Зачем сдвоенная камера. Двойная камера на смартфоне: зачем нужна и как работает

Всем привет. Рынок мобильных устройств развивается не медленнее платформ полноценных, с каждым годом предлагая все больше трендов и интересных нововведений. Одним из таких нововведения является установка 2 камер сзади, ставшая весомым аргументом во время выбора современного мобильного телефона. Поэтому сегодня мы разберемся, зачем в смартфоне двойная камера и в чем ее преимущество между одиночной.

Технология двойной камеры способна значительно улучшить качество снимков. Для этого в устройство устанавливается сразу две матрицы: основная и вспомогательная. Как правило, вторая предлагает меньшее качество, поэтому основную задачу выполняет только первая.

Для этого производители используют дорогостоящую матрицу, чтобы фиксировать изображение с наилучшими показателями цветопередачи. В том числе она отвечает за контрастность и ширину динамического диапазона.

В качестве вспомогательной камеры применяется более экономная матрица, дополняющая возможности первой несколькими интересными преимуществами. Ее задача – улучшение детализации изображения. Кроме этого она позволяет правильно определить дистанцию до объекта, улучшает качество зума, а также добавляет некоторые дополнительные функции.

Обе матрицы работают независимо, создавая тот же снимок с двух немного разных ракурсов. Обработка, склейка и наложение результатов производится уже процессором, уменьшая таким образом количество фоновых шумов.

Почему двойная камера лучше обычной – ее основные преимущества

Можно отметить сразу несколько весомых преимуществ в сравнении с классической моделью, а именно:

улучшение снимка при плохом освещении. Если первая матрица рассчитана на цветопередачу – вторая отвечает за светочувствительность;
как и говорилось ранее, присутствует более качественный зум, заметно превосходящий возможности обычной модели;
уровень резкости объектов также будет выше;
получаемый снимок будет обладать хорошей насыщенностью без потери детализации. Стандартная мобильная камера не может отвечать за оба направления, что и решает установка дополнительной. Второй сенсор – монохромный, то есть он создает только черно-белое изображение захватывая больше света. Другими словами, информация о цвете поступает с основной матрицы, данные о деталях и контурах – вспомогательной.

Какие функции могут предложить 2 камеры сзади?

Не обошлось и без дополнительных возможностей разной степени интересности. Среди них присутствует использование 3D-эффекта за счет комбинирования двух ракурсов. Для обычного пользователя данная технология не предложит ничего столь заманчивого, а вот вторая уже лучше.

Эффект размытия фона позволит делать красивые портретные фотографии без пост-обработки. Наконец, присутствует функция дополнительной реальности. Основная камера будет отвечать за отображение «реального мира», в то время как дополнительная займется правильным отображением виртуальных объектов.

Почему тренд так популярен?

Во многом мода на использование технологии появилась благодаря производителям. Она не является новой, но не использовалась в смартфонах по ряду технических ограничений. Некоторые крупные бренды начали применять ее в связи с конкуренцией, другие, менее дорогостоящие линейки, в том числе бюджетные лишь повторили идею создавая тренд. На данный момент потенциал задумки так до конца и не раскрыт, однако с новыми моделями смартфонов все может измениться.

Сдвоенная камера в бюджетных и дорогих смартфонах – соперники?

Нет, несмотря на использование той же технологии на идентичное качество рассчитывать не стоит по целому списку причин.

Среди них:

бюджетные образцы матриц, отстающие от дорогих моделей по качеству;
более слабый процессор, а ведь именно он отвечает за совмещение кадров;
программное обеспечение. Соединение снимков осуществляется системно, а не технически, поэтому данный пункт крайне важен.

Снимок, сделанный на элитный смартфон будет лучше того, что может предложить бюджетное устройство. Тем не менее фотографии такой модели превзойдут качество бюджетника классического.

Но это вовсе не значит, что на бюджетных моделях смартфонов камера оставляет желать лучшего. Фотоаппарат на таких телефонах как Honor, Xiaomi, Asus Zenfone за 15-20 тысяч рублей вполне себя оправдывает и снимки получаются довольно качественные.

