Компания Nokia официально представила смартфон Nokia 9 — долгожданное продолжение легендарных камерофонов серии PureView (вспомним Nokia Lumia 1020 с камерой на 41 Мп или Nokia 808 с невероятным размером фото-матрицы 1/1,2″). Конечно же, мы не смогли пройти мимо такого события и решили подробно разобраться, чем компания в этот раз намерена удивить и порадовать фото-энтузиастов.
Давайте вкратце перечислим основные характеристики смартфона и перейдем непосредственно к самому главному — пента-камере PureView. Дизайн новинки довольно консервативен — ни вырезов, ни скошенных граней, ни безрамочного дисплея:
Характеристики смартфона выглядят следующим образом:
- Размеры: 155 x 75 x 8 мм (172 грамма)
- Экран: P-OLED 5.99″ с разрешением 1440 x 2880, соотношение сторон 18:9
- Процессор: Snapdragon 845, 8 ядер
- Память: 6/128 Гб (без поддержки карт памяти)
- Аккумулятор: 3,320 мАч + быстрая проводная и беспроводная зарядка
- Фронтальная камера: 20 Мп
- Основная камера: 5 камер по 12 Мп + ToF-сенсор
- Коммуникации: Bluetooth 5.0, NFC, GPS
- Датчики: Сканер отпечатка пальца под экраном
Как видим, перед нами типичный флагман 2018 года (по большей части из-за прошлогодней платформы Snapdragon 845, устаревшего дизайна и оптического сканера отпечатка пальцев). Но, по большому счету, все это не так важно, ведь покупать смартфон будут по другой причине. Так в чем же секрет камеры Nokia 9?
Принцип работы пента-камеры PureView
На смартфоне установлены 5 камер от Sony с разрешением 12 Мп и размером пикселя в 1.24 мкм. Каждая из камер оснащена линзами от Carl Zeiss с диафрагмой f/1.8 и фокусным расстоянием 28 мм. И здесь у внимательного читателя должен возникнуть закономерный вопрос — в чем смысл использовать идентичные камеры в таком количестве?
Действительно, если посмотреть на тот же Galaxy S10 Plus, то мы увидим сзади 3 камеры, каждая из которых обладает своими уникальными характеристиками. Одна камера — для портретов (с теле-объективом), вторая камера с привычным углом обзора, а третья — сверхширокоугольная. Но в Nokia все камеры имеют идентичные объективы и сенсоры.
Все дело в том, что Nokia выбрала путь развития под названием «вычислительная фотография», суть которой заключается не в использовании специальной оптики, а в цифровой обработке и сложных алгоритмах (конечно же, в сочетании с хорошей оптикой).
Из 5 камер только две имеют цветные RGB-сенсоры (отвечающие в том числе и за корректную цветопередачу снимка), остальные — монохромные (для лучшего контраста, динамического диапазона и детализации). Преимущество монохромных сенсоров заключается в их способности захватить в 3 раза больше света. Так как для получения цвета между сенсором и объективом размещают цветовые фильтры, «гасящие» световую волну (до матрицы доходит буквально треть того света, что захватил объектив).
Несмотря на то, что при запуске камеры вы видите всё через объектив только одной камеры, в момент самой съемки срабатывают все 5 камер одновременно (и сделать снимок лишь на одну из камер невозможно). В результате то, что вы видите на экране в момент съемки, очень сильно отличается от финальной фотографии. Ведь после съемки начинается сложный и очень ресурсоемкий процесс обработки информации со всех 5 камер (а это минимум 60 мегапикселей), чтобы получить 1 снимок.
Кстати, у предыдущего камерофона Nokia Lumia 1020 был один серьезный недостаток — скорость съемки. После каждого снимка нужно было ждать несколько секунд, пока смартфон обработает 40 мегапикселей информации. Избежать подобной проблемы в Nokia 9 удалось благодаря одной программно-аппаратной хитрости — смартфон не обрабатывает (не создает) финальную фотографию в реальном времени. Вместо этого снятый материал моментально помещается в специальный буфер (память) для дальнейшей обработки, позволяя мгновенно переходить к съемке следующего кадра.
Немножко скучной теории. Или как Nokia 9 способна выдавать 12 стопов динамического диапазона!?
Проблема с одной камерой на любом смартфоне заключается в ее низком динамическом диапазоне. Рассмотрим простой пример — фото Эйфелевой башни на фоне реки. Перепады яркости на таком снимке будут очень высокими. И если мы захотим передать на фото фактуру неба, тогда потеряем детализацию в тенях (все деревья и сама башня будут очень темными). В противном случае мы не увидим облаков, зато получим много других важных деталей:
Каким образом мы можем получать такие разные снимки? Ответ прост — достаточно контролировать количество света, попадающее на матрицу. Чем больше света — тем лучше детализация в тенях, чем меньше — тем лучше детализация светлых объектов. Так вот, увеличение или сокращение количества света в 2 раза называется в фотографии стопом (или ступеней).
