Пастор секты свидетелей Xiaomi, любитель металла, футбола, рыбалки и путешествий.

Почему тройная камера в Huawei P20 Pro круче, чем вы себе представляете

Почему тройная камера в Huawei P20 Pro круче, чем вы себе представляете
© PCMag

В конце марта компания Huawei представила новый флагманский смартфон P20 Pro, ставший первым мобильным устройством с тройной основной камерой. Его фотографические возможности уже успели оценить разного рода эксперты (как DxOMark), обозреватели и те, кому посчастливилось подержать в руках первые экземпляры смартфона. Мы тоже сделали обзор этого смартфона, и выдающиеся возможности камеры он только подтвердил.

Девайс впечатляет детализацией снимков, снятых даже при посредственном освещении, выдает высококачественный 3-кратный оптический зум и 5-кратный гибридный, поражает ночными снимками. Все выглядит очень круто, а разрешение основной камеры в 40 Мп – рекорд среди современных смартфонов. Инженеры Huawei проделали над P20 Pro колоссальную работу, но на самом деле тройная камера этого смартфона еще круче, чем кажется на первый взгляд. И на это есть несколько причин, которые оказались скрыты «под капотом» устройства.

Огромная матрица с фильтром Quad Bayer

Huawei P20 Pro получил основной модуль камеры с внушительным разрешением 40 Мп. Но, как известно, сами по себе мегапиксели ничего не решают, важны физические размеры светочувствительного сенсора. Но с этим у Huawei P20 Pro тоже все в порядке, его матрица имеет диагональ 1/1,78". Это больше, чем у любого смартфона (за исключением пары давно устаревших устройств Nokia), и даже больше, чем у бюджетных фотоаппаратов.

Размеры матриц в сравнение с полным кадром. Камера P20 Pro - фиолетовый прямоугольник, Google Pixel XL - серый, бюджетные смартфоны - черный ©Link900

Большой сенсор способен улавливать больше света, делая снимки более детализированными и четкими. Но установкой крупной матрицы инженеры Huawei не ограничились, они использовали сенсор с системой фильтров Quad Bayer. Здесь стоит сделать небольшое отступление и вспомнить, как устроена матрица цифровой камеры, чтобы оценить достоинства этой системы фильтров.

Фотографическая матрица представляет собой массив светочувствительных транзисторов-пикселей, каждый из которых способен улавливать свет и регистрировать его уровень. Определять цвета он не умеет, поэтому итоговое изображение с такой матрицы будет состоять из монохромных точек различной яркости, формирующих картинку. Чтобы добавить цвет, пиксели матрицы оборудуют светофильтрами, пропускающими только красный, зеленый или синий цвет. Наиболее распространен в фототехнике фильтр Байера – светофильтр со схемой RGGB. При его использовании по 25% пикселей оснащены красными и синими светофильтрами, а 50% - зелеными. Это обусловлено тем, что наши глаза благоприятнее всего реагируют именно на зеленый.

Схема фильтра Байера © GKHPhoto.net

На выходе матрицы с фильтром Байера получается цветная картинка, итоговое разрешение которой равно ¼ от полного. Ведь фактически группа из 4 монохромных (красных, зеленых и синих) пикселей формирует 1 цветной. Чтобы повысить четкость, используются алгоритмы перенесения цвета с соседних пикселей. То есть, к каждому зеленому прибавляются значения соседних синего и красного, красному – синего и зеленого, а синему – красного и зеленого. В итоге получается картинка с полным разрешением матрицы, но четкостью меньшей от максимальной, так как часть поступающего сквозь объектив света погашается фильтрами.

Фильтр Quad Bayer устроен таким образом, что разноцветные пиксели в нем сгруппированы в четверки по вертикали и горизонтали. Схема их расположения может быть описана как RRGGRRGGGGBBGGBB. Четыре пикселя взаимодействуют как одно целое, регистрируя оптические волны только одного цвета, и меньше подвергаются влиянию соседних сенсоров, фиксирующих другие цвета. Кроме того, используя разную выдержку для соседних пикселей в парах, можно делать фото в режиме HDR с одного кадра, без наложения двух кадров, как это делает большинство смартфонов. Благодаря этому матрица с Quad Bayer снимает лучше, чем обычная.

