Dokąd zmierza fotografia smartfonowa? Jakie innowacje mają teraz sens?

Nie powiem, że każdy smartfon robi świetne zdjęcia. Wciąż są telefony bardzo dobre jak i bardzo słabe w te klocki, ale na pewno różnica pomiędzy modelami za kilka tysięcy, a tymi za tysiąc złotych nie jest tak wyraźna jak jeszcze pięć lat temu. Nawet w segmencie flagowców już nie bryluje jeden producent. Osobiście wciąż darzę sympatią telefony Huawei za jakość zdjęć z każdego z aparatów (z tyłu i z przodu), ale nie sposób zbagatelizować postępu jaki dokonały choćby ASUS (zobacz recenzję Zenfone 8) czy Xiaomi.

Model Mi 11 Ultra towarzyszył mi w trakcie krótkiego wypadu nad morze i bardzo się cieszę, że zabrałem go ze sobą.

 
Zrobić ładne zdjęcie telefonem dziś to nie problem. Szczególnie, gdy to taki flagowiec jaki Mi11 Ultra

Pewne rozwiązania, jak wideo 8K, są tak wyrafinowane, że zastanawiamy się, czy są nam w ogóle potrzebne. Lecz zależnie od tego jakiej marki telefon weźmiemy w dłoń, wciąż widać, że pod pewnymi względami powinno być jeszcze lepiej.

OPPO to firma, która swój wizerunek buduje na innowacyjnych rozwiązaniach. Znamy ją z superszybkiego ładowania dostępnego choćby w serii Reno5, ale również w branży fotografii mobilnej OPPO ma do zaoferowania coś czego nie sposób zignorować. Dotyczy to zarówno już istniejących telefonów jak i tych, które dopiero trafią do sprzedaży.

Telefony OPPO bardzo dobrze radzą sobie ze składaniem zdjęć panoramicznych

A także naturalnością ujęć

Niedostatek światła i niedoskonały zoom tele - dwa kluczowe problemy z jakimi borykają się aparaty w telefonach

O ile zdjęcia wykonane za dnia wyglądają bardzo dobrze, a tryby nocne pozwalają na ominięcie niedogodności związanych z dłuższym czasem naświetlania, to w rzeczywistości niedobór światła wciąż stanowi problem. Gdy sfotografujemy za dnia scenę o dużej rozpiętości dynamicznej, okaże się, że to co w cieniu wypada bardzo blado w porównaniu z tym co jest dobrze oświetlone. Pomocny może być tu HDR, ale często i on zawodzi.

Pośrednią konsekwencją słabej pracy przy niedoborze światła są kłopoty z fotografowaniem dynamicznych scen. Wymagają one krótkiej ekspozycji, która z kolei wymusza dużą ilość światła zastanego. Ale to nie jedyny kłopot z tym związany.

Drugim elementem, który przynajmniej dla mnie jest problematyczny, to brak płynności zoomu wysokiej klasy. Mimo wysiłków związanych z technologiami zoomu hybrydowego, tylko zdjęcia wykonane na ogniskowej optycznej zasługują na pochlebne oceny. Oczywiście można się zdyscyplinować i wybierać tylko taki zoom, ale…

Zdjęcie wykonane na zoomie x5

Oprogramowanie czasem zmusza nas do pracy z zoomem hybrydowym, a nawet jeśli tego nie robi, to zamiast dotykać ikonek x2, x3 czy też x5, a nawet x10, wolimy szczypać ekran, by przybliżyć sobie interesujący nas fragment kadru. Często tak wybrany zoom jest pośredni, a nie optyczny, więc… sami wiecie.

W efekcie zdjęcia na zoomie, nawet z droższego telefonu wyglądają często dość przeciętnie, a w przypadku telefonów segmentu podstawowego jeszcze gorzej.

