Как работает автофокус в смартфоне?

Навестись за мгновение: фазовый автофокус в работе

Всем продвинутым пользователям известно, что качество снимков определяется не количеством мегапикселей, а размером матрицы, светосилой, объективом и другими характеристиками. Одним из важных параметров современной мобильной камеры стал автофокус — от его работы зависит, будет ли объект съёмки чётким даже при быстром движении. Сейчас существует несколько разновидностей автофокусировки, но самым последним тенденциям соответствует фазовая. О преимуществах фазового автофокуса мы и поговорим в сегодняшней статье, вооружившись Honor View 10.

Зачем нужен автофокус?

Начнём с того, что сегодня практически в любом смартфоне, даже самом бюджетном, есть система автофокусировки. Грубо говоря, автофокус — это когда камера гаджета самостоятельно наводит резкость во время съёмки фото и видео. Он нужен для того, чтобы максимально упростить процесс и не крутить каждый раз настройки, как при съёмке на профессиональный зеркальный фотоаппарат.

Работу автофокусировки вы в большинстве случаев просто не заметите: резкость настраивается автоматически, как только вы включаете камеру или нажимаете на кнопку затвора. Если нужно сделать фокус на каком-то определённом объекте, как правило, достаточно лишь тапнуть по нему на экране устройства.

Актуальные типы автофокусировки

На сегодняшний день существует три основных вида автофокусировки.

Контрастный автофокус. Относится к пассивному типу, то есть сенсоры камеры ничего не излучают. В основном данное решение применяется в недорогих смартфонах. Главная причина в том, что такой вид фокусировки — самый простой. Камера ориентируется на величину светового потока, попадающего на матрицу. Перемещая линзу, программное обеспечение добивается наибольшего контраста и таким образом фокусируется на объекте съёмки. Именно поэтому бюджетным гаджетам на фокусировку требуется несколько секунд, за которые легко упустить или смазать движущийся объект.

Лазерный автофокус. Достаточно свежая технология, относящаяся к активному типу фокусировки. В основе лежит принцип лазерного дальномера: лазер освещает объект, а сенсор измеряет расстояние до него, основываясь на времени поступления отражённого лазерного луча.

Один из главных плюсов лазерного фокуса — время. Весь процесс занимает доли секунды, что позволяет мгновенно делать резкие снимки. Причём лазерный фокус не теряет в скорости ни в тёмное время суток, ни в непогоду. Но у данной системы есть серьёзный недостаток. Дальность работы лазера в камере едва переваливает за пару метров. На всё, что располагается дальше, гаджет наводится при помощи других типов фокусировки.

Фазовый автофокус (PDAF). Также относится к активному типу. Его устанавливают во многие смартфоны, включая Honor View 10. При фазовой автофокусировке лучи из разных точек объектива сводятся на встроенные в матрицу датчики. Если объект находится в фокусе, то световые потоки от него сходятся в одну точку на датчике. Если же нет, то программное обеспечение, основываясь на расстоянии между лучами, сдвигает линзы на нужную величину.

Данная система хороша в первую очередь высокой скоростью работы: можно фокусироваться на быстро движущихся объектах. Например, Honor View 10 требуется менее 0,3 секунды, чтобы сфокусироваться.

Единственный недостаток — ночная съёмка. В диафрагму смартфона поступает недостаточно света, из-за чего автофокусировка может занимать чуть больше времени. Кроме того, у фазового автофокуса довольно сложная реализация. Система призм, зеркал, линз требует сверхточной установки и не менее скрупулезной программной настройки.

Пример работы фазового автофокуса

Как уже было сказано выше, принято считать, что фазовый автофокус в тёмное время суток хуже справляется со своей задачей. Однако современные гаджеты оснащаются высокочувствительными сенсорами и продвинутыми алгоритмами, которые помогают камере правильно сфокусироваться даже при недостатке освещения.

Мы протестировали работу камеры Honor View 10 ночью. В устройстве имеется система «искусственного интеллекта»: она дополнительно анализирует картинку с камеры и настраивает параметры съёмки и фокусировки таким образом, чтобы получить максимально резкий и качественный кадр.

С фокусировкой как в дневное, так и в ночное время на Honor View 10 никаких проблем нет. Она работает быстро и точно, ловя объект за доли секунды.

