На прошлой неделе в сеть утекли схемы iPhone 15 Pro, которые показали просто гигантский блок камер. В очередной раз его делают больше.

По слухам, в iPhone 15 Pro Max наконец-то добавят перископную линзу, но зачем такой большой блок в модели с экраном 6,1 дюйма, где громоздкой линзы не будет?

И тут я кое-что понял. Мы ни разу не заметили слона посреди комнаты: 15 лет на все свои камеры Apple ставила одну и ту же оптику, просто увеличивая её в размере.

Назову одно число: в мире фотографии есть как минимум 18 видов объективов, 14 из которых экстремально популярны и использует каждый человек с камерой. А в iPhone ставили только один.

Ниже разберёмся, откуда такое разнообразие у фотографов, скудность у Apple и посмотрим на близкий к реальности сценарий следующих 15 лет развития камер в смартфонах. Потому что есть реальная возможность прорыва уже в этом году.

Начнём с простой вещи.

Объективы приближают, размывают, искривляют и даже рисуют

Посмотрим на объективы, которые фотографы часто используют.

Запомните две характеристики, которые делают их большими, дорогими, маленькими и дешёвыми.

▻ Фокусное расстояние пишется в ХХ мм и означает количество пространства, которое помещается в кадр. Если фотографировать с одного и того же места, 13 мм уместят хоть небоскрёб, а 77 мм захватят только лицо человека, стоящего в двух метрах от вас.

▻ Диафрагма (светосила) измеряется в ƒ/Х. Чем меньше Х (то есть чем больше раскрытие дифрагмы ƒ/Х, потому что дроби), тем ярче фотография и сильнее размытие заднего фона. ƒ/1.4 это суперразмытие, с ним можно хоть в сумерках получить яркое и чёткое фото, ƒ/20 почти не делает размытия, и даже днём с ним не всегда получится снять светло.

Эти показатели дадут всю информацию, которая поможет ориентироваться в разных видах линз ниже.

Объективы бывают следующими.

Фиксированный. Нельзя оптически (без потери качества) приближать кадр, стоя на одном месте. Фокусное расстояние у него всегда одно и то же, как и максимальное раскрытие диафрагмы.

Зум с вариативной диафрагмой. Можно оптически приближать кадр. Например, есть объективы 24-70 мм, их диапазон приближения трёхкратный. На любом миллиметре между ними весь свет попадёт на матрицу. Но, чем ближе фокусное расстояние к 70 мм, тем слабее открывается диафрагма. На 24 мм она будет, например ƒ/2.8, а на 70 мм уже ƒ/6.5. То есть максимальная яркость фотографии из-за приближения снижается. Компенсировать яркость приходится ISO и выдержкой.

Зум с фиксированной диафрагмой. Можно оптически приближать кадр, но максимальная светосила ƒ/Х остаётся неизменной. Эти камеры дороже и крупнее, потому что сохранить яркость во время зума сложно.

Далее делим линзы по их углу обзора (тому самому фокусному расстоянию).

Сверхширокоугольный. Фокусное расстояние от 8 мм до 24 мм, бывают как фиксированные, так и зум. Вмещают очень много в кадр, искажают линии. Делятся на рыбий глаз (fisheye) и с исправленной перспективой, чтобы линии, несмотря на широкий обзор, оставались ровными.

Широкоугольный. Фокусное расстояние от 24 мм до 36 мм. Это та основная камера, которой в iPhone и любом другом смартфоне удаляют максимум внимания. Чаще всего ей достаётся самая большая матрица, потому что это оптимальный баланс между длиной и шириной объектива. Бывает фиксированным и в составе зум линз.

Портретный. Фокусное расстояние от 36 до 65 мм. Говорят, именно в таком соотношении видим мир мы. Чаще всего используют для съёмки портретов, хотя и фильмы тоже снимают. Бывает как фиксированный (на 50 мм очень популярны), так и в составе зум-объективов.

Телефото длиннофокусный. Фокусное расстояние от 65 мм до 300 мм. Приближает объект съёмки до 12 раз.

Телефото сверхдлиннофокусный. Фокусное расстояние от 300 до 2000 мм. Приближает до 83 раз. Для получения чёткого изображения используются зеркала и конструкция, схожая с любительскими телескопами. Огромные, тяжёлые, в зависимости от модели тоже бывают фиксированные и зум.

