Nowy, genialny sposób na zoom optyczny w smartfonach

Najlepsze są te rozwiązania techniczne, o których mówimy, że są "genialne w swej prostocie". Tak właśnie można by określić pomysł firmy DynaOptics.

Autor: Tomasz Kulas / Chip.pl

Warto tu zacząć od stwierdzenia prostego faktu: zoomy optyczne i smartfony za bardzo się nie kochają. I nie ma się co dziwić, skoro tendencja na rynku nowoczesnych telefonów jest obecnie klarowna: każdy kolejny model powinien być cieńszy od poprzednika; przy okazji jeszcze dobrze by było, jakby miał większy ekran. Można sobie tylko wyobrazić, jak uradowane tą tendencją są zespoły projektantów, odpowiedzialne za opracowanie modułu aparatu fotograficznego zintegrowanego ze smartfonem. Przychodzi do nich ktoś z marketingu i rzuca tylko: słuchajcie, w modelu XYZ II ma być jeszcze lepszy aparat, żebyśmy mieli czym się pochwalić. Aha, i pamiętajcie jeszcze, że XYZ II będzie o 1,5 milimetra cieńszy od XYZ I. Powodzenia!

Efekty tego typu "współpracy" działów marketingu z dywizjami badawczo-rozwojowymi widać bardzo wyraźnie już dziś. Mnóstwo najnowszych modeli smartfonów ma wystające obiektywy. I wcale nie chodzi tu o modę czy urodę - po prostu nie zmieściły się już w obudowie! Wystarczy rzucić okiem chociażby na iPhone'a 6, do którego projektanci usiłowali upchnąć kolanem dość skomplikowany układ soczewek i matrycy. Nie dało się!

Przy tym jednak zarówno iPhone 6 jak i wiele innych współczesnych smartfonów z wystającymi obiektywami i tak nie ma zoomu optycznego. Gdyby miały, problem ze zmieszczeniem obiektywu w korpusie byłby wielokrotnie większy. Jak bardzo? Tę kwestię można złośliwie skomentować obrazkiem.

Prezentowany powyżej konwerter dokładany do wbudowanego aparatu pozwala na 8-krotne wydłużenie jego ogniskowej. A zoom 8x to przecież nic wyjątkowego, wystarczy pomyśleć chociażby o zoomie 20x albo 30x...

Nic dziwnego więc, że liczba telefonów i smartfonów z zoomem optycznym w całej historii tej branży jest szokująco mała.

Warto też zauważyć, że wszystkie te telefony i smartfony wyglądały… niecodziennie. Dziwnie, oryginalnie, wyjątkowo. Nie przypominały typowych telefonów komórkowych ze swojej epoki. Jakoś trzeba było ten zoom optyczny umieścić, schować, może choć zintegrować - i tak właśnie rodziły się telefoniczne dziwadełka. A nie każdy lubi używać dziwadełka jako telefonu.

-- CZYTAJ DALEJ -- Warto w tym miejscu wspomnieć o dwóch firmach, które w ostatnim czasie niezwykle pomysłowo podchodzą do kwestii romansu wody z ogniem, czyli cienkiego smartfona z aparatem dysponującym zoomem optycznym. Chodzi o Samsunga i Sony, przy czym każdy z tych wielkich producentów ma zupełnie odrębny, oryginalny pomysł na takie połączenie.

Prostszy przypadek stanowi rozwiązanie Samsunga, bo w tym przypadku kluczem jest zbitka słów ON/OFF. Gdy aparat w telefonie jest wyłączony, jego korpus wygląda prawie normalnie, zwłaszcza w przypadku najnowszego, udanego modelu Galaxy K Zoom. Jest dość cienki (20,2 mm grubości) i zwyczajnie "smartfonowaty", ale wszystko do momentu, w którym nie włączymy głównego aparatu. I nagle z tylnej ścianki zaczyna wysuwać się obiektyw. Wysuwa się. I wysuwa. I jeszcze kawałeczek. Dostajemy armatę przyklejoną na "plecach" telefonu i 10-krotny zoom optyczny.

K Zoom wygląda jednak najwyżej "prawie" jak zwykły telefon. I właśnie tym różni się od sposobu Samsunga rozwiązanie proponowane przez Sony.

W tym przypadku nie ma "prawie". Właściwie to nie ma nawet zoomu optycznego. Dlatego możemy używać jednego z wielu modeli telefonów (wcale niekoniecznie firmy Sony), które wyglądają jak zupełnie zwykłe, cienkie i płaskie telefony, a gdy nagle zatęsknimy za zoomem optycznym - wystarczy sięgnąć do kieszeni.

