Od 0, 11 megapiksela do neuronskih mreža-pomoćnika: kako su kamere evoluirale u pametnim telefonima

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 03:58

Kratki izlet u povijest mobilne fotografije.

Kamera u pametnom telefonu postala je sastavni dio našeg života: uz njenu pomoć uvijek možete uhvatiti važan trenutak i podijeliti ga s drugima. No, da bi se to ostvarilo, bilo je potrebno 20 godina tehničkog napretka, preraspodjele tržišta fotografske opreme i brojnih inovacija. Odlučili smo se prisjetiti kako je mobilna fotografija ušla u naš svakodnevni život i koje su je tvrtke učinile jednostavnom i dostupnom.

Prvi telefoni s kamerom

Prvi put se kamera pojavila u telefonu 1999. godine: japanska tvrtka Kyocera objavila je model VP-210 koji je omogućio video pozive. Kamera je bila smještena sprijeda i snimala je lice vlasnika brzinom od 2 sličice u sekundi. Mogla je snimiti i selfije rezolucije 0,11 megapiksela i pohraniti ih u memoriju uređaja u količini do 20 komada.

Sljedećih godina, mobilne kamere su se brzo razvijale pod naletom konkurencije, a već 2004. godine postignuta je prekretnica od milijun piksela (1 megapiksel). A 2005. godine tržište je šokiralo dva modela koja se mogu nazvati prvim telefonima s kamerom: Nokia N90 i Sony Ericsson k750i. Imali su kamere s autofokusom od 2 megapiksela i snimali oštre slike, a ne mutne apstrakcije. Tada se stav korisnika prema mobilnoj fotografiji počeo mijenjati: na Flickru su se pojavile tematske grupe, ljudi su počeli razmjenjivati slike primljene na svoje telefone i raspravljati o njima.

Sa svakom sljedećom godinom, broj ljudi koji slikaju telefonom eksponencijalno je rastao. Izdavanje iPhonea 2007. promijenilo je stav prema monofunkcionalnim uređajima: pametni telefoni počeli su zamjenjivati MP3 playere, a zatim i amaterske foto i video kamere.

Zora Instagrama

Tržište fotoaparata palo je 2010. lansiranjem Instagrama. Korisnici su željeli što lakše i brže dobiti atraktivnu sliku i objaviti je na društvenim mrežama.

Istovremeno se poboljšala kvaliteta mobilnih kamera. Predstavljen 2011. godine, iPhone 4s dobio je kameru od 8 megapiksela i optiku osjetljivu na svjetlo s otvorom blende od f / 2, 4. Ove karakteristike pokrivale su većinu potreba: pritisnite gumb, nabavite svijetli okvir i prenesite ga na Instagram.

S vremenom je obrada slika u pametnim telefonima postala agresivnija: kontrast, zasićenost i oštrina kontura u prioritetu, a prirodnost slike izblijedjela je u pozadini. Ali bilo je i pokušaja da se profesionalna tehnologija unese u mobilne kamere. Dakle, Nokia je 2012. godine napravila telefon s kamerom 808 PureView.

Model se odlikovao karakteristikama koje su bile fenomenalne za svoje vrijeme. Rezolucija kamere bila je 41 megapiksela, a fizička veličina senzora 1/1, 2 ″. Također je bio opremljen mehaničkim zatvaračem, ugrađenim ND-filterom, Carl Zeiss objektivom s f/2, 4 otvorom blende i ksenon bljeskalicom.

Nažalost, drugi proizvođači nisu žurili slijediti Nokijin primjer, oslanjajući se na filtere i druge ukrase.

Više kamera, dobrih i drugačijih

U nekom trenutku, tvrtke su odlučile povećati broj kamera u pametnim telefonima. Davne 2011. godine izašli su HTC Evo 3D i LG Optimus 3D koji su koristili po dva objektiva za stvaranje stereoskopskih fotografija. Međutim, pokazalo se da tehnologija nije zatražena i proizvođači su zaboravili na takve eksperimente nekoliko godina.

U proljeće 2014. na tržištu se pojavio HTC One M8. Smartfon je dobio pomoćni modul za mjerenje dubine i odvajanje objekta od pozadine. Stoga je tvrtka implementirala portretni način rada dvije godine ranije nego što je to učinio Apple.

Pravi procvat dogodio se 2016. godine, kada su najveći proizvođači predstavili svoja rješenja. Istodobno, nije bilo jedinstvenog pogleda zašto pametnom telefonu trebaju dvije kamere. Na primjer, Huawei je promovirao monokromnu fotografiju s P9, koji je razvio zajedno s Leicom. LG G5 se oslanjao na shirik, a Apple je u iPhone 7 Plus predstavio teleobjektiv za portrete i optički zum.

Kako se pokazalo, dvije kamere nisu granica. Sada su gotovo svi pametni telefoni na tržištu opremljeni s tri leće s različitim žarišnim duljinama, kao i kamerama za makro fotografiju i mjerenje dubine.

Sve veće karakteristike

Kvaliteta mobilnih kamera uvijek je bila ograničena fizičkim ograničenjima: mala debljina kućišta nije dopuštala opremanje pametnih telefona visokokvalitetnom optikom i velikim senzorima. Međutim, korisnici su tražili poboljšanja, tvrtke su se trudile zadovoljiti njihove potrebe.

Tako smo završili s kamerama koje vire nekoliko milimetara iz tijela. Fizičke dimenzije senzora također su porasle: ako su prije pet godina varirale unutar 1/3 ″, sada su se na tržištu pojavili Samsung Galaxy S20 Ultra i Huawei P40 sa senzorima od 1/1, 3 ″. Senzori slike su povećani gotovo devet puta, što je značajno poboljšalo kvalitetu fotografija.

Velika površina senzora omogućila je povećanje rezolucije. Mobilne kamere od 48 MP i 64 MP postale su norma, dok su Samsung i Xiaomi već dosegli prekretnicu od 108 MP. Međutim, fotografije s takvom razlučivosti previše teže pa su inženjeri krenuli na trik: informacije iz susjednih piksela se kombiniraju. To smanjuje rezoluciju, ali zauzvrat dobivamo manje šuma i širi dinamički raspon.

Što je sljedeće

Sve ove inovacije učinile su pametne telefone idealnom zamjenom za digitalne fotoaparate usmjeri i snimi. Ipak, još uvijek imaju prostora za rast. Čak i ako fizičke karakteristike dođu do stropa, softver će uvijek priskočiti u pomoć.

Sada računalna fotografija dobiva na zamahu: kamera snima niz slika, a neuronske mreže temeljene na njima prikupljaju savršeni okvir, potiskujući šum, izjednačujući svjetlinu i ispravljajući boju. Metoda se koristi u Google Pixel 4, iPhone 11, Huawei P40 i mnogim drugim pametnim telefonima. Obrada se odvija automatski i neprimjetno za korisnika - on vidi samo rezultat.

Kako se performanse povećavaju, mogućnosti kamera postaju šire. Oni već mogu snimati video i provoditi obradu u stvarnom vremenu: zamutiti pozadinu ili je učiniti crno-bijelom, ostavljajući objekte u boji. Razvija se i smjer proširene stvarnosti: Apple je iPad Pro već opremio LiDAR senzorom za rad s AR aplikacijama, a uskoro će se tehnologija pojaviti i u iPhoneu.

Mobilne kamere postaju hardversko-softverski kompleks čije mogućnosti ne razumijemo u potpunosti. Zato je zanimljivije pratiti najnovija zbivanja na ovom području i sami ih testirati.