במאבק המתמיד לספק לצרכנים את מצלמת הסמארטפון הטובה ביותר, תחום אחד שאפל טרם חידשה הוא זום אופטי, שיכול להשתמש במה שנקרא "עדשת פריסקופ". אנו מסבירים מה הטכנולוגיה עושה, וכיצד היא עשויה להגדיל את טווח הזום במכשיראייפוןומוצרים אחרים עם יכולות הדמיה.
לאורך השנים, יצרני הסמארטפונים עמלו רבות על מנת להעניק לצרכנים את חווית המשתמש האופטימלית, וחלק מכך הוא בתחום הצילום. שיפורים בחיישני המצלמה הובילו להגדלת גדלי הרזולוציה של תצלומים, יחד עם שיפורי ביצועים בתאורה נמוכה וייצוב תמונה אופטי.
גם מלחמת מצלמות הסמארטפונים התמקדה מאודצילום חישובי, שבו אלגוריתמים מובנה ופוטנציאל שימוש בחיישני מצלמה מרובים יכולים לייצר תמונה הרבה יותר מפורטת או טובה יותר ממה שמצלמה בודדת יכולה בעצמה.
עם זאת, מרכיב אחד בצילום הוא בעיה שיצרני סמארטפונים עובדים קשה כדי לכבוש - שיפור עד כמה המשתמש יכול לבצע זום אופטי.
מקום, או היעדרו
הבעיה המרכזית איתה נאלצים להתמודד יצרני סמארטפונים היא שאפשרות לעדשת מצלמה לבצע זום אופטי דורשת שילוב של אלמנטים של עדשה וחלל. כדי שעדשת מצלמה תספק טווח של רמות זום, המכונה בדרך כלל אורכי מוקד, אותם אלמנטים של העדשה צריכים גם לזוז, ועלולים לתפוס אפילו יותר מקום.
הבעיה כאן היא שלסמארטפונים אין בדרך כלל כל כך הרבה נפח פנימי מלכתחילה.
הסמארטפון הממוצע שלך הוא רק כשליש אינץ' בעובי, או במיוחד עבוראייפון 12 פרוטווח, 7.4 מ"מ (0.29 אינץ'). זה לא הרבה מקום לשחק איתו בתור התחלה, אבל את החלל הזה יש לחלוק עם רכיבים אחרים.
אפילו אם לוקחים בחשבון את חבטת המצלמה הנוספת, פשוט אין מספיק מקום לסידורי עדשות טלפוטו משוכללים במארז הדק של אייפון
זכוכית, מעטפת, מכלול התצוגה וכל מספר רכיבים אחרים יתפסו חלק מהעובי הזה, וישאירו רק מספיק להוספת חיישן מצלמה דק. אפל אמנם ממקסמת את כמות החלל על ידי הוספת עובי נוסף בצורה של גבשושית במצלמה, אבל זה לא קונה הרבה מקום לחיישן.
למכלול העדשות על גבי החיישן פשוט אין מקום לרכיבים נעים, או להשתמש בסידור אלמנטים מתקדם של העדשה כדי לספק רמות זום רחוקות, ולכן נעשה שימוש במכלול עדשה קבוע. לפעמים תנועה אפשרית, כמו מיקוד או ייצוב תמונה אופטי, אבל זה לא מספיק מקום כדי לשפר זום אופטי.
כדי לעקוף את הצורך לספק פונקציית זום, יצרני סמארטפונים משתמשים במספר חיישני מצלמות מאחור, מצוידים במכלולי עדשות שונים לכיסוי תמונות טלפוטו, רחבות ורחבות במיוחד. על ידי החלפת החיישן בשימוש, ובתמורה באילו עדשות נעשה שימוש בחיישן זה, הסמארטפון יכול לשנות את רמת הזום באותו זמן.
כדי לתת למשתמשים צורה כלשהי של זום מתכוונן, יצרני סמארטפונים מגדילים את הזום האופטי בזום דיגיטלי. זה בדרך כלל כרוך במניפולציה של התמונה שיצאה מהחיישן כדי לחתוך את הצילום, ואז לשנות את גודל התמונה כדי לעמוד ברזולוציה המצופה מהמשתמשים.