Вдобавок для съёмки динамичных сюжетов у камеры View 10 есть опция «Автофокус в движении».

Если она заранее активирована в меню, то после тапа по объекту автоматика начинает отслеживать его перемещения, фокусируясь на нём постоянно.

Это удобно при съёмке детей или животных — тех, кто двигается быстро, а порой и вовсе молниеносно. Благодаря данной функции можно поймать интересный момент, который бы пропустил или смазал другой смартфон. Например, две собаки, носящиеся по двору, получаются такими же чёткими и резкими, как если бы они неподвижно стояли на месте.

Итоги

В данный момент самая актуальная технология фокусировки в смартфонах — фазовая. Она быстро и точно работает, а при недостатке освещения ей помогают программные ухищрения — такие, как специализированные интеллектуальные алгоритмы в Honor View 10, позволяющие автофокусу работать ещё более успешно в любых условиях.

Как работает автофокус в смартфоне?

Как работает автофокус в смартфоне? На этот вопрос нет простого ответа. Нужно разобраться с каждой разновидностью автофокуса, изучить особенности конкретной технологии фокусировки. Только после этого можно делать хоть какие-то выводы. Поэтому сейчас мы поговорим и о разновидностях технологий автоматической фокусировки, и о достоинствах и недостатках каждой из них.

Что такое фокус и автофокус камеры

Тут все просто: линза объектива преломляет лучи и собирает весь свет в одной точке – фокусе. И если в этой точке находится сенсор матрицы, то кадр получается более детализированным и качественным. Естественно этим физическим явлением пользуются все фотографы. Они помещают «в фокус» какую-либо часть кадра, настраивают объектив вручную и акцентируют внимание зрителя на переднем или заднем плане, главном объекте или второстепенной детали. Остальная часть картинки окажется размытой.

Ну а начинающие фотографы могут воспользоваться системой автоматической фокусировки, когда автоматика захватывает «в фокус» один или несколько объектов в кадре, управляя и объективом, и матрицей. И эти объекты (или объект) получаются максимально резкими и детализированными. И никакого мастерства и чувства кадра здесь уже не нужно.

Вероятно, именно поэтому цифровая фотография стала более популярной, чем пленочно-бумажная версия искусства. Ведь автофокус в камере телефона или дешевого фотоаппарата позволяет сделать детальный снимок без лишних усилий. Весь процесс сводится к простому правилу: «наводи и щелкай».

Разновидности автофокусов и базовые принципы их работы

Линза камеры фокусирует лучи, отраженные от предмета, расположенного в пространстве перед объективом. При наведении фокуса камера ориентируется на расстояние до объекта и на интенсивность свечения, исходящего от него. На сегодня существует две разновидности режимов автоматической фокусировки:

  1. Активный вариант – он базируется на измерении расстояния с помощью локатора-дальномера.
  2. Пассивный вариант – он работает со световым пучком, замеряя его интенсивность.

Первый (активный) режим использует лазерное инфракрасное или ультразвуковое излучение с известной скоростью распространения волны в воздухе. Модуль-излучатель испускает направленный поток, который отражается от объекта и улавливается модулем приемником через некоторый промежуток времени. Далее вычислитель автофокуса умножает это время на известную скорость распространения волны и делит результат на два, получая точное значение расстояния. Направив излучатель на нужную область, пользователь получает оптимальную фокусировку, ориентируя внимание зрителя именно на этот участок фотографии.

Читайте также  Как выбрать power bank для смартфона?

Второй (пассивный) режим устроен несколько иначе. Он использует особые датчики (фотодиоды), измеряющие интенсивность свечения и специальный процессор, который определяет фокус по величине этого параметра. На практике это выглядит вот так: датчики фиксируют интенсивность свечения, далее процессор сдвигает фокус, после этого происходит повторный замер интенсивности, если плотность потока увеличилась, то фокусировка считается приемлемой. Если нет – происходит повторное смещение фокуса. И так до обнаружения максимальной интенсивности. В матрицах серьезных камер присутствует до 40-60 фотодиодов.

На основе этих принципов работают самые известные системы фокусировки: фазовая, лазерная, контрастная и dual-pixel. И далее по тексту мы каждый вариант, оценив попутно их базовые достоинства и недостатки.