Widać zatem, że są przynajmniej dwa problemy, którym konstruktorzy nowych sensorów i aparatów do telefonów mogą i powinni stawić czoła. Czy są w stanie? Zobaczmy więc, co za technologie proponuje nam OPPO. Niekoniecznie są to innowacje wyjątkowe, bo o podobnych rozwiązaniach już słyszeliśmy, ale co innego mówić, a co innego wdrożyć do produkowanych seryjnie telefonów. Nie każdej firmie to się udaje. Oby tylko oprogramowanie dorosło do wspomnianych poniżej technologii, bo jak wiemy nawet najlepszy aparat można zepsuć nienajlepszą aplikacją aparatu.

Sensor OPPO RGBW

Firmy produkujące sensory światłoczułe od dawna eksperymentują z różnym układem pikseli, który pozwala wyeliminować wady wynikające z faktu, że zazwyczaj tylko część matrycy widzi w danym kolorze. W efekcie rozdzielczość układu w pikselach to nie to samo co rozdzielczość barwna, a ta zależy od skuteczności algorytmów przetwarzających sygnał z pikseli każdego koloru.

Sensor OPPO RGBW

OPPO postanowiło wrócić do znanego już schematu układu pikseli RGBW, czyli w dodatkowymi pikselami białymi, inaczej mówiąc czułymi na całe spektrum światła widzialnego, ale w oryginalnym układzie. W skrócie można powiedzieć, że w tradycyjnym układzie maski Bayera, czyli takim gdzie każda czwórka pikseli składa się z dwóch wrażliwych na zieleń oraz po jednym na czerwień i kolor niebieski, każdy z tych pikseli podzielono na cztery subpiksele. Z tych czterech subpikseli, dwa zachowują czułość na dotychczasową barwę, a dwa stają się pikselami W (białymi).

OPPO liczy, ze w ten sposób, w połączeniu z nowymi algorytmami interpolacji barwnej, technologią izolacji pikseli DTI (czyli rozwiązaniem, które zapobiega przeciekaniu sygnału pomiędzy pikselami i tworzeniem artefaktów w obrazie), uda się osiągnąć następujące cele:

• przechwytywanie do 60% więcej światła niż w sensorach poprzedniej generacji,
• zmniejszenie poziomu szumów w obrazie do 35%,
• poprawa tekstury i kontrastu,
• naturalniejsza kolorystyka i przejścia barwne.

OPPO mówi o tych usprawnieniach w kontekście zdjęć portretowych, ale niewątpliwie w każdym typie fotografii przyniosą one korzyści.

Pięcioosiowa stabilizacja mechaniczno-optyczna

Pomocna w fotografowaniu w słabym oświetleniu jest też stabilizacja optyczna. Dysponuje nią już wiele aparatów w telefonach, ale jest to też technologia, którą wciąż można usprawniać. Podstawowym problemem z jakim borykają się tego typu układy jest ograniczona amplituda drgań jaką są takie układy w stanie skompensować. Producenci aparatów stosują od pewnego czasu połączenie stabilizacji mechanicznej sensora i stabilizacji w obiektywie. Dzięki współpracy tych układów, wzrasta efektywna wydajność stabilizacji obrazu.

Zarówno układ optyczny jak i sensor mogą poruszać się w płaszczyźnie prostopadłej do osi optycznej

OPPO proponuje podobne rozwiązanie dla miniaturowych modułów aparatu w telefonach. Dane z czujników żyroskopowych przekazywane są, zależnie od wymaganych korekt, do układu optycznego jak i siłowników zmieniających pozycję sensora. Soczewki obiektywu pracują przy stabilizacji niewielkich drgań. Z kolei, gdy drgania stają się duże, swoją pracę rozpoczyna także mechanika mocowania sensora.

