Od 0, 11 milijonov slikovnih pik do pomočnikov nevronskih omrežij: kako so se kamere razvile v pametnih telefonih

2024 Avtor: Malcolm Clapton | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 04:10

Kratek izlet v zgodovino mobilne fotografije.

Kamera v pametnem telefonu je postala sestavni del našega življenja: z njeno pomočjo lahko vedno ujamete pomemben trenutek in ga delite z drugimi. Da pa je to postalo resnično, je bilo potrebnih 20 let tehničnega napredka, prerazporeditve trga fotografske opreme in številnih novosti. Odločili smo se, da se spomnimo, kako je mobilna fotografija vdrla v naš vsakdan in katera podjetja so jo naredila preprosto in dostopno.

Prvi telefoni s kamero

Prvič se je kamera v telefonu pojavila leta 1999: japonsko podjetje Kyocera je izdalo model VP-210, ki je omogočal video klice. Kamera je bila nameščena spredaj in je posnela lastnikov obraz s hitrostjo 2 sličica na sekundo. Prav tako je lahko posnela selfije z ločljivostjo 0,11 milijona slikovnih pik in jih shranila v pomnilnik naprave v količini do 20 kosov.

V naslednjih letih so se mobilne kamere hitro razvijale pod navalom konkurence in že leta 2004 je bil dosežen mejnik 1 milijon slikovnih pik (1 megapiksel). Leta 2005 sta trg šokirala dva modela, ki ju lahko imenujemo prva telefona s kamero: Nokia N90 in Sony Ericsson k750i. Imeli so kamere s samodejnim ostrenjem z 2 milijoni slikovnih pik in posneli ostre slike, ne zamegljenih abstrakcij. Takrat se je odnos uporabnikov do mobilne fotografije začel spreminjati: na Flickru so se pojavile tematske skupine, ljudje so si začeli izmenjevati slike, prejete na svojih telefonih, in razpravljati o njih.

Z vsakim naslednjim letom je število ljudi, ki fotografirajo s telefonom, eksponentno raslo. Izid iPhone-a leta 2007 je spremenil odnos do monofunkcionalnih naprav: pametni telefoni so začeli nadomeščati MP3-predvajalnike, nato pa amaterske foto in video kamere.

Zora Instagrama

Trg fotoaparatov je leta 2010 z uvedbo Instagrama strmoglavil. Uporabniki so želeli čim lažje in hitreje dobiti privlačno sliko in jo objaviti na družbenih omrežjih.

Hkrati se je izboljšala kakovost mobilnih kamer. IPhone 4s, ki je bil predstavljen leta 2011, je prejel kamero z 8 milijoni slikovnih pik in svetlobno občutljivo optiko z zaslonko f/2, 4. Te lastnosti so pokrivale večino potreb: pritisnite gumb, pridobite svetel okvir in ga naložite na Instagram.

Sčasoma je obdelava slik v pametnih telefonih postala bolj agresivna: prednostni so kontrast, nasičenost in ostrina konture, naravnost slike pa je zbledela v ozadje. Vendar pa so bili tudi poskusi, da bi profesionalno tehnologijo prinesli v mobilne kamere. Tako je Nokia leta 2012 izdelala telefon s kamero 808 PureView.

Model so odlikovale lastnosti, ki so bile za svoj čas fenomenalne. Ločljivost kamere je bila 41 milijonov slikovnih pik, fizična velikost senzorja pa 1/1, 2 ″. Opremljen je bil tudi z mehanskim zaklopom, vgrajenim ND-filtrom, objektivom Carl Zeiss z zaslonko f/2, 4 in ksenonsko bliskavico.

Drugim proizvajalcem se žal ni mudilo slediti Nokinemu zgledu, saj so se zanašali na filtre in druge okrasje.