Достоинства и недостатки лазерного автофокуса

В этом случае в модель камеры телефона встраивают лазерный излучатель и приемник. Первый генерирует узконаправленный луч, второй принимает отраженный сигнал. В итоге скорость наведения фокуса сокращается до тысячных долей секунды. Обычно речь идет о 250-300 миллисекундах, поскольку лазер распространяется со скоростью света.

Основное достоинство лазерного фокуса – высокая скорость реакции модуля, а основной недостаток – частые сбои. Узконаправленный лазерный излучатель иногда «стреляет» мимо цели, а отраженный сигнал легко теряется, особенно на открытых пространствах. Поэтому лазерный автофокус в камере смартфона в большинстве случаев работает в паре с фазовым или контрастным вариантом наведения.

Особенности фазовой фокусировки

Технология основана на дроблении луча, проходящего сквозь объектив на два потока. Это делается для того, чтобы замерить расстояние между потоками, проходящими сквозь противоположные края объектива. Если это расстояние укладывается в определенные величины, заданные в массиве данных, картинка считается сфокусированной. Для фиксации расстояния используются особые датчики, реагирующие на свет. Их сигналы обрабатываются процессором, который сравнивает считанные параметры с базовым массивом данных и дает сигнал сдвинуть фокус в нужную сторону.

Основное достоинство технологии – готовность поймать в фокус движущийся объект. Кроме того, этот вариант работает быстрее контрастного автофокуса. А еще эту систему можно использовать для подсчета такого параметра, как глубина резкости.

Главный минус фазовой технологии – сложная реализация. Система призм, зеркал, линз требует сверхточной физической юстировки и не менее скрупулезной программной настройки. Кроме того, точность такого фокуса зависит от светосилы объектива, а у мобильных телефонов с этим параметром бывают большие проблемы.

Плюсы и минусы контрастного фокуса

Технология не меняет ни матрицу, ни оптическую систему камеры смартфона. В качестве датчика тут используют либо весь фотосенсор, либо его часть. Процессор считывает текущую гистограмму с сенсора и оценивает контрастность кадра. А потом объективу дается команда сместить фокус, после чего происходит новое считывание гистограммы с переоценкой контрастности. И весь цикл повторяется до достижения максимального уровня контрастности в выбранной области кадра, на которую наводится фокус.

Главное достоинство технологии – это сочетание простоты реализации, дешевизны конструкции и компактных размеров. Такими автофокусами пользуются все производители бюджетных смартфонов.

Ключевой недостаток данного варианта – очень медленная скорость работы. Иногда процессор уходит в режим вечной «охоты за фокусом», которая кончается потерей редкого кадра.

Технология Dual Pixel

Такая технология фокусировки используется в дорогих зеркальных камерах. В мобильных устройствах ее пока применяют лишь во флагманских моделях Samsung, намеренно занижая разрешение фотографической матрицы с одновременным увеличением ее физических габаритов.

На эти ухищрения идет из-за желания привязать к каждому пикселю фотографического сенсора индивидуальный датчик, реагирующий на интенсивность свечения. Потом сигналы от датчиков обрабатывают и по фазовому и по контрастному алгоритму фокусировки, добиваясь не только идеально резкого, но и максимально контрастного изображения.

Если в случае с классическим фазовым фокусом на долю датчиков приходится не более 10% от общего числа пикселей в камере, то в случае с Dual Pixel они делятся в пропорции 50/50. Проще говоря, каждый пиксель является светочувствительным элементом и датчиком одновременно. Данная технология обеспечивает более точную и быструю фокусировку.

Из недостатков Dual Pixel следует отметить очень сложную реализацию подобных решений. Такими фокусами оснащают только флагманские устройства, например, аппараты из S-серии компании Самсунг (от седьмой модели и выше). Нечто подобное есть в последних iPhone (от шестой модели и выше), но у Apple эта технология фокусировки называется Focus pixels, и она ближе к обычному фазовому автофокусу, чем к Dual Pixel.

Фазовый автофокус в камере смартфона: что это такое и как он работает

При фотосъёмке на смартфон каждый желает получить качественные снимки, где фотографируемый объект будет чётким и резким, то есть в фокусе. Современная техника, включая мобильные устройства, позволяет сфокусироваться в ручном или автоматическом режиме, причём даже профессионалы чаще прибегают к автофокусировке. Девайс без участия пользователя размещает линзы на нужном фокусном расстоянии, позволяющем запечатлеть объект съёмки без смазывания, и хотя при наведении камеры фокусировка выполняется в одно мгновение, в это время происходит множество незаметных глазу процессов и вычислений.