Zgadza się, Sony oszukuje. Nie ma zoomu optycznego w telefonie, jest za to w dołączanym aparacie z serii QX. Odróżnia się on od innych tylko tym, że nie ma wbudowanego ekranu. Dołączany, osobny aparat ma jednak tę wadę, że trzeba go stale nosić przy sobie. Nie ma aparatu w kieszeni - nie ma co dołączać i nie ma zoomu optycznego. Dodajmy jeszcze, że aparaty z serii QX wcale nie są szczególnie małe...

Rozwiązanie Sony można jednak mimo tego uznać za całkiem sensowne. Przynajmniej w przypadku modeli z serii QX z wbudowanym obiektywem. Szczególnie QX30 z 30-krotnym zoomem i QX10 z 10-krotnym zoomem optycznym. Ale warto też na marginesie wspomnieć, że Sony pokazało jeszcze jeden model - QX1, do którego z jednej strony należy podłączyć smartfona, a z drugiej duże, wymienne obiektywy. To już pomysł tak karkołomny, że wyobrażenie sobie kogoś, kto używa w praktyce tego rozwiązania, jest bardzo trudne.

Warto dodać, że pomysł Sony kopiują inni producenci, np. Oppo albo Vivitar. To dobrze o nim świadczy - kopiują, czyli uważają, że jest wartościowy.

Koniec końców znów mamy tu do czynienia z sytuacją typu Dr Jekyll i Mr Hyde. Albo mamy zwykłego smartfona, ale bez zoomu, albo potworną konstrukcję smartfona z doczepionym do niego "obcym" - i z zoomem. A co, jeżeli wymarzymy sobie zupełnie zwyczajnego smartfona i z zoomem optycznym? Podobno jest już na to sposób. A nawet dwa.

-- CZYTAJ DALEJ --. Zanim o nim - dwa zastrzeżenia. Po pierwsze, to nie on zainspirował ten artykuł. Po drugie, można mieć uzasadnione podejrzenie, że jest to pomysł skopiowany od Kodaka.

Można bowiem odnieść wrażenie, że pod wieloma względami mamy tu do czynienia z powtórką z historii. Około 10 lat temu podobny dylemat mieli producenci aparatów cyfrowych - jak stworzyć jak najcieńszy, kieszonkowy aparat, a równocześnie wyposażyć go w zoom optyczny. Podobne jest nawet to, że w tamtym okresie aparaty cyfrowe znajdowały się u szczytu swojej popularności - tak jak teraz smartfony. Dochodzi tylko dekada różnicy rozwoju technologicznego, więc obecnie producenci smartfonów, bazujący tak naprawdę na odkryciach swoich fotograficznych poprzedników, produkują układy optyczne jeszcze cieńsze i jeszcze mniejsze.

W tamtym czasie Kodak pokazał model EasyShare V610, w momencie premiery najcieńszy (23,2 mm) aparat świata z 10-krotnym zoomem optycznym. Tak naprawdę były to jednak dwa zoomy (i dwie matryce) o ogniskowych 38-114 mm oraz 130-380 mm. 38 mm to 10x mniej niż 380 mm, więc przy lekkiej dozie dobrej woli można Kodakowi ten 10-krotny zoom optyczny zaliczyć. Pomysł był w każdym razie ciekawy, naprawdę innowacyjny.

Podobne, choć nie identyczne rozwiązanie promuje obecnie izraelski Corephotonics. Tu także chodzi o wykorzystanie dwóch obiektywów, jednego dysponującego szerszym kątem widzenia i drugiego, bardziej zbliżonego do teleobiektywu. W tym miejscu powraca jednak kwestia ekstremalnie cienkich korpusów współczesnych smartfonów, w których po prostu nie ma miejsca na jakikolwiek zoom, nawet krótki. Dlatego Corephotonics proponuje wykorzystanie dwóch obiektywów... stałoogniskowych.

Jak to działa? Oba obiektywy przenoszą obraz na identyczne matryce, które następnie przekazują podwójną dawkę informacji do procesora (Corephotonics mocno współpracuje pod tym względem z Qualcommem).