Макро. Разновидность длиннофокусного объектива. Он, как увеличительное стекло, позволяет на близком расстоянии крупно фотографировать объект. Например, Sigma 105mm F2.8 Macro фокусируется на расстоянии 31 сантиметра, а в Sigma 50-100mm f/1.8 оно равно 95 см при 50 мм, а на 100 мм отходить нужно метра на два. Многие наши обзоры сняты на такой объектив. Как правило, фиксированные.

Софт. Объектив добавляет сияния фотографии, при это держит всё нужное в фокусе. Чаще всего фиксированные.

Анаморфный. Анаморфная линза сжимает как можно больше пространства в кадр, которое затем через камеру или отдельный софт «расширяют» обратно до нормальных пропорций. Такие линзы часто используют в дорогих голивудских фильмах, чтобы добавить художественности кадру. Всегда фиксированные.

Тилт-шифт. Означает то же, что и написано: Tilt – наклонять, Shift – сдвигать. Создаёт эффект миниатюры. Интересен тем, что, когда его наклоняют, на самом деле меняется размер области фокусировки, а когда сдвигают вверх-вниз и слева-направо, он меняет перспективу, делая параллельными линии на зданиях, которые снимают снизу. Всегда фиксированные.

Перископный телефото. С помощью зеркал объектив находится под углом по отношению к матрице. Нужен, когда длинный объектив с сильным увеличением не получится установить традиционным способом. Может быть и фиксированным, и зумом. В фотографии почти никем не используется за пределами смартфонов.

Из всего этого разнообразия Apple использует только одну конструкцию объектива, фиксированную. Но почему они по-разному снимают?

Все три камеры в iPhone 14 Pro одного типа с отклонением

Три угла съёмки, всё что между ними – с потерей качества

Из всего перечисленного выше Apple (и почти все остальные производители смартфонов) остановились только на фиксированных объективах с одним установленным углом обзора. Вся остальная магия новых функций связана с пикселями, мощным диапазоном фокуса и обрезанием кадра.

Это происходит по двум причинам: модули должны быть в десятки раз меньше профессиональных, чтобы уместиться в смартфон, а в конструкции используют не стеклянные линзы, а гибкие пластиковые.

В iPhone 14 Pro (обзор) и iPhone 14 Pro Max такие три камеры:

◍ Сверхугол 0,5х: аналог 13 мм, разрешение 12 МП, пиксель 1,4 µm, диафрагма ƒ/2.2 (ƒ/13.64)

Также делает макрофотографии, если оставить только середину кадра.

◍ Основная 1х: аналог 24 мм, разрешение 48 МП / 12 МП, пиксель 2,44μm / 1.22μm, диафрагма ƒ/1.78 (ƒ/6.23)

Также снимает с приближением в два раза, если оставить только середину кадра. Используются центральные 12 мегапикселей из всех 48-ми.

◍ Телефото 3х: аналог 77 мм, разрешение 12 МП, пиксель 1,0 µm, диафрагма ƒ/2.8 (ƒ/24.36).

Самая тёмная линза из всех, потому что должна быть как можно короче, чтобы уместиться в тонкий корпус iPhone.

📖🧐 Как читать характеристики?

Аналог ХХ мм означает пространство, которое помещается в кадр. С одной точки при 13 мм войдёт хоть небоскрёб, а при 77 мм разве что лицо человека. Слово «аналог» нужно, потому что сравнение идёт относительно объективов, созданных для стандартных профессиональных камер с матрицами класса 35 мм.

Разрешение ХХ МП показывает, сколько пикселей умещается на площади сенсора, который и «видит» окружающий мир. 12 МП это 12 миллионов пикселей, 48 МП это 48 миллионов пикселей. Основная камера iPhone 14 Pro умеет сливать четыре пикселя в один для лучшей светочувствительности.

Пиксель Х,Х µm говорит о его размере. Чем больше площадь пикселя, тем лучше он захватывает свет и тем меньше нужны алгоритмы для подавления шума. Тем более чётко и детализированно выглядит изображение. В основной 1х камере iPhone 14 Pro в режиме 12 МП пиксель размером 2,44μm в 4 раза больше, чем пиксель размером 1.22μm в режиме 48 МП.