Сегодня многие производители смартфонов совершенствуют технологии автоматической фокусировки, что позволяет делать качественные чёткие снимки, даже если объект находится в движении. И продвинутые пользователи при выборе мобильного устройства больше обращают внимание на тип автофокуса камеры, чем число мегапикселей. О том, какие бывают разновидности автофокусировки, что их отличает, и как они работают и поговорим.

Что такое автофокус и зачем он нужен

Система автофокусировки присутствует в любом современном смартфоне, включая бюджетные варианты. С её помощью объектив камеры настраивается так, чтобы практически мгновенно сфокусироваться на одном или нескольких объектах съёмки фото или видео, упрощая процесс и снимая с пользователя задачу наведения резкости вручную, как при съёмке на профессиональный зеркальный фотоаппарат.

Автоматическая фокусировка позволяет легко делать чёткие детализированные снимки путём наведения камеры на объект и нажатием соответствующей кнопки. В составе автофокуса — датчик, система управления и привод, отвечающий за перемещение оправы объектива или линз.

Камера устроена так, что лучи света, отражающиеся от объектов съёмки, улавливаются сенсорами, преобразующими поток фотонов в поток электронов, далее ток преобразуется в биты, эта информация обрабатывается и отправляется уже в память девайса. Как работает автофокус? Здесь всё зависит от его типа. Линзы фокусируют лучи, отражённые от объектов, при этом, когда наведён фокус камера будет ориентироваться на расстояние до изображаемого объекта и интенсивность освещения, сенсор же в свою очередь создаст цифровой фотоснимок. В отличие от ранних моделей смартфонов, сегодня девайсы дают возможность регулировки расстояния между линзами и сенсоров, что позволяет получить более качественные снимки.

Современные камерофоны оснащены высокочувствительными сенсорами и специальными алгоритмами, способствующими фокусировке камеры даже при недостаточном освещении. В продвинутых устройствах также внедряется система искусственного интеллекта, настраивающая параметры съёмки и фокусировки на получение максимально качественного кадра, а также опция автофокусировки в движении, позволяющая фокусироваться на движущемся объекте, отслеживая его перемещения, благодаря чему становится возможным поймать удачный кадр и при условии движения объектов съёмки.

Читайте также  Из чего состоит камера смартфона?

Автофокус на сегодняшний день реализован в трёх актуальных вариантах: контрастный, фазовый и лазерный. Рассмотрим, чем отличается каждый из них.

Контрастный автофокус

Технология базируется на работе светочувствительных элементов, анализирующих контрастность кадра. Фокусировка обеспечивается путём смещения линз объектива для достижения нужного контраста картинки. Когда методом оценки данного параметра и смены положения линз удалось достичь максимального контраста, это означает, что объект съёмки в фокусе. При этом фотокамера анализирует небольшой участок матрицы.

Так, контрастный автофокус относится к пассивному типу автоматической фокусировки, данное решение отличается простотой реализации и применяется на бюджетных смартфонах. Срабатывает автофокусировка медленнее других технологий ввиду необходимости несколько раз смещать линзы до достижения результата. На эти движения и оценку контрастности, выполняемую в несколько этапов, уходит около секунды и это немного, если речь о съёмке способных замереть для фото, неподвижных или малоподвижных объектах, однако при таком раскладе легко упустить момент, не получится и снимать в движении, поскольку фотография будет смазанной. Контрастный автофокус также не наделён опцией следящей фокусировки, да и качество фотоснимков сильно пострадает при плохом освещении.

Фазовый автофокус: быстрая и продвинутая альтернатива

До недавнего времени этот тип автофокуса был привилегией флагманских смартфонов, теперь же автофокусировка на основе сканирования световых фаз применяется в большинстве девайсов.

Фазовый автофокус в смартфоне (PDAF) — это активный тип автоматической фокусировки, наиболее актуальный сегодня и обеспечивающий высокую скорость работы, а также возможность фокусироваться на движущихся объектах. Технология заимствована у цифровых зеркальных фотоаппаратов, изначально она предназначалась именно для фототехники, где проявила себя наилучшим образом, а уже позднее перекочевала и во флагманские мобильные устройства.

