Как работают двойные камеры в смартфонах. Зачем нужна двойная камера на смартфоне

Планирует запустить в продажу устройство, в котором будут сразу два модуля камеры, все прочие производители переполошились, ринувшись наперебой пускать в производство смартфоны, обладающие двумя камерами. Кто-то сумел сделать это достаточно удобно и качественно, кто-то – ниже приемлемого уровня, а некоторые умудрились воплотить такую идею в жизнь крайне ужасным способом.

По сути, только в этом году на конгрессе в Барселоне была запущена тенденция в развитии вселенной смартфонов, но сам замысел уже не нов. Довольно давно два модуля используются в устройствах (к примеру, HTC Evo 3D, выпущенный аж в 2011-ом году!), но именно в наступившем году производители пришли к массовому выпуску подобного рода телефонов.

Но какими именно преимуществами обладает двойная камера? Как она работает, какие удобства и функции предоставляет обыкновенному человеку и что же в итоге выбрать – устройство с двумя или же с одним модулем?

Принцип, по которому работает двойная камера

Принцип работы ничем не отличается от одинарной камеры. Проходящий сквозь линзу свет угождает прямиком на матрицу, и затем с этого сенсора процессором считывается поступившая информация, которая в дальнейшем трансформирует ее либо в видео, либо в фотографию.

Двойная камера работает точно так же, только матриц не одна, а две. И работают они друг от друга полностью автономно. Следовательно, любая склейка сигналов и их обработка осуществляется процессором. И от продвинутости его зависит конечное качество фотоснимка.

Применение двойной камеры в смартфонах

Здесь достаточно много сценариев использования.

Что касаемо оптического зума

Одна из камер, что встроена в iPhone 7 Plus, нацелена именно на оптический зум. Один из модулей обладает широкоугольным типом объектива, а второй из объективов дает возможность получения фотографий с зумом, качество которых не падает.

Когда зум был только лишь цифровым, иными словами – смартфон осуществлял съемку в 16 МП, обрезая процессором нужный фрагмент, и итоговое фото было на 8 МП, – как итог, падало и качество. Теперь, когда один из модулей обладает возможностью оптического зума, появляется возможность сохранения высокого качества фотографий.

Динамический диапазон

Не все из производителей смартфонов стали использовать второй модуль для получения оптического зума. К примеру, двойная камера, которой оснащен Huawei P10, предназначена для повышения динамического диапазона. В ней отсутствует возможность оптического зуммирования. Один из модулей в этой модели осуществляет съемку лишь в монохромном виде. Как утверждают сами разработчики, это повышает уровень детализации теней, а как результат – гораздо более хорошее качество снимков.

Повышение детализации

Порой производители в каждый из модулей вставляют разные матрицы. Один из них обладает меньшим значением мегапикселей, но светосила в этом случае выше. А у другого уровень светосилы ниже, но значение мегапикселей гораздо выше. И после того, как два сигнала с каждого из модулей объединяются, картинка получается в более детализированной. Все дело в том, что один из снимков предоставляет информацию о цветовом наполнении композиции, а второй – непосредственно о деталях изображения.

Смена при фокусе

Некоторыми из производителей второй модуль используется для того, чтобы можно было получить фотоснимки, в которых будет возможность изменить фокус уже после того, как вы сделали и сохранили фотографию.

Размытый фон

Ну и, безусловно, любой из смартфонов, обладающий сейчас двойной камерой, «обучен» создавать эффект, называемый глубина резкости, то есть размытие объектов на заднем фоне.

По сути, в действительности, это программный процесс. Вторая камера в данном случае необходима лишь для того, чтобы максимально точно обозначить положение фокусируемого объекта в пространстве. Производятся снимки на каждую из камер, оба изображения процессором сопоставляются, и в итоге определяется то, какой именно из объектов вы пожелали видеть на переднем плане. Затем, в режиме реального времени, на изображение накладывается определенный фильтр, благодаря чему фон и размывается. Также, зачастую, есть возможность самостоятельно указать для снимка уровень такой размытости. Это понятие носит название – программная диафрагма. И чем более открытой она будет, тем больше будет уровень размытости заднего фона. Но в таком случае с изображения пропадет больше необходимых и, даже вероятно важных, деталей.