Лучшие смартфоны с двойной камерой

Конечно, для многих важно, чтобы снимки на их телефонах получались офигенными. Например, если вы ведете инстаграм блог или часто путешествуете, то лучше для таких целей использовать самые лучшие модели телефонов с двойными камерами, которые могут выжать все по максимуму.

Конечно, тут выбор очевиден. Нужно брать исключительно флагманские модели смартфонов, например:

Iphone XS
Samsung Galaxy S9 plus
Huawei P20 Pro
Sony Xperia XZ2 Premium
LG G7 ThinQ
Honor 10
ASUS ZenFone 5Z
Nokia 8
Xiaomi Mi 8

Стоимость таких смартфонов варьируется от 25000 до 100000 рублей в зависимости от производителя и характеристик. Поэтому, даже флагманские аппарату с хорошей двойной камерой могут быть по карману простым гражданам.

Естественно, стоит учесть, что данные модели актуальны на момент написания статьи. Через год все будет горазо круче.

Так ли это необходимо?

Для тех, кто не понимает, зачем в телефоне 2 камеры сзади для среднестатистического человека и так ли ему он нужна разъясняю. Нет, двойная камера не является техническим прорывом. Впрочем, дополнительные возможности и преимущества придутся кстати тем, кто регулярно делает снимки на свой телефон.

Самый востребованный способ применения данной технологии – оптический зум. Разумеется, с профессиональным фотоаппаратом ему не потягаться, но на фоне возможностей обычного смартфона в этом плане прогресс будет ощутим. Резкость и четкость увеличивается, но если вы лишь изредка используете свое устройство для создания фотографий – для вас эти преимущества будут не так уж и важны.

Иными словами, рассматривать двойную камеру в смартфоне нужно как приятный бонус, а не главный аргумент во время покупки мобильного телефона. Я, например, до сих пор придерживаюсь мнения, что если ты хочешь делать реально крутые снимки, то нужно покупать именно фотоаппарат, который специально для этого создан, а не телефон с двумя камерами сзади. Пусть это даже будет последний айфон.

На этом у меня все. Надеюсь, что теперь вы имеете представление о сдвоенной камере в телефонах и будете учитывать данный параметр при покупке. Не забывайте подписываться на мой блог и группу в социальных сетях. Удачи вам. Пока-пока!

С уважением, Дмитрий Костин.

18.05.2018

Времена, когда люди радовались одной камере в телефоне, давно прошли. Современные смартфоны увешаны объективами, как азиатские туристы, в зависимости от производителя и стоимости в них можно обнаружить один-два фронтальных и столько же, а то и три, основных модуля. Что это - маркетинговая уловка или реально работающее средство? Разбираемся в подробностях.

История вопроса

Свою историю двойные камеры в смартфонах начали в 2011 году с появлением HTC Evo 3D и LG Optimus 3D. Правда, их реализация в корне отличалась от современных решений - два модуля использовались для создания 3D-снимков, которые можно просматривать без специальных очков. В реальности фотографии были похожи на советские двойные открытки с меняющейся под разным углом картинкой. Вполне ожидаемо гаджеты провалились в продаже - пользователям не понравился псевдо 3D-эффект. К слову, телевизоры с этой технологией также не прижились, сейчас они практически исчезли из продажи.

Однако компания HTC не забросила идею двухкамерных гаджетов и в 2014 году выпустила HTC One M8. Пожалуй, это был первый массовый аппарат с двумя модулями. Вспомогательный объектив использовался для сбора информации о глубине сцены - она необходима для возможности смены точки фокуса на кадре уже после того, как была сделана фотография. Можно сказать, что технологии, лежащие в основе One M8, были прародителями портретного режима в большинстве современных смартфонах.

Эксперименты в этом направлении продолжила компания Huawei, выпустив Honor 6 Plus в 2015 году. Флагманский аппарат получил две основные 8-мегапиксельные камеры. Второй модуль также использовался для размытия заднего фона, как и в HTC. Технология была еще сырая и алгоритмы часто промахивались - размывала волосы, руки и другие части тела.

