только чёрно-белые снимки, но с более высокой светочувствительностью. Программное обеспечение смартфона объединяло изображение с обеих камер, достигая меньшего количества шумов и большей резкости, чем при использовании только первой камеры.

Однако поскольку моду на вторую камеру ввела, по сути, Apple в своём iPhone 6 Plus, то рано или поздно все производители пришли именно к тому решению, которое внедрила эта компания, а именно: двукратный оптический зум. Тем не менее, как мы уже видели на примере Huawei P9, информация с обоих модулей может использоваться для того, чтобы улучшать качество снимков.

Действительно, двойная камера расширяет функциональность фотосъёмки на смартфон. Например, она позволяет программному обеспечению отделять фон от объекта съёмки (объект — то, на чём сфокусировался объектив камеры). Фон потом можно размывать для создания впечатления "профессионального" портрета или вообще убрать — якобы портрет был снят в профессиональной студии.

Также практически все производители смартфонов в один голос обещают, что в любом случае при съёмке информация с обеих камер используется для фильтрации шумов и достижения большей резкости. Это, впрочем, уже как раз может оказаться и чисто маркетинговой заманухой. К примеру, если сравнить "однокамерный" iPhone 8 и "двухкамерный" iPhone 8 Plus, то окажется, что при съёмке на широкоугольную камеру заметить хоть какую-то разницу не представляется возможным. Разве что данные с широкоугольной камеры используются при съёмке на вторую камеру — это имело бы смысл. Дело в том, что, опять же, законы физики не позволяют при текущих технологиях реализовать одинаковую светосилу для широкоугольной и "нормальной" камер смартфонов, поэтому основная, широкоугольная, камера имеет большую светосилу и способна снимать с меньшим количеством шумов в потёмках, чем дополнительная.

Двойная камера – отличительная особенность флагманского смартфона в 2017 году (привет, Samsung). Так ли это важно для пользователя? Давайте выясним.

Прежде всего, что такое двойная камера? Такая формулировка подразумевает два сенсора вместо одного. Смартфоны с этой технологией имеют два отдельных объектива, но они могут работать вместе.

Главный сенсор выполняет больше или меньше задач, захватывая максимальную площадь, а вторая камера помогает детализировать картинку и увеличить угол обзора или даёт достойное двукратное увеличение для портретных снимков. Но помимо функции “разделения” на два вида съёмки, обе камеры могут работать в тандеме. Два снимка с обеих камер сливаются в один в приложении камеры.

Каждый производитель имеет собственные алгоритмы обработки двух изображений, пытаясь найти новые применения. Давайте сравним существующие сценарии использования двойной камеры.

В чем преимущество?

Одно из преимуществ двух сенсоров — это безграничные перспективы. Например, смартфоны Huawei не позволяют использовать вторую камеру как самостоятельное решение, но благодаря двум камерам лучше анализируют расстояние до объекта. Качество снимка получается близким к «идеальному».

Эффект Боке

Снимок со второй камеры повышает чёткость конечной фотографии. Помимо этого в смартфонах HTC (One M8) внедрена даже функция изменения цвета переднего и заднего планов.

Интересно то, что можно размыть фон и элементы вне фокуса. То есть вы можете регулировать этот эффект уже после съёмки.

Сейчас «боке» в смартфонах получается программным путём, оптические возможности камеры смартфона тут задействованы минимально. Посмотрите, как это делает Samsung Galaxy S8.

Портреты

Самые популярные фотографии – это фотографии людей. До недавнего времени сделать портрет на смартфон с “правильными” пропорциями лица было невозможно без использования сторонних объективов. Спасибо Apple, теперь это сделать можно. Именно эта возможность реализована в iPhone 7 Plus, отчасти именно она является основополагающим фактором при выборе между iPhone 7 и iPhone 7 plus.

Но хочу отметить, что портретная камера в iPhone полезна не только для съемки людей. Для фотографий архитектуры она тоже подходит. Apple ещё предстоит улучшить многое в своей двойной камере, но уже сейчас она дает больше возможностей при ежедневной съемке.

Дополненная реальность

Такие устройства, как Lenovo Phab 2 Pro и Asus Zenfone AR, имеют еще и fish-eye объектив. Идея проста: весь свет перехватывает встроенный лазер, исходя из этих данных создается виртуальное изображение.

Причина заинтересованности Google в дополненной реальности и проекте Tango — большое число сценариев использования. Вот увидите, это следующий тренд. Уже сейчас есть множество приложений и игр на обычные смартфоны, которые частично имитируют эффект дополненной реальности. Мой сын постоянно забирает iPhone у жены, чтобы бегать по квартире и при помощи смартфона раскидывать какие-то виртуальные предметы по квартире. Эта опция точно “зайдет”.

Лучшая детализация и расширенный динамический диапазон

Вторые сенсоры у смартфонов Huawei не воспринимают цвета, кроме белого и чёрного, но способны распознать детали. Цвет добавляется позже программной начинкой.