Več kamer, dobrih in drugačnih

V nekem trenutku so se podjetja odločila povečati število kamer v pametnih telefonih. Leta 2011 sta bila izdana HTC Evo 3D in LG Optimus 3D, ki sta uporabljala po dva objektiva za ustvarjanje stereoskopskih fotografij. Vendar se je izkazalo, da tehnologija ni zahtevana in proizvajalci so na takšne poskuse pozabili več let.

Spomladi 2014 je trg zagledal HTC One M8. Pametni telefon je prejel pomožni modul za merjenje globine in ločevanje predmeta od ozadja. Tako je podjetje uvedlo portretni način dve leti prej kot Apple.

Pravi razcvet se je zgodil leta 2016, ko so največji proizvajalci predstavili svoje rešitve. Hkrati ni bilo enotnega pogleda, zakaj pametni telefon potrebuje dve kameri. Huawei je na primer promoviral enobarvno fotografijo s P9, ki ga je razvil skupaj z Leico. LG G5 se je zanašal na shirik, Apple pa je v iPhone 7 Plus predstavil telefoto objektiv za portrete in optični zoom.

Kot se je izkazalo, dve kameri nista meja. Zdaj so skoraj vsi pametni telefoni na trgu opremljeni s tremi objektivi z različnimi goriščnimi razdaljami, pa tudi s kamerami za makro fotografijo in merjenje globine.

Povečane lastnosti

Kakovost mobilnih kamer je bila vedno omejena s fizičnimi omejitvami: majhna debelina ohišja ni omogočala opremljanja pametnih telefonov s kakovostno optiko in velikimi senzorji. Vendar so uporabniki zahtevali izboljšave, podjetja so se trudila zadovoljiti njihove potrebe.

Tako smo končali s kamerami, ki so štrlele nekaj milimetrov iz telesa. Povečale so se tudi fizične dimenzije senzorjev: če so pred petimi leti nihale znotraj 1/3 ″, sta se zdaj na trgu pojavila Samsung Galaxy S20 Ultra in Huawei P40 s senzorji 1/1, 3 ″. Slikovni senzorji so povečani skoraj devetkrat, kar je bistveno izboljšalo kakovost fotografij.

Velika površina senzorjev je omogočila povečanje ločljivosti. Mobilne kamere z ločljivostjo 48 MP in 64 MP so postale običajna, Samsung in Xiaomi pa sta že dosegla mejnik 108 MP. Vendar pa fotografije s takšno ločljivostjo tehtajo preveč, zato so inženirji šli na trik: informacije iz sosednjih pikslov se združujejo. To zniža ločljivost, a v zameno dobimo manj šuma in širši dinamični razpon.

Kaj je naslednje

Vse te inovacije so pametne telefone naredile kot idealno zamenjavo za digitalne fotoaparate za usmerjanje in fotografiranje. Kljub temu imajo še vedno prostor za rast. In tudi če fizične lastnosti dosežejo strop, bo programska oprema vedno priskočila na pomoč.

Zdaj računalniška fotografija pridobiva na zagonu: kamera posname serijo slik in nevronske mreže, ki temeljijo na njih, zbirajo popoln okvir, zatirajo šum, izenačijo svetlost in popravijo barve. Metoda se uporablja v Google Pixel 4, iPhone 11, Huawei P40 in številnih drugih pametnih telefonih. Obdelava poteka samodejno in za uporabnika neopazno - vidi le rezultat.

Ko se zmogljivost povečuje, se zmogljivosti kamer širše. Že lahko snemajo video in izvajajo obdelavo v realnem času: zameglijo ozadje ali ga naredijo črno-belo, pri čemer pustijo predmete v barvah. Razvija se tudi smer razširjene resničnosti: Apple je iPad Pro že opremil s senzorjem LiDAR za delo z aplikacijami AR, kmalu pa se bo tehnologija pojavila tudi v iPhonu.

Mobilne kamere postajajo strojno-programski kompleks, katerega zmožnosti ne razumemo povsem. Zato je bolj zanimivo spremljati novosti na tem področju in jih sami preizkusiti.