Программный алгоритм съемки

Программные алгоритмы крайне важны в случаях, когда в ход вступает двойная камера. Они необходимы для обработки изображения. Если процесс работы алгоритмов безошибочен, тогда эффект глубины резкости будет достаточно точным. Необходимые и важные объекты не сотрутся, а края объекта на переднем плане будут четкими, конкретными и ровными.

Но на сегодняшний день пока что нет такого рода камеры, которая могла бы в любом случае и со стопроцентной точностью определить, где именно начинается граница заднего фона, и где заканчиваются контуры объекта.

Муляжи в качестве двойных камер

В погоне за прибылью, на рынок смартфонов «выплыли» некоторые модели, в которых фактически присутствует двойная камера, но один из модулей – муляж. Так как обыкновенному пользователю сложно определить – работают ли обе камеры, и как именно они работают, то недобросовестные производители решили сыграть на этом. Также подобной линии придерживались и подпольные организации, выпускающие подделки известных смартфонов по низким ценам.

В некоторых моделях одна из двух камер вовсе не осуществляет съемку. Смартфон визуально имеет две камеры, но работает лишь одна. В других моделях оба объектива равны по характеристикам, либо съемка ведется на оба, но программно процесса обработки не происходит.

Ввиду того, что внешне порой сложно отличить любителю снимок на обычную камеру от фотографии, которая была сделана с помощью двойной камеры, это позволило многим недобросовестным производителям неплохо нажиться на трендовой тенденции нынешнего года.

Безусловно, в числе лучших находится iPhone 7 Plus, который был представлен публике в прошлом году. Еще лучше в этом плане дела обстоят у iPhone 8 Plus, который только-только вышел на рынок. Сюда же отнесем iPhone X, который в продажу поступит в конце осени.

IPhone 7 Plus обладает двумя камерами, каждая разрешением в 12 МП. Один из объективов является широкоугольным, а второй – телескопическим. Широкоугольный объектив дает возможность получить больше информации про свет на изображении, а второй позволяет реализовать оптический зум.

Также достаточно мощной моделью с двумя камерами явился новый Huawei Mate 9 Pro. В него встроена черно-белая камера разрешением в 12 мегапикселей, и цветная камера – 20 МП. Камера, снимающая в монохромных цветах, делает снимок, получив большой объем информации про световое наполнение изображения, а цветной снимок дает возможность окрасить картинку, получив изображение в высоком качестве.

И, наконец, Samsung тоже отличилась, представив фаблет . Это первый подобный опыт корейской компании, но уже сейчас новинку признают одной из самых лучших для фотосъемки. Galaxy Note 8 оснащен парой 12-мегапиксельных сенсоров, один из которых имеет апертуру f/1.7.

Цена смартфонов с двойной камерой

Все вышеперечисленное, вне всяческого сомнения, превосходно. Но тут же возникает вопрос – какова же будет цена за смартфон, обладающий двойным модулем? Ведь элементов стало больше, соответственно процесс сборки усложнился. К тому же, программное обеспечение также необходимо улучшать, иначе не удастся адекватно и необходимым образом использовать второй из модулей. И это все влечет за собою, казалось бы, лишние расходы.

Но в действительности, нет существенной разницы в цене между аппаратами с одинарной и аппаратами с двойной камерой.

Нужна ли двойная камера в смартфоне?

Определив все достоинства и недостатки смартфонов с двойным модулем, запросто удастся сделать вывод о том, что в общем и целом двойная камера является скорее плюсом, нежели минусом. По сути, если это не влияет кардинально на стоимость, и влечет за собой лишь преимущества, то ничего в этом плохого и нет!

Одним из самых оправданных методов применения второго модуля является возможность улучшенного оптического зума. Привычным было то, что смартфон обладает неизменным углом обзора, и для крупного снимка какого-либо объекта необходимо было к нему подойти поближе, иначе качество бы резко снижалось. Благодаря телескопическому объективу ситуация изменилась. Достаточно одного нажатия, чтобы приблизить красивый объект, и – отличный снимок готов.

Максимально открытая диафрагма

Выходит, смартфон обрабатывает фотографию разными алгоритмами, и она получается не такой, как на самом деле?

Смиритесь, это уже давно реальность. Даже самые первые цифровые фотоаппараты умели автоматически устанавливать баланс белого - а ведь это уже обработка. Любая камера «подтягивает» резкость и контрастность и посильно убирает шум. И именно в алгоритмах лежит причина того, что смартфоны Sony снимают в большинстве ситуаций хуже конкурентов , хотя те же самые фотомодули (опять-таки Sony) стоят в доброй половине флагманских смартфонов.