Принцип работы данного типа фокусировки следующий:

  • Поток света, проходя через объектив, делится надвое, затем лучи из разных областей объектива направляются на датчики светочувствительного сенсора, оценивающие равномерность света.
  • Если объект в фокусе, световые потоки от него сойдутся в одну точку на датчике. Если же нет, программное обеспечение с учётом измеренного расстояния даст команду и объектив сдвинет линзы в нужное положение. Принятие фотокамерой решения, как сдвигать линзы для получения наиболее качественной картинки происходит в мгновение.

Поскольку все эти действия (расстояние между потоками замеряется и по результатам оценки положение линз корректируется системой, т. е. разделённые лучи достигают заданного датчиками расстояния) осуществляются в один приём, это значит, что фазовый автофокус будет работать в разы быстрее, чем контрастный. Для фокусировки на объекте ему потребуются доли секунды. Охват объекта резкостью происходит в любой точке кадра, причём при наличии нескольких объектов в кадре, одинаково удалённых от объектива, все они попадают в зону высокой чёткости. Камера оценивает движение при помощи датчиков матрицы, в результате чего появляется возможность следящего автофокуса.

При всех своих достоинствах фазовый тип автоматической фокусировки тоже не совершенен. Его недостатком является ночная съёмка, при которой в диафрагму объектива поступает недостаточное количество света, то обуславливает снижение скорости фокусировки. К тому же реализация данного типа автофокусировки достаточно сложна, требуется точная установка системы призм и зеркал, а также тщательная программная настройка. И всё же, несмотря на минусы технологии, как правило, она обеспечивает создание высококачественных снимков. Сегодня в дополнение к автофокусу производителями применяются специальные алгоритмы, встраивается система искусственного интеллекта, что позволяет значительно повысить качество съёмки. Технология совершенствуется, поскольку многие производители пошли по пути её развития или применения разновидностей фазового автофокуса.

Лазерный автофокус: самый активный

Наиболее продвинутым на сегодня является лазерный автофокус. Он, как и фазовый, относится к активному типу и использует тот же принцип работы, что и оптические дальномеры. Так, излучателем освещается объект, в то время как сенсором замеряются расстояние до него и время отражённого лазерного пучка.

Лазерный тип автофокуса не зависит от освещённости и работает пошустрее фазового, действуя на коротком расстоянии. Наилучший результат возможен при удалении снимаемого объекта на 0,6 метров. При съёмке же тех, что находятся уже на удалении 3-4 метра и более, система будет использовать другой тип фокусировки. Процесс автофокусировки занимает ещё меньше времени (задача выполняется всего за 0.276 секунды), позволяя делать высококачественные снимки, причём скорость не утрачивается и в ночное время суток или в условиях плохой видимости в связи с погодными явлениями.

Подводя итоги, отметим, что на сегодняшний день самой актуальной для камер смартфонов является фазовая технология автофокусировки. Невысокие показатели качества при недостатке освещения нивелируются присутствием дополнительных вспомогательных программных хитростей, как, например, интеллектуальные алгоритмы, обуславливающие лучшую работу независимо от условий съёмки.

Как работает автофокус в телефоне

Еще несколько лет назад камеры на смартфонах были скромными по характеристикам и простые в устройстве. Сегодня флагманы рынка имеют в своем составе камеры с оптической стабилизацией изображения, высокой светочувствительностью, состоящие из большого количества линз. Рассмотрим работу автофокуса в телефоне.

Фокусировка методом катушек

Если смотреть на работу автофокуса со стороны механики, то рассмотрим пример.

Блок линз, представляет в сборке один модуль, свободно расположен в корпусе камеры. Для свободного передвижения (очень маленькие расстояния) блока линз используют пластиковые шарики, которые вмонтированы в этот внешний корпус камеры. По этим шарикам и перемещается блок линз.

По бокам блока линз в корпусе камеры расположены миниатюрные катушки из тонкого медного провода, такие катушки можно использовать как электромагниты.

В блоке линз вмонтированы несколько миниатюрных магнитов. Получается, что на катушки подается напряжение от системы автофокуса, создается магнитное поле, которое действует на магниты в блоке линз и модуль с линзами перемещается .