Najłatwiej wytłumaczyć to na przykładzie. Powiedzmy, że pierwszy obiektyw ma ogniskową X, a drugi - 10X. Do tego obie matryce mają rozdzielczość 10 mln pikseli. Dzięki zastosowaniu specjalnych algorytmów rozwiązanie Corephotonicsa pozwala uzyskać dobrej jakości obraz przy powiększeniach 1x i 10x (to w końcu naturalne), ale także przy innych krotnościach zoomu. Jeśli chcemy akurat skorzystać z zoomu 5x, aparat robi zdjęcie przy 1x i przy 10x, a następnie oferuje nam zdjęcie "wykonane" właśnie przy zoomie 5x. Również o rozdzielczości 10 mln pikseli!

Co ciekawe, przedstawiciele tej firmy są bardzo pewni siebie i śmiało szafują słowem "jakość". Według nich takie łączone zdjęcie utworzone dla odpowiednika ogniskowej zawartej gdzieś pomiędzy szerokokątną ogniskową jednego obiektywu i teleogniskową drugiego obiektywu ma równie dobrą jakość jak normalne zdjęcie, wykonane obiektywem właśnie przy takiej ogniskowej. A nawet lepszą! Przed uwierzeniem w ich zapewnienia warto jednak poczekać na wyniki testów.

Warto jeszcze dodać, że dwuobiektywowo-dwumatrycowe rozwiązanie Corephotonics służyć może nie tylko do doskonałego imitowania zoomu optycznego. Podwójna dawka informacji przydaje się również podczas odszumiania, stabilizowania obrazu i ustawiania ostrości. Z pewnością warto będzie śledzić dalsze dokonania tej firmy.

Ale być może jest jeszcze inny, lepszy sposób na zoom optyczny w telefonach komórkowych...

-- CZYTAJ DALEJ --. Rozwiązanie tak proste, że pierwszą reakcją po jego poznaniu może być stwierdzenie: dlaczego nikt do tej pory na to nie wpadł?

W normalnym zoomie optycznym zmiana ogniskowej obiektywu odbywa się dzięki ruchowi soczewki lub grupy soczewek. W lepszych konstrukcjach nie powoduje to zmiany długości całego obiektywu, w tańszych, starszych albo nastawionych na małe rozmiary wraz ze zmianą ogniskowej wydłuża się lub skraca cały obiektyw. Niezależnie od zastosowanej technologii, najważniejsze jest, że soczewki muszą się przemieszczać. Musi być więc na to zapewnione miejsce. Obiektyw z zoomem jest przez to znacznie większy i... wraca problem omawiany na początku tego artykułu.

W zoomie optycznym firmy DynaOptics soczewki też się przemieszczają, ale... na boki. Dzięki temu po pierwsze długość obiektywu cały czas pozostaje taka sama, a po drugie tego typu konstrukcja nie wymaga miejsca przed i za soczewką (lub grupą soczewek) odpowiedzialną za zmianę ogniskowej. Taki obiektyw może być zatem znacznie krótszy od typowego zoomu.

W jaki sposób zachodzi w takim razie zmiana ogniskowej? Sekret polega na wykorzystaniu soczewek o nieregularnym, asymetrycznym kształcie. Sposób ich działania zmienia się wraz z wykonywanymi mikroskopijnymi przesunięciami na boki (DynaOptics mówi w tym miejscu o skali wręcz mikronowej). Te same promienie światła padające na taką przesuwaną soczewkę są więc za każdym razem z inną siłą rozpraszane lub skupiane - i stąd zmiana kąta widzenia takiego obiektywu i jego ogniskowej.

DynaOptics nie zdradza niestety na razie zbyt wielu szczegółów technicznych, ale to, co już wiadomo, wygląda całkiem obiecująco. Przede wszystkim mamy do czynienia z pojedynczym obiektywem, który nie zmienia swojej długości i który ma realne szanse na bardzo małe wymiary, pasujące idealnie do zwężających się korpusów smartfonów. Warto też dodać, że firma otrzymała już dofinansowanie w wysokości 2 milionów dolarów na dalsze badania i rozwój.

Najbardziej optymistycznie brzmią jednak deklaracje terminowe. Według przedstawicieli firmy już na początku 2015 roku zaczną oni rozsyłać próbki inżynieryjne do producentów smarfonów, natomiast wdrożenie normalnej produkcji pierwszych modułów fotograficznych z zoomem działającym na tej zasadzie planowane jest na koniec 2015 roku.

Ciekawe tylko, jak to rozwiązanie wpłynie na jakość obrazu. Tu niestety również poczekać musimy na wyniki testów.

Polecamy w wydaniu internetowym chip.pl: Skąd pobrać Windows 10?