אמנם שימושי מספיק עבור יצרני סמארטפונים ומאפשר שימוש בטווח של אורכי מוקד, אבל זה לא פתרון מצוין. זום דיגיטליים יוצרים בדרך כלל תמונה גרועה יותר מזו שזום אופטי באותה רמה יכול לייצר אי פעם, פשוט משום שזו מניפולציה של נתונים כדי ליצור יותר פיקסלים.
טכניקות זום דיגיטליות מודרניות עדיין מאפשרות ליצרני סמארטפונים לשווק את המכשירים שלהם כיכולים לבצע זום בטווחים גבוהים בהרבה, וזה נהדר למטרות פרסום.
לדוגמה, האייפון 12 פרו מקסיש טווח אופטי של 2.5x פנימה עד 2x החוצה. הוסף את אלמנט הזום הדיגיטלי והוא מסוגל לזום פי 12.
עבור יצרני סמארטפונים, נותרה השאלה: איך להוסיף עוד מהזום האופטי האיכותי יותר הזה.
ניסיונות מוקדמים של שיפור זום
כמה סמארטפונים מוקדמים הצליחו לעקוף את הבעיה בכמה דרכים, ברמות שונות של הצלחה.
הNokia Lumia 1020הלך בדרך של פשוט להתחיל עם חיישן הדמיה מסיבי. חיישן ה-41.3 מגה-פיקסל שלו היווה יתרון עצום בהשקתו ב-2013, והעניק לו הרבה יותר מרחב פעולה בכל הנוגע להתקרבות לסצנה.
Nokia Lumia 1020 השתמש בחיישן ברזולוציה גבוהה שלו כדי לספק זומים באיכות גבוהה.
במקום להיות זום אופטי טהור, המצלמה ניצלה את הרזולוציה העצומה שלה כדי פשוט לחתוך את התמונה מהחיישן, כך שהתמונה הסופית תתאים לרמת הזום שהמשתמש רצה, במקום לשנות קנה מידה או אינטרפולציה של התמונה כדי לשנות את גודלה. .
התמונה שהתקבלה עדיין הייתה ברזולוציות שמישות ביותר, גם לאחר יישום חיתוך ניכר.
דרך מוקדמת נוספת לפתור את אותה בעיה הייתה לשאול את מנגנון הזום הקלאסי ממצלמות קומפקטיות. מכשירים כמו הסמסונג גלקסי S4 זום, שוב מ-2013, כללה מערכת מצלמות שבה העדשות יכלו לצאת בטלסקופ מגוף המצלמה, לשנות את המיקום של רכיבי העדשה ולאפשר זום אופטי מורחב.
בזמן שהמערכת עבדה, סיפקה זום אופטי של פי 10 על חיישן 16 מגה-פיקסל רגיל למדי, היא פתרה את בעיית המקום אך במחיר של אסתטיקה. הצרכנים רצו סמארטפונים דקים יותר, לא מה שיכול להיחשב למצלמות קומפקטיות עם יכולות סמארטפון.
ה-Samsung Galaxy S4 Zoom שאל את הזום הטלסקופי ממצלמות קומפקטיות.
יצירת מרחב בצורה זו עבדה, אבל לא בצורה ידידותית לצרכן. מה שהספקים היו צריכים זה לפתח דרך לנהל את החלל, אך מבלי לוותר על מראה המכשיר.
הזן עדשות פריסקופ
הידוע במונח "עדשות פריסקופ" או "עדשות מתקפלות", הרעיון הוא להגדיל את כמות החלל שעדשה יכולה ליצור בתוך שטח מוגבל, על ידי ניצול האופן שבו האור משתקף. זה דומה במקצת לעקרונות המשמשים לפריסקופ של צוללת, אבל אך ורק לשינוי נתיב האור של סמארטפון.