W tym przypadku OPPO dąży do osiągnięcia następujących celów:

• maksymalny kąt stabilizacji +/- 3 stopnie, czyli 3 razy więcej niż w tradycyjnych układach OIS w telefonach (porównanie dotyczy zapewne produktów tej marki),
• dokładność ruchu 2 um, czyli porównywalna z rozmiarem łączonego piksela w technologii 4 w 1,
• lepsza o 65% kompensacja drgań w przypadku zdjęć nocnych lub wykonywanych w ruchu.

OPPO planuje wspomnianą powyżej technologię stabilizacji obrazu wdrożyć do nowych telefonów w pierwszym kwartale 2022 roku.

Zoom optyczny o zakresie ogniskowych 85 - 200 mm

Zoom optyczny, który operuje na płynnie zmiennej ogniskowej, a nie tylko dyskretnych wartościach, które powiązane są z zainstalowanymi modułami aparatów, to rzecz na którą od dawna czekamy w smukłych telefonach. Bo była ona już kiedyś obecna, ale w postaci aparatów z funkcją telefonu, co nie do końca było tym czego na dłuższą metę oczekiwała większość konsumentów. W epoce telefonów o grubości znacząco poniżej 10 mm, umieszczenie optyki wraz zoomem optycznym jest znacznie trudniejsze.

Pierwszym krokiem do realizacji celu było wprowadzenie optyki w układzie peryskopowym. Drugim etapem jest skonstruowanie układu optycznego na tyle wyrafinowanego, by mógł pracować ze zmienna ogniskową. Prób w branży było kilka, być może to OPPO uda się zamieć je na w dostępnym realnie, seryjnie produkowanym telefonie.

Układ pięciu soczewek przed sensorem porusza się wzdłuż osi optycznej

Zoom optyczny OPPO oferuje zakres ogniskowych od 85 do 200 mm. To zakres, który sprawdzi się zarówno przy fotografii portretowej jak i krajobrazowej czy też sportowej. Płynność zoomu optycznego eliminuje spadek jakości obrazu przy jakimkolwiek pośrednim ustawieniu, ułatwia także jego zmianę podczas filmowania poprzez eliminację skokowej zmiany jakości i kolorystyki podczas przybliżania czy oddalania kadru.

OPPO realizując projekt zoomu optycznego wdrożyło takie rozwiązania jak:

• soczewki G+P (szkło i tworzywo sztuczne), w układzie optycznym znalazły się dwa ultracienkie elementy asferyczne
• czujnik TMR (tunelowy czujnik magnetooporowy) dla zwiększonej precyzji ruchu soczewek
• usprawniony mechanizm prowadnic dla ruchomego układu soczewek.

Oczywiście wciąż pozostaje kwestia zoomu w mniejszym zakresie obejmującym podstawowe ogniskowe, ale tutaj sporo można nadrobić wysoką rozdzielczością sensora, czy też kadrowaniem ujęć. Dziś najwięcej na jakości tracimy właśnie przy zdjęciach z dużym zoomem, który nie jest optyczny. I w fotografii ultraszerokokątnej, ale to trochę inna działka.

Poza tym trudno byłoby połączyć ultraszerokie pole widzenia ze standardowym polem widzenia w jednym układzie optycznym. Choć, to samo mówiło się kiedyś o zoomie optycznym w zakresie ogniskowych tele.

A na deser brak widocznego aparatu z przodu

O rozwiązaniu OPPO dla aparatu do selfie, który ukryty jest pod przednim ekranem, już pisaliśmy. Taki aparat trafił również do najnowszych składanych telefonów Samsung. Pytanie brzmi więc nie kiedy, ale jak i które z rozwiązań da najlepsze efekty. Chodzi zarówno o skuteczność ukrycia obiektywu bez wpływu na jakość obrazu wyświetlanego na ekranie jak i jakość zdjęć wykonanych takim schowanym aparatem. OPPO jest przekonane, że to jego pomysł jest najlepszy. Czy to prawda? Być może niedługo się o tym przekonamy.

Źródło: OPPO, inf. własna