Диафрагма ƒ/Х.Х показывает размер отверстия, через которое попадает свет. Чем меньше число после «ƒ/__», тем оно шире. Соответственно, тем ярче будет фото и более размытым будет то, что не в фокусе. Из-за разного размера матриц указанные Apple числа не имеют ничего друг с другом общего. Чтобы прямо их сравнить, каждый показатель нужно умножать на кроп-фактор, который у каждой матрицы свой. В скобках указана диафрагма с его учётом.

Хотя Apple добилась схожего динамического диапазона и цвета, который мы получаем с трёх камер, технически их качество сильно отличается из-за светосилы. Она указана в скобках и общая для всех.

Основная камера лучше всего размывает фон, потому что на языке стандартных профессиональных камер её диафрагма равна ƒ/6.23, а телефото хуже всего снимает в темноте и почти всё фотографирует без боке, потому что её светосила аналогична ƒ/24.63, а это сложнейший показатель для работы в мире обычных камер.

Сравнение яркости линзы и связанной с этим детализации

Начиная с iPhone 13 Pro, в «прошках» все задние камеры имеют автофокус. Это важный момент, поскольку на сверхширокоугольной камере он открыл доступ к макрофотографии и сделал из одного модуля камеры возможность снимать в двух разных режимах. Тут простая закономерность, связанная с балансом между размером объектива и матрицы: чем меньше фокусное расстояние, тем ближе будет точка фокуса к объективу.

Из двух камер две Apple сделала основную в iPhone 14 Pro. Благодаря матрице размером 48 МП центральные 12 МП выдают качеством хуже основной, но лучше, чем в телефото с приближением в 3 раза. Об этом я подробнее писал тут.

Забавный факт: Apple впервые увеличила площадь матрицы в сверхширокоугольной камере, и, похоже, взяла для этого сенсор из основной камеры iPhone 12 и iPhone 12 Pro. Отличный пример того, как сильно стиль и качество фотографии зависит от объектива и алгоритмов.

Каждый год на каплю ярче, на каплю больше

Физический простор для роста был огромный. Apple улучшала камеры каждый год, тенденцию легко заметить по мелким деталям, от которых зависит качество модуля. Из-за небольшого размера камер отличия были заметны вплоть до iPhone 12 Pro Max.

Посмотрите, как маленькими шажками росла основная (широкоугольная) матрица:

iPhone 5
8 МП, ƒ/2.4, 33 мм, сенсор 1/3.2″, 1.4µm*

iPhone 6
8 МП, ƒ/2.2, 29 мм, сенсор 1/3″, 1.5µm

iPhone 7
12 МП, ƒ/1.8, 28 мм, сенсор 1/3″, 1.22µm, OIS

iPhone X
12 MП, ƒ/1.8, 28 мм, сенсор 1/3″, 1.22µm, OIS

iPhone 11 Pro
12 MП, ƒ/1.8, 26 мм, сенсор 1/2.55, 1.4µm, OIS

iPhone 12 Pro
12 MП, ƒ/1.6, 26 мм, сенсор 1/2.55, 1.4µm, OIS

iPhone 13 Pro
12 MП, ƒ/1.5, 26 мм, сенсор 1/1.65, 1.9µm, сенсорная OIS

iPhone 14 Pro
48 MП, ƒ/1.78, 24 мм, сенсор 1/1.28, 2,44μm/1.22µm, сенсорная OIS

*для понимания: ƒ/2.4 темнее, чем ƒ/2.2; 33 мм умещает в кадр меньше, чем 29 мм; площадь сенсора 1/3.2 хуже, чем 1/3; пиксель 1.4µm меньше, чем 1,5μm.

Тут только два необычных момента.

В iPhone 7, iPhone 8 и iPhone X камера чисто технически стояла одна и та же камера, вся разница проявилась только в использовании нового метода Smart HDR.

Иногда размер пикселя становился меньше, потому что их стало на сенсоре больше, как это было при переходе с iPhone 5 на iPhone 5S, но в последний раз Apple компенсировала это увеличением сенсора на 67% и возможностью «сложить» четыре пикселя в один рекордного для iPhone размера 2,44μm.