במקום פשוט להפנות חיישן מצלמה ישירות לחלק האחורי של הסמארטפון, הרעיון הוא שניתן למקם את החיישן על צידו בתוך החלל הקטן שנותר בעובי הסמארטפון. למרות שהספקים לא באמת יכולים לעשות הרבה לגבי העובי הכולל של סמארטפון, הוא יכול לנהל את הרכיבים הפנימיים שלו כדי לתת לחיישן מצלמה יותר מרחב פנימי לרוחב לשימוש.
עדשות ממוקמות מול חיישן המצלמה כרגיל, אבל אז משתמשים במראה או פריזמה כדי להפנות אור דרך צמצם בגב הסמארטפון. למעשה, המצלמה מצלמת תמונה מעבר לפינה, תוך שימוש בכוח ההשתקפות.
מערך מצלמה מקופל או פריסקופ מתקין את החיישן והעדשות הראשיות בצדם, ומחזיר אור באמצעות פריזמה או מראה. [תמונה דרך Huawei]
מכיוון שהמערכת יכולה ליצור רווח בין החיישן לאלמנט הרפלקטיבי, פירוש הדבר שיש יותר חופש להשתמש באלמנטים שונים של עדשה מאשר בדרך כלל במצלמה של סמארטפון. זה, בשילוב עם שטח המאפשר מגוון רחב יותר של מרחקים בין אלמנטים, פירושו שמעצבים יכולים ליצור מכלולים וסידורים אופטימליים יותר של עדשות.
מכיוון שיש מקום לשחק איתו בין רכיבי העדשה, ייתכן שאפילו יאפשר ליצרני רכיבים לכלול את היכולת להעביר את האלמנטים האלה. זה יכול לאפשר לעדשות לספק יותר שליטה על המקום שבו המצלמה מתמקדת ולאפשר רמות הגדלה גדולות עוד יותר.
תחשוב על זה כדומה לעדשת זום של DSLR או מצלמה ללא מראה. במקרים רבים, שינוי אורך המוקד יכול לשנות את אורך העדשה עצמה, ולהרחיב את קנה העדשה כדי להפריד בין האלמנטים השונים.
עדשת פריסקופ תהיה מסוגלת להישגים דומים במגבלות המקום הפנוי.
מסחור ראשוני
אפל בהחלט לא תהיה הראשונה להציע סמארטפון עם מצלמת פריסקופ, שכן כמה מהמתחרות שלה כבר שלחו דגמים באמצעות הטכנולוגיה.
Huawei הייתה בין הראשונים לשווק סמארטפון דגל שמשתמש במערכת מצלמות פריסקופ, כאשר ה-P30 Pro מצויד במה ששווק כעדשת SuperZoom. ההסדר סיפק את מה ש-Huawei ציינה בתור זום היברידי של פי 10, והתהדר באפשרות לצלם כמה תמונות בזום של פי 50.
מבט מפוצץ של Huawei P30 Pro, המראה את הכיוון השונה של עדשת הפריסקופ למצלמות קונבנציונליות.
עם זאת, יישום הרעיון של Huawei לא היה מושלם. בתור התחלה, בעוד שהוא כלל חיישן מצלמה רחבה של 40 מגה פיקסל וגרסת זווית רחבה במיוחד של 20 מגה פיקסל, החיישן ששימש במצלמה המתקפלת היה ברזולוציה של 8 מגה פיקסל בלבד.
בעוד שהחיישן הקטן יותר נהנה מזום אופטי, הוא עשה זאת בהגדלה של עד פי 5. כדי להגיע לזום ההיברידי של 10x, Huawei שילבה את תמונת מצלמת הפריסקופ 8MP עם תמונה חתוכה מחיישן 40MP, תוך מיזוג של השניים ליצירת תמונה מפורטת ביותר של 10x.
הזום של 50x הסתמך על טכניקות נוספות של זום דיגיטלי, כולל חיתוך והגדלת תמונה, הנתמכים על ידי שיפורים אלגוריתמיים.