Это магнитное поле заставляет двигаться блок линз по шарикам в корпусе, о которых мы говорили выше. Возвратное движение обеспечивают пружины. Так достигается нужное положение линз в пространстве, чтобы объект оказался в фокусе на снимке или сработала стабилизация.

В положении покоя линзы размещены так, что фокус настроен на бесконечность.

При автофокусировке процессор вычисляет в фокусе ли объект по показаниям максимального контраста или фазовых датчиков или по лазерному дальномеру. И дает электронике указание подать на катушки электромагнита такое напряжение, чтобы сместить блок линз на нужное расстояние по отношению к матрице.

При использовании катушек (метод VCM) для создания магнитного поля есть свои недостатки:

  • Электромагнитные материалы имеют такую характеристику, как гистерезис. Это физическое явление приводит к замедлению, неточности фокусировки, особенно на видео.
  • Второй недостаток — это большая потребляемая мощность, обычно больше 100 мВт. Это разряжает батарею, выделяется тепло на катушках.
  • И третий недостаток — это наклон и децентрирование линзы, который вносит погрешности в фокусировку.

И все эти недостатки усугубляются при увеличении количества пикселей, и уменьшении размеров камеры. Что и происходит сегодня.

MEMS в фокусировке камеры

Второй способ механической реализации фокусировки является использование MEMS приводов.

Микроэлектромеханические системы (МЭМС) — устройства, объединяющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты.

Технология в MEMS-камере обеспечивает ультрабыструю фокусировку: в 7 раз выше (обычно в 3–4 раза), чем обладают другие камеры на смартфонах.

Читайте также  Как выбрать повер банк для смартфона?

При этом приводы автофокуса камеры MEMS потребляют менее, чем 1 мВт . Это способствует продлению службы срока аккумулятора и сокращает тепловую нагрузку на датчик изображения, на объектив и другие прилегающие компоненты.

Технология MEMS позволяет объединить все три части линейного привода в единый компонент. Это блок для обеспечения вертикального перемещения, пружина для обеспечения возвратной силы и электростатический гребенчатый привод для перемещения блока.

Гребенчатый привод представляет собой пару электропроводящих гребенок, расположенных таким образом, что встречные зубья никогда не соприкасаются. При подаче постоянного напряжения результирующий заряд развивает силу притяжения, которая заставляет гребни соединяться вместе. Прикрепив линзу в центре, можно создать кремниевый привод MEMS с автофокусировкой.

При таком методе, перемещается только первая линза, а остальные крепятся в модуле, который остается неподвижным.

  • Передвигается только одна линза весом 3,5 мг, тогда как электромагниты в первом способе перемещают блок линз весом 45 мг. Из-за этого повышается скорость работы.
  • В методе с катушками (VCM) нужно передвигать весь модуль на расстояние 250 мкм, а в случае использования МЕМС только 80 мкм.
  • У МЕМС намного меньше влияние гистерезиса. Если здесь погрешность

Как работают стабилизация и афтофокус в смартфоне

Автор Вячеслав Питель · 17:34 27.11.2018

В этом обзоре я расскажу, как модули смартфонов фокусируются и стабилизируют тряску, а также как им удается делать зум и боке. Самым важным из перечисленного является автофокус, с него и начну.

Автоматическая и ручная фокусировка

В больших камерах фокусировка происходит за счет перемещения линз внутри объектива. Это может быть как в ручном режиме, так и в автоматическом.

В первой части обзора о мобильных камерах мы выяснили, что в маленьких модулях тоже используется оптическая система из линз. И для фокусировки, они также, как и их большие аналоги, перемещаются внутри объектива.

Можете представить какая микроскопическая подстройка происходит. Более того, некоторые мобильные камеры поддерживают ручную фокусировку, где вы сами, вместо автоматики, наводитесь на объект. Но в основном все же автоматика решает, как настроить линзы – это быстрее и удобнее. Как же это происходит?

Одним из самым распространенных методов является «контрастный» автофокус. Например, вы хотите сфотографировать дорожный знак. Камера сделает несколько перемещений линзы, определит контраст между краями этого объекта и фоном, после чего настроится на резкость.

Конечно, у такого метода много недостатков: может попасться сложная сцена со слабым контрастом между объектами или же просто эти самые объекты будут активно перемещаться. В этом случае линзы долго гуляют туда сюда и никак не могут понять, что от них хотят. Думаю все когда-то с таким встречались.