Таким образом, вторая камера помогает больше детализировать снимок. У этих смартфонов лучший показатель динамического диапазона. На фотографиях с резкими перепадами света детали на светлых и тёмных участках видно отчётливее.

Главный аспект при создании хорошей фотографии — идеальный свет. Любитель может не учесть этого и детализация снимка пострадает. Вторая камера поможет захватить больше света и решить проблему. От сюда может возникнуть ложное убеждение, что решают всё “руки”, а не камера. Отчасти это так, но представьте себе как расширяются творческие горизонты умельца, который будет использовать подобные решения.

Две камеры это максимум?

Сейчас вам может показаться, мол куда ещё больше? Я убеждён, что вскоре количество камер в смартфонах увеличится. Больше захватываемого света, больше оптических возможностей, всё это ведёт к тому, что в смартфонах будет больше камер.

Останется решить только одну проблему – эстетическую. Придётся выделять больше места на корпусе смартфона, чтобы “кучно” расположить камеры рядом друг с другом и спрятать их под единое защитное стекло, чтобы смартфон не выглядел как трёх- или четырёхглазое чудовище.

Редкая новинка на рынке смартфонов сейчас выпускается без двух камер на тыльной стороне, а некоторые имеют пару модулей и на фронтальной, однако нас сегодня интересуют именно основные сдвоенные объективы. Не каждый пользователь знает для чего это нужно, и на что они влияют. Если вы уже давно задавались подобным вопросом, но никак не могли найти на него ответ, то вы попали по адресу. В этой статье мы дадим ответ на вопрос – зачем двойная камера в смартфоне, как ей пользоваться и в чём смысл такой технологии?

Что такое двойная камера?

Для начала хочется уточнить, что двойная камера на самом деле это одно устройство, обладающее двумя сенсорами, а ни в коем случае не пара отдельных камер. При этом у каждого из модулей своё предназначение. Если первый совершенно обычный и отвечает за качество съёмки, то второй отвечает за захват тех данных, которые не смог запечатлеть основной сенсор, тем самым улучшая снимок. Тип данных может отличаться в зависимости от замысла разработчика и далее мы разберем самые популярные варианты.

3D – эффект

В некоторых телефонах с двойной камерой, например Honor 6X и Huawei Mate 9 второй модуль необходим для создания эффекта объёмных изображений. Это возможно из-за того, что он повышает общую способность камеры к анализу информации о дистанции объектов. Благодаря этому пользователь может создавать практически трехмерные снимки.

Эффект Боке

“Эффект Боке” или же «портретный режим» используется в большинстве смартфонов с двойной камерой. Что же даёт этот эффект? Он размывает задний фон для того чтобы визуально акцентировать внимание на основой объект, который находится в фокусе.

Дополненная реальность

В некоторых смартфонах, таких как Lenovo Phab 2 Pro и Asus Zenfone AR вторая камера позволяет добавлять в изображение пространства, фиксируемое камерой и отображаемое на экране смартфона, разнообразные предметы и объекты. Это дает возможность, к примеру, посмотреть как будет выглядеть в доме определенная мебель, или просто развлекаться, наблюдая за тем как по вашей комнате ходит Дарт Вейдер.

Улучшения детализации

Разработчики постоянно находят новые задачи для двойной камеры. Так, в гаджетах Huawei, она необходима для того, чтобы повышать количество деталей на фотографии. Первый модуль обладает цветной матрицей, а второй монохромной. Такая комбинация приводит к тому, что снимки получаются более резкими, это относится как к цветным фотографиям, так и к чёрно-белым.

Съёмка в условиях слабого освещения

Несмотря на то, что прогресс движется очень быстро, многие смартфоны всё ещё не могут делать качественные снимки при отсутствии правильного освещения. В некоторых гаджетах эта проблема частично решается благодаря двойной камере. Это стало возможным благодаря тому, что повышается количество света, захваченного двумя сенсорами, что повышает качество фотографии сделанной в сумерках или при искусственном освещении. Наиболее распространена эта технология, опять же, в смартфонах Huawei.

Зуммирование

Зуммирование в том виде, которое присутствует в компактных фотоаппаратах реализовать в смартфонах пока не представляется возможным поскольку трансфокатор обладает большими габаритами, а также потребляет приличные объёмы энергии. Однако, ограниченное зуммирование доступно и без него, благодаря оснащению смартфона двойной камерой с разным фокусным расстоянием оптики. Чаще всего у первого объектива угол обзора стандартный, а у второго телескопический. Это приводит к тому, что пользователь получает возможность мгновенного переключения между двумя вариантами. Яркий пример такого смартфона – iPhone 7 Plus.

В LG G5 разработчик решил поступить иначе – он оснастил второй сенсор широкоугольной оптикой, что позволяет захватывать больше пространства в кадре. При всём этом пользователь также может переключаться между режимами съёмки и вернуться на стандартный модуль при желании.

