Lupta pentru supremația camerelor foto de pe telefoanele inteligente s-a transformat într-o competiție a numerelor. Care producător se laudă cu cel mai mare număr de megapixeli, lentile sau, tot mai des, cu cel mai impresionant zoom? Totuși, legile fizicii ne arată că zoom-ul optic performant și telefoanele subțiri sunt greu de împăcat.
În iulie 2020, s-au vehiculat zvonuri despre posibilitatea ca Apple să integreze un teleobiectiv periscopic într-un viitor model iPhone. Obiectivele de tip periscop nu sunt o noutate, ele reușind să ocolească problemele de dimensiune caracteristice teleobiectivelor clasice.
În continuare, vom explora modul lor de funcționare și implicațiile pentru viitorul industriei smartphone-urilor.
Importanța dimensiunii în fotografie
Limitele fotografiei au fost dintotdeauna mai degrabă de natură fizică, decât tehnologică. Legile opticii impun anumite constrângeri. Acesta este motivul pentru care obiectivele DSLR și cele ale camerelor mirrorless sunt atât de voluminoase și grele. Pentru a atinge distanțe focale mari și deschideri largi, dimensiunea obiectivelor este crucială.
De pildă, un obiectiv cu o distanță focală de 200 mm și o diafragmă maximă de f/2.8 necesită un element frontal cu o lățime de peste 70 mm (aproximativ 3 inci). Iar aceasta nu ține cont de aspectele legate de producție.
Camerele smartphone-urilor se confruntă cu aceleași restricții, dar la o scară redusă. Senzorii mai mici permit obținerea unei măriri mai mari de la distanțe focale inferioare. Însă acest aranjament vine la pachet cu o serie de compromisuri.
De exemplu, iPhone 11 Pro dispune de un teleobiectiv de 52 mm (echivalent full-frame), care fizic măsoară doar 6 mm. Așadar, pentru a surprinde o imagine similară cu un DSLR profesional, este nevoie de un obiectiv de 52 mm. Senzorul camerei telefoto a iPhone-ului, având o dimensiune de 1/3.6 inci (aproximativ 5 mm în diagonală), asigură această mărire echivalentă.
Producătorii încep să întâmpine dificultăți. Reducerea dimensiunilor senzorilor duce la compromisuri majore, dificil de gestionat. Senzorii mici performează slab în condiții de lumină redusă și întâmpină probleme la rezoluții înalte.
Dacă Apple dorește să obțină un zoom mai puternic la iPhone, teoretic, ar putea înjumătăți dimensiunea senzorului. Dar acest lucru ar fi costisitor și ar compromite calitatea imaginii.
O opțiune mai eficientă este creșterea dimensiunii lentilei.
Ocolirea obstacolului
Creșterea dimensiunii unui obiectiv introduce alte provocări. iPhone 11 Pro are o grosime de doar 8,1 mm. Chiar dacă un obiectiv cu o distanță focală de 6 mm nu trebuie să aibă exact 6 mm lungime, dimensiunile trebuie să fie similare. Așadar, ocupă un spațiu considerabil într-un smartphone. Pur și simplu nu există spațiu pentru a integra un obiectiv de 12 mm într-un telefon de doar 8 mm grosime.
Însă, dacă îl așezăm lateral, problema se rezolvă.
Un obiectiv periscopic funcționează precum un periscop de submarin. Lumina pătrunde prin elementul frontal și este reflectată la 90 de grade de o oglindă înclinată. Apoi, străbate celelalte elemente ale obiectivului înainte de a atinge senzorul camerei, fiind înregistrată ca fotografie. Schimbând direcția luminii, lentilele mai lungi nu mai necesită o adâncime la fel de mare, putând fi mai late.
Pentru producătorii de telefoane, acesta este un avantaj important. Este mult mai ușor să aloce spațiu unui teleobiectiv mai lung pe orizontală, decât să reducă senzorul sau să producă un telefon mai gros.
Astfel, producătorii nu mai sunt limitați la obiective echivalente cu 50 mm și zoom optic 2x (sau, exagerat, 3x). Devine posibilă integrarea unor obiective de 100 mm (aproximativ zoom 5x) sau chiar echivalentul a 200 mm (aproximativ zoom 10x).
Desigur, există încă compromisuri și tehnologia este nouă, dar se depășește cea mai mare limitare a adăugării zoom-ului optic la un smartphone.
Diferența dintre zoom digital și zoom optic
Dacă sunteți de părere că iPhone-ul dvs. are deja un zoom de 10x, aveți dreptate, dar într-un mod înșelător. Tocmai de aceea am insistat pe distanța focală, și nu pe multiplicatorii de zoom.
Există o distincție crucială între zoom-ul optic și cel digital (sau îmbunătățit, cu super-rezoluție, spațial sau asistat de inteligența artificială). Zoom-ul optic mărește imaginea prin proprietățile optice ale unui obiectiv cu o distanță focală mai mare. Obiectele îndepărtate apar mai aproape, ca și cum ar fi privite printr-un telescop, fără pierderi de calitate a imaginii.
Zoom-ul de 10x al unui iPhone este, de fapt, o decupare a zoom-ului optic de 2x.
Zoom-ul digital, în diferitele sale forme, reprezintă o metodă sofisticată de a decupa o fotografie pentru a crea impresia unei imagini mărite. Desigur, zoom-ul digital a evoluat mult. Prin utilizarea senzorilor cu megapixeli numeroși, „binning” (combinarea mai multor pixeli într-unul singur, mai mare) și algoritmi de upscaling îmbunătățiți, producătorii obțin rezultate mai bune.
Însă, în esență, este similar cu realizarea unei fotografii și decuparea ulterioară. Nu se obține o mărire reală, existând pierderi de calitate a imaginii pe măsură ce se mărește imaginea.
Evident, acest adevăr nu este favorabil unei campanii de marketing.
Disponibilitatea obiectivelor periscopice
Apple nu va fi primul producător care adoptă tehnologia periscopului. Companiile chineze (în special Oppo și Huawei) explorează această opțiune de câțiva ani. Huawei P40 Pro+, cu sistemul său de cinci camere, include un teleobiectiv periscop de 10x, echivalent cu un obiectiv de 240 mm pe o cameră full-frame.
Camera cu unghi larg de pe Huawei P40 Pro.
Samsung Galaxy S20 Ultra, un model mai răspândit, are un obiectiv periscop cu un teleobiectiv de 5x, aproximativ echivalent cu un obiectiv de 100 mm. Totuși, campania de marketing a Samsung încearcă să ascundă aceste informații, utilizând multiplicatori de zoom exagerat de ridicoli.
Periscopul cu zoom optic 5x. Observați calitatea imaginii!
Asemenea multor alte inovații din lumea telefoanelor mobile, chiar dacă Apple nu a fost pionierul, implementarea acestei tehnologii va genera un interes major odată ce va fi lansată. Putem presupune că, de acum încolo, lansarea unui iPhone cu obiectiv periscopic va transforma această caracteristică într-una extrem de căutată.