Что именно сделала Leica для Huawei? Смартфон в самом деле будет снимать, как эти дорогущие камеры?

Это знают только Huawei и Leica. Leica как-то поучаствовала. Это не значит, что немцы конструировали объективы или матрицы, как не значит и о, что они создавали алгоритмы обработки снимков для P9. Явный след можно найти только в интерфейсе приложения камеры - там используются фирменные шрифты из камер Leica - и в двух режимах стилизации картинки: «Блеклая плёнка» и «Яркая плёнка». Всё остальное - просто «возможно». Возможно, всё это - целиком чисто маркетинговый шаг и торговля брендом.

Какой в Huawei P9 автофокус?

Три разных. Вблизи работает лазерная фокусировка - смартфон испускает лучи (спокойно, они невидимые и безопасные), ловит отражение от предметов и делает выводы об удалённости тех. Это не такая уж инновация, лазерный автофокус уже был, например, в аппаратах LG G4 и в Google Nexus 6P (его тоже делала Huawei).

Если лазер не срабатывает, смартфон прибегает к плюсам своего бинокулярного зрения, вычисляя расстояние до объектов в кадре. Наконец, есть запасной вариант - контрастный метод, самый медленный.

Что можно настроить в ручном режиме съёмки?

• режим замера экспозиции (оценочный, центрально-взвешенный и точечный)
• чувствительность (от ISO 50 до 3200)
• выдержку (от 1/4000 до 30 секунд)
• поправку экспозиции (от –4 до +4)
• режим автофокуса (ручной, AF-C, AF-S)
• баланс белого (автоматический, несколько предустановок, ручная установка цветовой температуры)

Что дает нам двойная камера в смартфоне и почему во многих современных смартфонах две камеры, не считая фронтальной? Наверняка этим вопросом задаются некоторые покупатели. Все больше новинок среди Android-смартфонов и не только оснастили двойными камерами. Для тех, кто еще не знает, мы постараемся объяснить, зачем это было сделано.

Во-первых, определимся с тем, что двойная камера – это камера с двумя сенсорами, что достаточно очевидно. Вы можете увидеть две камеры. На самом деле модуль один, но он является двойным.

О каких сенсорах идет речь? Один из них, как правило, совершенно обычный. Как и в любом другом смартфоне, это сенсор камеры, который предназначен для съемки цветного и максимально качественного изображения.

Второй сенсор служит для того, чтобы захватить те данные, для получения которых не предназначен первый. Два сенсора в двойной камере работают совершенно по-разному. Разные производители смартфонов вложили в двойные камеры. Разница заключается именно в работе второго сенсора.

Эффект 3D

Двойные камеры могут применяться для создания эффекта 3D-изображений. Благодаря второму сенсору можно лучше анализировать информации о дистанции объектов. Это позволяет сделать их практически трехмерными. Так, двойные камеры используют в Honor 6X и Mate 9 от .

Эффект Боке

Наверняка вам нравятся портретные фото с сильно размытым фоном. Речь о так называемом эффекте Боке. В случае со смартфоном такие фото возможно снимать именно благодаря информации со второго сенсора.

Дополненная реальность

Благодаря инфракрасному излучателю и второй камере с широкоугольной линзой, можно изучать отражение света. Это помогает принести в нашу жизнь дополненную реальность. Увидеть, как это работает, можно со смартфонами Lenovo Phab 2 Pro и Asus Zenfone AR.

Улучшение детализации

В смартфонах Huawei P9, Mate 9 и Honor 8 от компании Huawei нашли еще одно интересное применение двойной камере. Второй сенсор их камеры не захватывает информации о цвете. Он видит мир в черном и белом цветах. Но именно это позволяет ему сосредоточить внимание на деталях. Цвета получает первый сенсор, а второй служит для улучшения детализации снимка.

Съемка при слабом освещении

Еще одно преимущество двойных камер – они дают возможность получить более хороший снимок при плохом свете. Свет – самое важное в фотографии. Два сенсора захватывают больше деталей, а освещаются они потом.

Увеличение с минимальной потерей качества

Оптический зум реализован в некоторых смартфонах, но далеко не каждый пожелает их купить. В угоду компактности мобильные камеры, как правило, не оснащены оптическим увеличением. Однако когда один из сенсоров двойной камеры является широкоугольным, все меняется. iPhone 7 Plus и LG G5 используют двойные камеры для того, чтобы дать пользователям возможность увеличивать снимки без ощутимой потери качества. Пользуйтесь.

