Από 0, 11 megapixel έως βοηθούς νευρωνικών δικτύων: πώς εξελίχθηκαν οι κάμερες στα smartphone

2024 Συγγραφέας: Malcolm Clapton | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 03:52

Μια σύντομη εκδρομή στην ιστορία της κινητής φωτογραφίας.

Η κάμερα σε ένα smartphone έχει γίνει αναπόσπαστο μέρος της ζωής μας: με τη βοήθειά της μπορείτε πάντα να απαθανατίσετε μια σημαντική στιγμή και να τη μοιραστείτε με άλλους. Ωστόσο, για να γίνει αυτό πραγματικό, χρειάστηκαν 20 χρόνια τεχνικής προόδου, αναδιανομής της αγοράς φωτογραφικού εξοπλισμού και πολλές καινοτομίες. Αποφασίσαμε να θυμηθούμε πώς η φορητή φωτογραφία εισέβαλε στην καθημερινότητά μας και ποιες εταιρείες την έκαναν απλή και προσιτή.

Τα πρώτα τηλέφωνα με κάμερα

Για πρώτη φορά η κάμερα εμφανίστηκε στο τηλέφωνο το 1999: η ιαπωνική εταιρεία Kyocera κυκλοφόρησε το μοντέλο VP-210, το οποίο επέτρεπε την πραγματοποίηση βιντεοκλήσεων. Η κάμερα βρισκόταν μπροστά και απαθανάτιζε το πρόσωπο του ιδιοκτήτη με ρυθμό 2 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Θα μπορούσε επίσης να βγάλει selfies ανάλυσης 0, 11 megapixel και να τις αποθηκεύσει στη μνήμη της συσκευής σε ποσότητα έως και 20 τεμαχίων.

Τα επόμενα χρόνια, οι κάμερες κινητής τηλεφωνίας αναπτύχθηκαν γρήγορα υπό την επίθεση του ανταγωνισμού και ήδη το 2004 επιτεύχθηκε το ορόσημο του 1 εκατομμυρίου pixel (1 megapixel). Και το 2005 η αγορά συγκλονίστηκε από δύο μοντέλα που μπορούν να ονομαστούν τα πρώτα τηλέφωνα με κάμερα: το Nokia N90 και το Sony Ericsson k750i. Φορούσαν κάμερες αυτόματης εστίασης 2 megapixel και απαθανάτισαν ευκρινείς εικόνες, όχι θολές αφαιρέσεις. Τότε ήταν που άρχισε να αλλάζει η στάση των χρηστών για τη φωτογραφία από κινητά: εμφανίστηκαν θεματικές ομάδες στο Flickr, οι άνθρωποι άρχισαν να ανταλλάσσουν φωτογραφίες που έλαβαν στα τηλέφωνά τους και να τις συζητούν.

Κάθε επόμενο έτος, ο αριθμός των ατόμων που τραβούν φωτογραφίες στο τηλέφωνο αυξάνεται εκθετικά. Η κυκλοφορία του iPhone το 2007 άλλαξε τη στάση απέναντι στις μονολειτουργικές συσκευές: τα smartphone άρχισαν να αντικαθιστούν τις συσκευές αναπαραγωγής MP3 και στη συνέχεια τις ερασιτεχνικές φωτογραφικές και βιντεοκάμερες.

Η αυγή του Instagram

Η αγορά της κάμερας κατέρρευσε το 2010 με την κυκλοφορία του Instagram. Οι χρήστες ήθελαν να αποκτήσουν μια ελκυστική εικόνα όσο το δυνατόν πιο εύκολα και γρήγορα και να τη δημοσιεύσουν στα κοινωνικά δίκτυα.

Ταυτόχρονα, η ποιότητα των καμερών κινητών έχει βελτιωθεί. Παρουσιάστηκε το 2011, το iPhone 4s έλαβε κάμερα 8 megapixel και φωτοευαίσθητα οπτικά με διάφραγμα f / 2, 4. Αυτά τα χαρακτηριστικά κάλυψαν τις περισσότερες ανάγκες: πατήστε ένα κουμπί, λάβετε ένα φωτεινό πλαίσιο και ανεβάστε το στο Instagram.

Με την πάροδο του χρόνου, η επεξεργασία των εικόνων στα smartphone έχει γίνει πιο επιθετική: η αντίθεση, ο κορεσμός και η ευκρίνεια του περιγράμματος σε προτεραιότητα και η φυσικότητα της εικόνας ξεθωριάζει στο παρασκήνιο. Αλλά έχουν γίνει επίσης προσπάθειες να φέρει επαγγελματική τεχνολογία στις κάμερες κινητών. Έτσι, η Nokia το 2012 έφτιαξε το τηλέφωνο με κάμερα 808 PureView.

Το μοντέλο διακρίθηκε από χαρακτηριστικά που ήταν εκπληκτικά για την εποχή του. Η ανάλυση της κάμερας ήταν 41 megapixel και το φυσικό μέγεθος του αισθητήρα ήταν 1/1, 2 ″. Εξοπλίστηκε επίσης με μηχανικό κλείστρο, ενσωματωμένο φίλτρο ND ‑, φακό Carl Zeiss με διάφραγμα f / 2, 4 και φλας xenon.

Δυστυχώς, άλλοι κατασκευαστές δεν βιάστηκαν να ακολουθήσουν το παράδειγμα της Nokia, βασιζόμενοι σε φίλτρα και άλλα διακοσμητικά στοιχεία.