Второй распространенный вид фокусировки более продвинутый, называется «фазовый». Он тоже в том или ином виде используется большинством современных мобильных камер. В этом случае в процессе фокусировки участвуют специальные датчики, расположенные по краям матрицы.

Они анализируют раздвоенное изображение объекта и настраивают линзы, что бы две проекции собрались в четкое изображение. С данной системой не нужно гонять оптику туда обратно, как при поиске контраста, поэтому фокусировка происходит быстрее, не так зависима от движений объекта и в общем работает точнее.

Некоторые производители пошли дальше и оснастили такими датчиками каждый пиксель, что повысило эффективность и скорость фазовой фокусировки. Технологию назвали Dual Pixel, думаю слышали о ней, и теперь знаете как она работает.

Оптическая стабилизация

Идем дальше – оптическая стабилизация. Это еще один пунктик, который обязательно ищут в характеристиках, когда хотят хорошую камеру. Она не только значительно улучшает видео, сглаживая дрожание рук, но и положительно влияет на качество фото. Особенно это проявляется при слабом освещении, когда автоматика берет более длинную выдержку, чтобы собрать побольше света.

На смартфонах без оптической стабилизации, в этом случае, может выйти смазанный снимок, а там, где стаб есть – все будет четко. Да еще и с меньшим количеством шума, из за меньшего значения ISO.

Особых премудростей в работе стабилизации нет. Опираясь на показания датчиков, оптика физически перемещается, чтобы компенсировать тряску. Внешне свободу объектива тоже видно – он гуляет при нажатии, тогда как без стаба — жестко фиксирован.

Оптический зум

Суммируя информацию из первой части обзора с новыми фактами о фокусировке и стабилизации, еще раз поражаешься, какая же сложная система находится внутри маленькой камеры смартфона. Причем каждый год от нее требуют все большего и большего, и что бы при этом смартфон не превращался во что то такое.

В таких условиях развитие камер пошло по пути добавления дополнительных модулей и новых функций. В первую очередь зума и портретной съемки. Учитывая все вышесказанное, думаю интереснее всего узнать, как работает так называемый «оптический зум», который в отличии от цифрового почти не приводит к потере качества.

И как вообще удается приблизить картинку, если нужная для этого оптика просто не поместилась бы в корпус смартфона. Если не вспоминать про редкие исключения, то работает это очень просто. Никакого зума как такового не происходит. На самом деле, активируя в приложении камеры х2, вы просто переключаетесь на второй модуль – телевик.

По сути, это такая же камера, как и основная, только с другими линзами и характеристиками, в частности — фокусным расстоянием. Если взять для примера iPhone X, то у его основной камеры эквивалентное фокусное расстояние составляет 28 мм, а у телевика – 52.

У последней меньше светосила, угол обзора, зато она позволяет делать так называемый зум. А вот если сделать фокусное расстояние в 13 мм, то получим обратный эффект – сверхширик с углом обзора 120 градусов. Вот так это и работает.

Съемка с боке

Съемка с боке – это по большому счету тоже имитация. Конечно, если мы не говорим о макросъемке, где модулям хватает характеристик, что бы честно размывать фон. В остальных случаях размытие программное, потому что в смартфоны просто физически не влезет такая матрица, открытая диафрагма и длиннофокусный объектив как у больших камер.

Для создания эффекта, смартфон измеряет глубину сцены с помощью отдельного модуля или того же телевика, отделяет главный объект и программно мылит фон. Некоторые смартфоны справляются вообще с одной основной камерой, исключительно за счет ПО.

Вот с помощью таких ухищрений индустрия мобильных камер и получила новый толчок. И судя по тому, что сейчас происходит на рынке, модули и дальше будут развиваться в этом направлении, то есть наращивать количество. А мы за счет этого получим улучшение качества фотографий, видео и новые функции. И все это в таком компактном форм факторе.

Пишите, верите ли вы в такое будущее и то, что скоро даже бюджетные смартфоны станут настоящими фото-видео комбайнами с кучей камер? Я вот думаю, что так и будет, и как минимум три модуля с зумом, шириком и боке в ближайшее время станут такими же доступными как и широкоформатные экраны.