Проблема лишь в том, что динамический диапазон любой камеры (смартфона или профессионального зеркального фотоаппарата) не безграничен. Говоря простым языком, динамический диапазон камеры говорит о том, какое количество полутонов она способна одновременно передать между самым светлым и самым темным участком фотографии. На примере выше прекрасно видно, насколько технически слабой является камера, сделавшая этот снимок. Измеряется динамический диапазон обычно в стопах (иногда используется термин ступени).
Чтобы окончательно разобраться с этим понятием, приведем еще простой пример. Если динамический диапазон камеры составляет 1 стоп и мы сделаем снимок, на котором самый яркий объект всего в два раза ярче самого темного объекта, тогда наша камера идеально справится с заданием и на фото не будет ни слишком темных участков (никакой потери деталей в тенях), ни слишком ярких (или «выгоревших») участков. Ведь, как мы чуть выше говорили, 1 стоп — это разница по яркости в 2 раза.
В Nokia 9 заявлен динамический диапазон до 12 стопов! Много это или мало? Давайте сравним. К примеру, динамический диапазон наших с вами глаз составляет примерно 20 стопов. При таком высочайшем показателе картинка выглядит просто шикарно — мы прекрасно видим все, что происходит за окном в яркий солнечный день, одновременно замечая любую деталь в комнате.
Динамический диапазон полупрофессиональной «зеркалки» Canon EOS 5D Mark III составляет 12.5 стопов, а Nikon D800 — 13.3 стопа!
Секрет Nokia 9 как раз и состоит в том, чтобы каждая камера занималась своим «участком» изображения. Одна прорабатывает детали в тенях (при этом полностью теряя информацию о светлых участках), другая камера фокусируется на самых ярких объектах. В результате получается снимок размером в 60 Мп, который затем обрабатывается специальным выделенным чипом и на выходе мы имеем фотографию с разрешением 12 Мп, но очень широким динамическим диапазоном.
Примеры снимков Nokia 9 PureView
В теории все звучит просто замечательно. А что на практике? К сожалению, новинка еще не поступила в продажу и протестировать ее самостоятельно мы пока не имеем возможности. Но испанский сайт Andro4All выложил в сеть первые примеры фото (нажмите, чтобы загрузить в полном размере):
Все эти фото были сняты в RAW-формате, а затем «проявлены» в приложении Lightroom. Как только смартфон будет доступен — мы обязательно сделаем подробный обзор его камеры.
6 сенсор Nokia 9 или что такое времяпролетная камера (ToF-камера)
Многих может волновать вопрос — как быть с портретными фото? Ведь здесь нет теле-объектива для качественного размытия фона. Неужели используется программная обработка (так называемый искусственный интеллект) со всеми ее недостатками? Не совсем!
Действительно, здесь нет ни теле-объектива, ни широкоугольной камеры. С другой стороны, вы наверняка успели заметить помимо 5 камер и вспышки, еще один непонятный элемент:
Это так называемая времяпролетная камера (Time Of Flight сенсор). Сама ToF-камера — это не инновационная разработка Nokia или Carl Zeiss. Подобные устройства уже более 10 лет используются для создания 3D-моделей с помощью простого снимка.
Работает все это следующим образом. Сенсор замеряет время пролета светового импульса, излучаемого устройством, до объекта и обратно к сенсору. Чем дальше находится объект — тем больше времени нужно для того, чтобы импульс света долетел до него, отразился и вернулся обратно. Учитывая скорость света (~300 тысяч километров в секунду), речь идет об очень и очень коротких отрезках времени.
На рынке существуют несколько типов ToF-камер со своими недостатками и преимуществами, но главное — такая камера может построить карту глубины снимаемой сцены в одно мгновение!
Nokia заявляет, что ее смартфон способен «разбить» сцену на 1200 слоев глубины! Эта цифра не идет ни в какое сравнение ни с одним современным флагманом на рынке. Таким образом, достигается невероятно реалистичная имитация размытия фона, получаемого зеркальным фотоаппаратом.
Более того, уже после съемки можно выбирать любой объект, который вы хотите видеть в фокусе. Такой функцией не может похвастаться ни один смартфон на текущий день. К примеру, на флагманах от Samsung или Apple можно лишь выбирать степени размытия фона, да и сама портретная съемка требует соблюдения определенных правил (расстояние от камеры до главного объекта и от объекта до фона). Nokia же в момент съемки создает полноценную 3D-модель сцены и смартфон прекрасно «понимает», где находится каждый из объектов.
P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на наш научно-популярный сайт о мобильных технологиях, чтобы не пропустить самое интересное!