Περισσότερες κάμερες, καλές και διαφορετικές

Κάποια στιγμή, οι εταιρείες αποφάσισαν να αυξήσουν τον αριθμό των καμερών στα smartphone. Το 2011, κυκλοφόρησαν τα HTC Evo 3D και LG Optimus 3D, τα οποία χρησιμοποιούσαν δύο φακούς για τη δημιουργία στερεοσκοπικών φωτογραφιών. Ωστόσο, η τεχνολογία αποδείχθηκε ότι ήταν αζήτητη και οι κατασκευαστές ξέχασαν τέτοια πειράματα για αρκετά χρόνια.

Την άνοιξη του 2014, η αγορά είδε το HTC One M8. Το smartphone έλαβε μια βοηθητική μονάδα για τη μέτρηση του βάθους και το διαχωρισμό του αντικειμένου από το φόντο. Έτσι, η εταιρεία εφάρμοσε τη λειτουργία πορτρέτου δύο χρόνια νωρίτερα από την Apple.

Μια πραγματική έκρηξη συνέβη το 2016, όταν οι μεγαλύτεροι κατασκευαστές παρουσίασαν τις λύσεις τους. Ταυτόχρονα, δεν υπήρχε ενιαία άποψη για το γιατί ένα smartphone χρειάζεται δύο κάμερες. Για παράδειγμα, η Huawei προώθησε τη μονόχρωμη φωτογραφία με το P9, το οποίο ανέπτυξε από κοινού με τη Leica. Το LG G5 βασίστηκε στο shirik και η Apple παρουσίασε έναν τηλεφακό για πορτρέτα και οπτικό ζουμ στο iPhone 7 Plus.

Όπως αποδείχθηκε, δύο κάμερες δεν είναι το όριο. Τώρα σχεδόν όλα τα smartphone της αγοράς είναι εξοπλισμένα με τρεις φακούς με διαφορετικές εστιακές αποστάσεις, καθώς και κάμερες για macro φωτογραφία και μέτρηση βάθους.

Αύξηση χαρακτηριστικών

Η ποιότητα των κινητών καμερών περιοριζόταν πάντα από φυσικούς περιορισμούς: το μικρό πάχος της θήκης δεν επέτρεπε τον εξοπλισμό smartphone με οπτικά υψηλής ποιότητας και μεγάλους αισθητήρες. Ωστόσο, οι χρήστες απαιτούσαν βελτιώσεις, οι εταιρείες προσπαθούσαν να ικανοποιήσουν τις ανάγκες τους.

Έτσι καταλήξαμε με κάμερες να προεξέχουν λίγα χιλιοστά από το σώμα. Οι φυσικές διαστάσεις των αισθητήρων έχουν επίσης αυξηθεί: αν πριν από πέντε χρόνια κυμαίνονταν στο 1/3 ″, τώρα εμφανίστηκαν στην αγορά τα Samsung Galaxy S20 Ultra και Huawei P40 με αισθητήρες 1/1, 3 ″. Οι αισθητήρες εικόνας έχουν μεγεθυνθεί σχεδόν εννέα φορές, γεγονός που έχει βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα των φωτογραφιών.

Η μεγάλη περιοχή των αισθητήρων επέτρεψε την αύξηση της ανάλυσης. Οι κάμερες κινητών 48MP και 64MP έχουν γίνει ο κανόνας, ενώ η Samsung και η Xiaomi έχουν ήδη φτάσει στο ορόσημο των 108MP. Ωστόσο, οι φωτογραφίες με τέτοια ανάλυση ζυγίζουν πάρα πολύ, οπότε οι μηχανικοί έκαναν ένα κόλπο: συνδυάζονται πληροφορίες από γειτονικά pixel. Αυτό μειώνει την ανάλυση, αλλά σε αντάλλαγμα έχουμε λιγότερο θόρυβο και μεγαλύτερο δυναμικό εύρος.

Τι έπεται

Όλες αυτές οι καινοτομίες έχουν κάνει τα smartphone ιδανική αντικατάσταση των ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών point-and-shoot. Ωστόσο, έχουν ακόμα περιθώριο να αναπτυχθούν. Και ακόμα κι αν τα φυσικά χαρακτηριστικά χτυπήσουν το ταβάνι, το λογισμικό θα έρχεται πάντα στη διάσωση.

Τώρα η υπολογιστική φωτογραφία κερδίζει δυναμική: η κάμερα λαμβάνει μια σειρά εικόνων και τα νευρωνικά δίκτυα που βασίζονται σε αυτές συλλέγουν το τέλειο καρέ, καταστέλλοντας το θόρυβο, εξισώνοντας τη φωτεινότητα και διορθώνοντας το χρώμα. Η μέθοδος χρησιμοποιείται στο Google Pixel 4, το iPhone 11, το Huawei P40 και πολλά άλλα smartphone. Η επεξεργασία πραγματοποιείται αυτόματα και ανεπαίσθητα για τον χρήστη - βλέπει μόνο το αποτέλεσμα.

Καθώς η απόδοση αυξάνεται, οι δυνατότητες των καμερών διευρύνονται. Μπορούν ήδη να εγγράψουν βίντεο και να πραγματοποιήσουν επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο: θαμπώσουν το φόντο ή θα το κάνουν ασπρόμαυρο, αφήνοντας έγχρωμα αντικείμενα. Η κατεύθυνση της επαυξημένης πραγματικότητας αναπτύσσεται επίσης: η Apple έχει ήδη εξοπλίσει το iPad Pro με έναν αισθητήρα LiDAR για εργασία με εφαρμογές AR και σύντομα η τεχνολογία θα εμφανιστεί και στο iPhone.

Οι φορητές κάμερες γίνονται ένα σύμπλεγμα υλικού-λογισμικού, τις δυνατότητες του οποίου δεν κατανοούμε πλήρως. Γι' αυτό είναι πιο ενδιαφέρον να παρακολουθείτε τις τελευταίες εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα και να τις δοκιμάσετε μόνοι σας.