Матрица Quad Bayer и HDR © Image Sensors World

К сожалению, у матриц с таким типом фильтров есть один недостаток: фактически 4 пикселя действуют как один, значит их базовое (без сложения значений соседних сенсоров) разрешение до 4 раз ниже, чем у обычного фильтра Байера. Но в Huawei не стали тянуть разрешение до 40 Мп, использовав деление его на 4. В итоге снимки имеют разрешение 10 Мп, чего вполне достаточно, но зато радуют высокой четкостью.

Приближающий модуль с большими пикселями

Второе преимущество Huawei P20 Pro, делающее его камеру более крутой, чем кажется, – приближающий объектив с увеличенными до 1,55 мкм размерами пикселя. Как известно, для большого зума нужно увеличивать фокусное расстояние объектива, а это приводит к увеличению габаритов модуля. Если бы зум х3 умела делать основная матрица – она бы торчала из корпуса сантиметра на полтора. Для того, чтобы избежать этого, разработчики уменьшают размеры самого сенсора, в итоге пропорционально уменьшается и объектив.

Объектив с большим зумом получится в разы толще самой камеры © Gumtree

Приближающая камера Huawei P20 Proявляется полной противоположностью таких матриц у iPhone X, Galaxy S9, Xiaomi Mix 2S и еще многих смартфонов. Если там разработчики, чтобы избежать сильного выпирания объектива, уменьшили матрицы, тем самым уменьшив до 1 мкм пиксели, в Huawei P20 Pro на это не пошли. Напротив, смартфон оснастили сенсором с увеличенными до 1,55 мкм пикселями, пусть и его разрешение пришлось ограничить 8 Мп.

Благодаря большим пикселям приближающая камера должна превосходить конкурентов (и она это делает) при съемке фото с зумом в условиях недостаточного освещения. Ведь в сумерках физические размеры пикселя становятся гораздо важнее, чем полное разрешение камеры. А рост пикселя с 1 до 1,55 мкм означает, что он улавливает не в 1,5, а в 2,4 раза больше света, так как пиксель является двухмерным объектом. Даже если учесть уменьшение разрешения в 1,5 раза – все равно, 2,4/1,5=1,6, то есть, приближающая камера Huawei P20 Pro регистрирует в 1,6 раз больше света, чем у Айфона.

Взаимодействие трех матриц и функции искусственного интеллекта

Три камеры – это хорошо, но гораздо важнее не само их наличие, а умение работать над единым результатом. Толку с двух камер в каком-нибудь ультрабюджетном китайце за $100, даже если они полноценны (вторая – не муляж), нет никакого, если они не умеют взаимодействовать. У Huawei P20 Pro этого недостатка нет, разработчики ПО потрудились на славу. Функции искусственного интеллекта и машинного обучения действительно работают, фотокамеры могут использоваться совместно для более высокого качества фото.

© theverge.com

Чего стоит один 5-кратный гибридный зум, фотографии с использованием которого не имеют выраженных размытий и артефактов. То же самое касается и задействования третьей, черно-белой камеры без фильтра Байера. Она отвечает за повышенную детализацию снимков, так как регистрирует общую интенсивность света, не отсеивая фильтрами его часть. Вечерние и ночные снимки с Huawei P20 Pro выглядят шикарно, раньше такие могли делать только фотоаппараты.

Без зума, зум 3x и 5x

Эта статья – вовсе не реклама Huawei и не признание фаната в любви к компании. Я однозначно не являюсь поклонником этого бренда и стараюсь объективно выискивать все недостатки в устройствах Huawei. Имеются такие и у P20 Pro. К примеру, явными минусами можно назвать отсутствие разъема 3,5 мм, слота для карты памяти, отсутствие версий с 64 и 256 ГБ памяти, экономию на беспроводной зарядке.

Однако, как бы там ни было, выпустив P20 Pro, компания Huawei показала, что достойна стоять в одном ряду с такими грандами как Samsung и Apple не только благодаря объемам продаж. Оставьте свои предрассудки в 2013 году, сегодня Huawei – это не «фи, китайщина какая-то», а состоявшийся лидер в области смартфоностроения. Создав смартфон с камерами, превосходящими в некоторых функциях девайсы признанных грандов, компания окончательно доказала свою значимость.

Один хлопок? Или же бурные овации? Хлопая больше или меньше, вы показываете, какой пост действительно чего-то стоит.
Александр Навагин Пастор секты свидетелей Xiaomi, любитель металла, футбола, рыбалки и путешествий.
Комментарии