2016 год стал переломным для сдвоенных модулей. Сначала Huawei выпустила ряд флагманов с двойной камерой (Huawei P9, Huawei P9 Plus, Honor 8, Honor V8), потом LG (G5), ну а закрепила успех технологии компания Apple со своим iPhone 7 Plus. Причём у этих трех компаний три абсолютно разные реализации использования вспомогательного модуля. Расскажем о них подробнее.

Черно-белый модуль

Как правило, черно-белый модуль в качестве второй камеры использует в своих флагманах компания Huawei. Хотя иногда этим пользуются и другие производители - например, ч/б-камерой могли похвастаться Nokia 8 и Essential Phone.

В своём первом поколении данная технология представляла собой связку из двух модулей - цветного, рассчитанного на обычную съёмку и монохромного. Автоматика мгновенно делает снимки с обеих камер и объединяет их, на выходе выдавая кадры с широким динамическим диапазоном и отличной цветопередачей. Кроме того, второй объектив помогает более точно измерять глубину резкости, что позволяет делать красивые портретные снимки с размытым фоном. Например, такая двухкамерность реализована в Honor 8 и Nokia 8 .

В 2017 году Huawei пошел дальше и реализовал более продвинутую камеру с 20-мегапиксельным монохромным модулем. Он также работал одновременно в связке с основным цветным модулем и позволял размывать задний фон. Вдобавок, монохромный модуль получил новую возможность - гибридный зум. Благодаря ему можно использовать двухкратное приближение без потери качества. Реализовано это благодаря хитрой работе умных алгоритмов в камере, который делает кроп с камеры на 20 Мп. Такие модули стоят в Huawei P20 , Honor 9 и Honor View 10 .

Телеобъектив

Компания Apple пошла по своему пути. Вместо черно-белого модуля она поставила в iPhone 7 Plus вспомогательный телеобъектив. Его фокусное расстояние сразу настроено на двухкратное оптическое приближение без потери качества. Когда необходимо, пользователь просто нажимает на кнопку зуммирования и камеры мгновенно переключаются.

Побочным эффектом данного подхода стал портретный режим. Он работает так: изображения с двух камер комбинируются в одно, и человек или предмет на переднем плане становится единственным фрагментом фотографии, на которой сосредоточен фокус. Хотя этот эффект и представляется несколько искусственным, он все равно реализован лучше программных решений этой задачи.

Модуль для размытия заднего фона

В большинстве смартфонов бюджетного и среднего сегмента с двойной камерой не ставят черно-белые модули, телеобъективы или широкоуголки. Это бы сделало их заметно дороже.

Как правило, в доступных гаджетах используется простой вспомогательный сенсор только лишь для красивого размытия заднего фона - да, по той самой технологии, которая использовалась еще в HTC One M8 2015 года. Однако сейчас алгоритмы стали умнее и большинство современных устройств делают весьма неплохие портретные снимки с минимальным количеством брака.

Из недорогих аппаратов двойной камерой оснащены Honor 9 Lite , Huawei Y9 2018 , Alcatel 3X .

Что дальше?

Будущее камер показала компания Huawei. В 2018 году она представила флагман P20 Pro с тройной камерой. В смартфоне установлен объектив с трёхратным оптическим зумом, основной цветной модуль и третий - монохромный. В итоге это даёт сразу пятикратный гибридный зум без потери качества.

Благодаря зуму и невероятной ночной съемкой, камеры Huawei P20 Pro был практически единогласно признан лучшим камерофоном 2018 года. Вероятно, другие производители также пойдут по пути китайского гиганта, добавляя еще один модуль для съемки.

В итоге

Двойная камера - это существенный плюс к качеству фотографий со смартфона, открывающий дополнительные возможности для творчества, будь то фото для социальных сетей или снимки для личного архива. Различные системы камер помогут выбрать устройство под собственные задачи.

Не нужно считать смартфоны с двойной камерой чем-то чересчур дорогим. На сегодняшний день цена таких устройств начинается от 9990 рублей, всё зависит от желаемых технических характеристик. При вдумчивом подходе к выбору каждый сможет найти гаджет по карману. Например, Alcatel 3X.

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.

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.