היריבה העיקרית של אפל, סמסונג, נכנסה עם גרסה משלה ב-Galaxy S20 Ultraבפברואר 2020. שכונה "זום בחלל", מערכת עדשות הפריסקופ שולבה עם חיישן גבוה יותר של 48 מגה-פיקסל.
Samsung Galaxy S20 Ultra מיקם את מכלול העדשות המקופלות שלו בבסיס גבשושית המצלמה
הפעם, המערכת אפשרה זום אופטי פי 4, זום "אופטי היברידי ללא הפסדים" פי 10 שהשתמש בטכניקות כמו חיתוך חיישן וbinning של פיקסלים, ועוד טכניקות זום דיגיטלי טיפוסיות עבור פונקציית הזום של 100x.
שתי המהדורות הראו את הפוטנציאל של שימוש במערכת עדשות בסגנון פריסקופ, עם זום אופטי משופר בהרבה מהאפשרי בדרך כלל בסמארטפון מבלי להקריב את הסגנון הפיזי של המכשיר.
זום משופר לאייפון?
נכון לעכשיו, נראה שאפל לא תכלול שום סוג של זום פריסקופ בסבב הבא של השקות אייפון, אם כי אולי לא יהיה כל כך הרבה זמן לחכות.
דו"ח של אנליסטמינג-צ'י קואובנובמבר 2020העלה את הרעיון שאפל תוציא מערכת כזו באייפון 2022. עם זאת, במרץ 2021, Kuo תיקן את התחזית כדי להציג את הבכורה שלו ב-2023.
הרחק מהספקולציות של אנליסטים, דיווחים אחרים טענו שאפל שמה את היסודות להשגת מצלמת עדשת פריסקופ באייפון עתידי.
בנובמבר 2020, דווח כי אפל הייתה כזומחפש ספקשל "מצלמות מקופלות" לדגמי אייפון עתידיים. אמרו שזה חלק מסידור של מצלמה משולשת, שבו ישתמשו בטכנולוגיית הזום.
עד דצמבר 2020, דיווחים הצביעו על שותפת המצלמה הקיימת של אפלLG InnoTekפוטנציאל להקיש על סמסונג עבור מפעילים ועדשות ליצירת מודולי מצלמה מתקפלים. מודולים אלה יהיו מיועדים לשימוש בדגמי אייפון עתידיים.
תמונת בקשת פטנט של אפל עבור עדשת פריסקופ בעלת אלמנטים נעים עבור OIS ומיקוד אוטומטי.
מטבע הדברים, אפל הגישה מספר בקשות פטנט בתחום. אחד שעלה פנימהינואר 2021הציע שימוש במפעיל להזזת רכיבי עדשה בתוך מערכת מצלמה מקופלת, כזו שיכולה לספק ייצוב תמונה אופטי ויכולות מיקוד אוטומטי.
כמובן, ייתכן שהמחקר והפיתוח לא בהכרח יגיעו לאייפון, אם כי זה נראה יישום די ברור עבור המערכת. סביר שהטכנולוגיה תשמש בדרכים אחרות.
ה"אפל רכב"הפרוייקט של אפל לתכנון ובניית רכב בנהיגה עצמית משלה, עשוי להשתמש בעדשות פריסקופ כדי להניע את מערכות ההדמיה האוטומטיות לנהיגה שלה. היכולת לנהל את אופן הבנייה של מערכות המצלמה והעדשות עשויה לאפשר לאפל ליצור הדמיה מערכי חיישנים שניתן להסתיר בקלות רבה יותרבתוך המרכבשל הרכב.
כל הסימנים בהחלט מצביעים על כך שאפל תשתמש בעדשות פריסקופ בצורה כלשהי בעתיד. נותר רק לראות מתי אפל תלחץ על ההדק ותכלול את הרכיב, ועד כמה היא יכולה לדחוף את הטכנולוגיה.
עם ההתקדמות שלה בצילום חישובי לצד זום מוגבר, עדשות מצלמת פריסקופ יכולות לעזור לדחוף את הצילום באייפון לגבהים חדשים.