По материалам Androidpit

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.

В наш век технологии фотосъемки достигли небывалого развития, это касается и мобильных камер, традиционно имеющих ряд существенных ограничений. Понятное дело, что рост разрешающей способности не приведет к заметному улучшению качества, мы уже давно не ориентируемся только на пиксели. Поэтому появляются альтернативные виды съемки - например, двойная камера. Зачем двойная камера в смартфоне? Давайте разберемся.

Что умеет двойная камера

Какие преимущества дает мобильная камера? Маленький размер диафрагмы, маленькое фокусное расстояние и физически небольшая матрица не дают возможность смартфону делать снимки уровня более крупного фотооборудования. Для этого производители смартфонов используют различные ухищрения. В 2017 году популярным трендом стала двойная камера, и ею оснастили почти каждый флагманский смартфон, а также огромное количество более доступных моделей.

Каждая фирма использует вторую камеру как вспомогательную, однако все реализовывают это разными способами. Каждый из сенсоров может как улавливать изображение, так и выполнять специальные задачи - так, вторая камера может иметь увеличенное фокусное расстоянее или более широкий угол обзора. По той причине, что для улучшения качества изображения и угла обзора пришлось бы увеличивать размеры сенсора, специалисты придумали использовать линзы вспомогательного сенсора так, чтобы получить недостающие параметры. Радует то, что обе камеры можно использовать для снимка одновременно, как глаза - фотографии обрабатываются процессором и из двух снимков делается общее, более качественное изображение.
Раньше веяния моды были продиктованы популярностью домашнего 3D, потому что двойная камера создавала объемность изображения, рисуя пространство в псевдо-3Д. А теперь двухкамерная модель используется не столько для стереофотографии, но в большей степени для улучшения детальности и контрастности фотографий и видео. У такого режима есть ряд преимуществ, каждое из которых мы подробно разберем.

Особенности двойной камеры

Что интересно, двойные камеры это далеко не новшество - уже в 2011 были представлены первые смартфоны с двойными камерами, хотя тогда второй модуль c лужил исключительно для имитации дополненной реальности. Самый первый смартфон с двойной камерой придумала фирма HTC.
Сейчас есть много приложений для взаимодействия с камерой в режиме дополненной реальности, хотя теперь фокус больше идет на опциональную составляющую. Так, в смартфонах Huawei P9 и Huawei P10 вторая камера снимает в монохромном режиме, а основная обеспечивает цветность изображения, и на конечной фотографии получается идеальное соотношение цветности и качества . По сей день Samsung остается лидером мобильной фотографии, но долгое время фирма не представляла смартфонов с двойными камерами, позже с опозданием подхватив тренд. Samsung Galaxy S8 и S9 в Plus версиях стали первыми устройства с двойной камерой от корейцев.
Также существуют смартфоны с двойной передней камерой, преимущества которой используются для съемки селфи. Однако данная технология может применяться и для разблокировки смартфона по лицу владельца. Особняком тут стоит iPhoneX, где используется продвинутый сканер FaceID, который гораздо сложнее ИК модуля, так как задействует для опознания нейросетевой компонент. В технике Apple фотографической части традиционно уделяются огромное в нимание, к примеру в iPhone 8 Plus вторая камера используется для двукратного зума, который достигается оптическими методами без увеличения фокусного расстояния и программной обработки.

Заключение

Действительно, вторая камера дает слишком много преимуществ, чтобы отказываться от такого решения. Флагманы с двойными камерами сегодня есть у таких гигантов, как HTC, Huawei, LG, Apple, Asus, Lenovo и других. Следует ожидать, что в ближайшем будущем появятся флагманы с тремя-четырьмя, а то и большим количеством камер. Скорее всего, выглядеть такие смартфоны будут как страшные насекомые, но здесь справедлив принцип больше - лучше, и, может, в ближайшем будущем компании придумают способ, как замаскировать множество любопытных цифровых глаз.

Если Вы это читаете, значит Вам было интересно, поэтому пожалуйста подпишитесь на наш канал на , ну и за одно поставьте лайк (палец вверх) за труды. Спасибо!
Подписывайтесь на наш Телеграм @mxsmart .