Заключение

В этой статье мы рассказали о том, как работает двойная камера в смартфоне и в чём заключаются её преимущества перед одиночной. В разных смартфонах она используется по-своему и выбрать наиболее лучший вариант объективно нельзя, поскольку всё зависит от субъективных предпочтений пользователя. Кому-то важны качественные портретные снимки, а некоторым хочется иметь оптический зум, пусть и немного урезанный.

В завершении хотим сказать, что к дешевым моделям с двойной камерой стоит относиться с опаской, поскольку это может быть простым маркетинговым ходом и второй модуль будет бутафорным. Однако, благодаря нашей статье вы сможете отличить настоящую камеру от поддельной.

Если статья была вам полезна, не забудьте добавить в закладки (Cntr+D) чтоб не потерять и подпишитесь на наш канал !

Чем могут производители смартфонов удивить современных пользователей? Технологии не стоят на месте, рождая все новые возможности и тем самым формируя свежие тренды. Новой набирающей популярность функцией стала двойная основная камера у смартфонов. Еще летом прошлого года устройства с подобной возможностью были единичными, теперь же многие известные и китайские компании выпускают смартфоны с двумя камерами. Остановимся на лучших из них.

Любой нормальный пользователь должен поинтересоваться, а зачем смартфону две камеры , и не является ли это рекламным трюком производителей? Все дело в том, что компании постепенно приходят к выводу, что камеры в смартфонах уже трудно улучшить: ни увеличение размера сенсора, ни изменение других параметров не приводят к значительному прогрессу в качестве получаемых фото. Единственный выход – увеличивать размеры камеры, но тогда и телефон станет намного больше, поэтому вряд ли найдет широкую популярность среди пользователей.

Решение лежало на поверхности – оснастить гаджет второй основной камерой. Так как технология пока не массовая, производители возлагают на дополнительный модуль разные функции, но все решения направлены на улучшения качества фото. С помощью двойной камеры можно получать снимки с разными параметрами экспозиции и, накладывая их, получать качественное фото. Вторая камера может использоваться для полноценного оптического зума , а не цифрового, который применяется в абсолютном большинстве смартфонов. С помощью дополнительной камеры можно менять фокусировку на готовых снимках , создавать размытый фон. В некоторых моделях вторая камера создает черно-белое изображение, благодаря чему процесс съемки получается быстрым, а качество фото – великолепным.

А теперь посмотрим, что интересного предлагает нам современный рынок и взглянем на лучшие смартфоны с двумя камерами 2017 года.

Смартфон снабжен цветной камерой на 20 Мп и черно-белой на 12 Мп от Leica . Принцип их работы заключается в следующем: монохромный модуль делает снимок, захватывая при этом как можно больше света, а благодаря работе цветного модуля полученная картинка потом раскрашивается, позволяя получить качественный снимок. Камера работает четко, автофокус срабатывает быстро, картинка получается очень качественной, есть широкие возможности для ручной настройки параметров съемки. Фронтальная камера имеет разрешение в 8 Мп.

Остальные характеристики новинки также восхищают. Гаджет получил металлический корпус и изогнутый дисплей диагональю 5,5 дюймов и разрешением 2560*1440 , выполненный по технологии AMOLED . За производительность отвечает 8-ядерный процессор , ядра которого работают на частоте 2,4 и 1,8 ГГц . Запас оперативной памяти 4 и 6 ГБ в разных версиях, основной – 64 и 128 ГБ соответственно. Гаджет получил сканер отпечатков пальцев, ИК-порт, батарею на 4000 мАч и функцию быстрой зарядки. Восторг, а не аппарат! Цена начинается от 760$.

LG V20

Oukitel U20 Plus

Это самый дешевый смартфон с двумя камерами , но при этом он качественный и функциональный. Стоит он всего 88$ и доказывает пользователям по всему миру, что двойная камера и возможность делать качественные фото – это возможность не только флагманов. За смешную стоимость вы можете получить не просто производительный аппарат, но и достаточно симпатичный. В его дизайне можно заметить что-то общее с последними айфонами, а металлический корпус вместе с 2,5 D -стеклом производит неизгладимое впечатление.

Самый доступный смартфон с двумя камерами получил 13-мегапиксельный модуль от Sony с интерполяцией до 16 Мп и дополнительную VGA-камеру . Фото получают отличную детализацию, а также появляется возможность делать снимки с размытым задним фоном. Фронтальная камера получила разрешение в 5 Мп, экран с разрешением FullHD и диагональю 5,5 дюймов отличается наличием защитного стекла . Используется 4-ядерный процессор с частотой 1,5 ГГц, 2 ГБ оперативной и 16 ГБ основной памяти . Есть сканер отпечатков пальцев, два слота для SIM-карт, поддержка 4G, емкость аккумулятора 3300 мАч . Этот смартфон стоит брать даже тем, кто не ставит обязательным условием наличие двойной камеры, — модель хороша по всем параметрам и отлично сбалансирована по соотношению цены и качества.