Вся суть этих улучшений была в следующем. Увеличили площадь сенсора, изменили под него линзу, тем самым сделали весь модуль больше. Иногда вообще чуть меняли светосилу линзы, остальное «дотягивали» алгоритмами.

Учитывая, что Apple использует не самую большую матрицу в смартфонах, расти есть куда. В следующие годы Apple продолжит делать матрицу физически больше, увеличивать размер пикселя и разрабатывать линзу ярче.

То же относится к остальным камерам. Сверхширокоугольная в «прошках» меняла размер сенсора и яркость линзы под него (iPhone 12 Pro – iPhone 14 Pro), телефото за два года изменила приближение с двукратного (iPhone 11 Pro) до трёкратного (iPhone 13 Pro), а до этого только улучшала свою светосилу и немного размер сенсора (iPhone 7 Plus – iPhone 12 Pro).

Скорее всего, в iPhone 15 Pro сенсор основной камеры станет ещё больше, сверхширокоугольный после двух лет интенсивного улучшения не изменится, а телефото станет ярче – от этого длиннее, поэтому даже на маленьком iPhone 15 Pro блок станет крупнее и длиннее.

В iPhone 15 Pro Max должна появиться перископная телефото. И тут начинается самое интересное.

У Sony уже есть технология, которая сделает iPhone 15 Pro прорывом

Xperia 1 Mark IV

Учитывая, что Apple любит делать из одной камеры две (сверхуугол это ещё и макро, а основная умеет обрезать фото без сильной потери качества для двукратного приближения), я предполагаю, что Apple будет использовать технологию, которую уже применяет Sony.

С помощью неё телефото объектив может иметь первый зум-объектив в iPhone с переменным фокусным расстоянием, то есть, условно, будет приближать с трёх раз до пяти оптически без потери качества между промежуточными значениями.

В мобильных камерах это уже не фантастика, точно такой способ применили в Xperia 1 Mark IV, вышедший в 2022 году. Там стоит три камеры: на 16 мм, 24 мм и с покрытыми фокусного расстояния от 85 мм до 125 мм с сохранением всей чёткости.

Учитывая недавний пост Тима Кука о продуктивном визите в лаборатории Sony, такой шаг выглядит по меньшей мере логичным.

Жаль только, что подход касается только телефото. Потому что следующим шагом будет создать вещь гораздо сложнее.

В идеале все три камеры должны «двигаться»

Так работает новая мобильная телефото камера Sony

В начале я рассказал, что есть необычные анаморфные, тилт-шифт и софт‑линзы. Все они дают впечатляющую картинку, но больше относятся к художественным приёмам, поэтому будут использоваться не чаще, чем киноэффект.

Есть универсальный набор линз, способный спасти профессионального фотографа почти в любой ситуации.

Это три объектива с вариативным оптическим приближением: от 16 мм до 35 мм, от 24 до 70 мм и от 70 мм до 200 мм.

Сейчас Apple покрывает почти такой диапазон: 13 мм, 24 мм и 77 мм. Но между ними цифровое приближение, которое всегда хуже оптического и неизбежно ведёт к потере качества.

Чтобы не создавать по 10 трипофобных дыр на спинке каждая для отдельного вида приближения, оптический зум будет идеальным решением.

Сложность в двух местах. Линзы с оптическим приближением сами по себе в три раза длиннее фиксированных, а для сохранения их яркости на разных показателях они должны быть ещё длиннее, ведь в равномерности вся суть. Считаю, что как раз с этой задачей производителям модулей придётся разбираться.

Поэтому, вероятно, все три камеры должны стать перископными. «Бампер» от этого не уйдёт, потому что даже в диаметре линзы будут большими, но он имеет шанс остаться хотя бы тем же размером, что будет в следующем поколении.

Поэтому презентация iPhone 15 Pro осенью должна стать особенно интересной. Возможно, в этом году Apple установит тип камеры, который задаст тренд развития на следующие 15 лет.

• До ←

  Появились первые фото и макеты iPhone 15 с экраном 6,2 дюйма и Dynamic Island

• После →

  WhatsApp снова тестирует функцию редактирования сообщений