За последние два-три года производители смартфонов значительно разнообразили гонку камер. Теперь они стараются не только увеличить количество модулей и мегапикселей, но и улучшить качество съёмки при слабом освещении, а также добавить другие полезные функции, например, оптический зум (масштабирование кадра). Больших успехов на этом поприще добились не только A-бренды, такие как Huawei, Apple, Samsung и Google, но и представители второго эшелона (OPPO, Vivo, Xiaomi). Однако, если разобраться, многие производители фактически вводят потребителей в заблуждение, рассказывая о каких-то невероятных возможностях масштабирования без адекватного объяснения технологии. Сомнительный маркетинг заключается в том, что представляет собой понятие «оптический зум» в смартфоне, которое граничит с понятиями «гибридный зум» и «цифровой зум».
Как работает технология масштабирования в смартфонах
Оптический зум в данном контексте позволяет приблизить кадр перед его захватом с помощью телеобъектива или так называемой камеры перископного типа. Они предлагают один уровень оптического увеличения (например, 2x или 5x) в отличие от камер DSLR, которые способны перемещать линзы внутри объектива, обеспечивая многоуровневый оптический зум. Из всех технологий масштабирования телеобъективы и «перископы» обеспечивают наилучшие результаты.
Цифровой зум — это то же самое, что кроп-сенсор, он создаёт иллюзию масштабирования, но происходит оно при помощи программного обеспечения уже после съёмки. Камеры смартфона часто используют цифровой зум для получения выходного размера файла, который эквивалентен разрешению 1x. Другими словами, картинка в буквальном смысле вырезается и растягивается до максимального количества мегапикселей, которое имеет сенсор камеры. В данном случае уровень детализации равен кадрированному изображению.
Для сравнения, цифровой зум на смартфоне — это всё равно, что смотреть на человека, стоящего в 100 метрах, через рулон туалетной бумаги. Оптический зум — когда вы смотрите на этого же человека, используя бинокль. Производители смартфонов научились преодолевать эту пропасть благодаря гибридному зуму. Это программный подход к масштабированию, который в своё время использовали компании Sony и Nokia в датчиках с разрешением 20 Мп. Его секрет заключается в программных алгоритмах передискретизации, обеспечивающих масштабирование лишь с незначительной потерей качества. Гибридный зум предполагает использование нескольких снимков и методов обработки изображения, таких как Super Resolution, для достижения лучших результатов на выходе, чем с помощью обычного цифрового зума. На определённом уровне масштабирования технология может составить достойную альтернативу телеобъективу или перископной камере.
Как мы получаем гибридное увеличение? Это мощная технология обработки изображений, также называемая суперразрешением, которая может использоваться для повышения детализации снимков. К примеру, если у вас есть 8-мегапиксельная камера с телеобъективом, вы можете получить увеличенный снимок разрешением 10 Мп. Этот метод компания Huawei применяла в своих смартфонах ещё в 2013 году. Сейчас такая задача возлагается на нейронные процессоры (NPU), которые входят в состав чипсетов.
Суперразрешение также используется астрономами для удаления шума и увеличения разрешения при наблюдении за планетами.
Суперразрешение — это субпиксельная локализация, которая определяет точность любого пикселя на изображении до субпиксельной точности. Этот метод применяется для обработки объёмного изображения с целью улучшения качества конечного результата и решения некоторых проблем (например, заполнения пустого пространства между пикселями). По сути, происходит комбинирование нескольких кадров изображения, полученных с камеры смартфона и, таким образом создаётся фото с высоким разрешением из нескольких изображений с более низким разрешением. Технология не безупречна. Кроме того, сами алгоритмы работают по-разному — одни лучше, другие хуже в зависимости от возможных причин. Поэтому на фотографиях с гибридным зумом могут наблюдаться артефакты, ореолы или цветовые расхождения.
Объединение передовых методов обработки изображения с результатами использования телеобъектива / «перископа» фактически позволяет выйти за пределы возможностей камеры. Таким образом, с помощью смартфона с 3-кратным оптическим зумом (например, Huawei P30) можно добиться 5-кратного гибридного масштабирования. Но самое главное заключается в том, что это увеличение, даже благодаря использованию зум-камеры, не является оптическим. Тем не менее это не мешает некоторым производителям выдавать гибридный зум за оптический.
Когда оптический зум не совсем оптический
Мы уже видели, как Xiaomi и OnePlus стирают грани между оптическим и гибридным масштабированием в продвижении своих смартфонов Mi Note 10 и OnePlus 7 Pro соответственно. Xiaomi изначально рекламировала 5-кратный оптический зум для основной камеры, хотя позже вынуждена была признать, что на самом деле в смартфоне используется 8-мегапиксельный модуль с 3,7-кратным зумом, который за счёт уменьшения разрешения изображения до 5 Мп обеспечивает 5-кратное гибридное увеличение.
В то же время OnePlus 7 Pro предлагает 3-кратное увеличение и разрешение 8 Мп при съёмке 13-мегапиксельной камерой с телеобъективом и 2,2-кратным оптическим зумом. Тем не менее компания осталась непреклонной в том, что это масштабирование достигается исключительно за счёт «телевика». Разумеется, подавляющее большинство пользователей разницу не заметят и вряд ли будут разбираться в этих нюансах. Теоретически ничто не мешает производителям урезать 40-мегапиксельную камеру до 5 Мп и рекламировать 5-кратный оптический зум.
Некоторые бренды взяли за правило использовать телеобъективы с высоким разрешением или камеры перископного типа и не стесняются «кропать» их, чтобы продемонстрировать более высокий коэффициент масштабирования.
Из недавних примеров — серия флагманских смартфонов Galaxy S20. Samsung заявляет о 3-кратном «гибридно-оптическом» зуме для 64-мегапиксельного датчика в Galaxy S20 и S20 Plus, а также 10-кратном «гибридно-оптическом» зуме для 48-мегапиксельного сенсора в Galaxy S20 Ultra. Мы уточнили этот момент у компании Samsung и узнали, что Galaxy S20 Ultra использует перископную камеру с 4-кратным оптическим увеличением. По поводу Galaxy S20 и S20 Plus вразумительного ответа так и не услышали, но, согласно ресурсу NotebookCheck, эти два устройства предлагают камеру с 1,06-кратным оптическим увеличением. Таким образом, камеры этих смартфонов просто урезаются за счёт сверхвысокого разрешения и используют программную обработку, чтобы получить 3-кратный и 10-кратный «гибридно-оптический» зум.
Цифровой зум на стероидах
Нет сомнений в том, что оптическое масштабирование в сочетании с передовыми методами обработки изображений позволяет камерам приближать картинку как никогда раньше. Вообще, чем выше коэффициент увеличения телеобъектива или перископной камеры, тем выше граница для гибридного зума. Этот показатель также зависит и от возможностей производителей в обработке изображений — у некоторых брендов гибридный зум может быть лучшего качества, чем у других. Но есть случаи, когда такие возможности увеличения в итоге оказываются заслугой исключительно цифрового зума.
Граница между гибридным и цифровым увеличением является ещё одним нюансом, которым пользуются производители смартфонов, чтобы ввести в заблуждение потребителей. Например, компания OPPO в рекламе смартфона Reno 2 хвасталась 20-кратным зумом, не уточняя какая именно технология используется в новинке. Позже оказалось, что это банальный цифровой зум, хотя у рядового пользователя уже закрепилась в голове информация о «невероятном 20-кратном увеличении».
Этим грешит и компания Vivo, которая рекламировала 60-кратный зум в смартфоне X30 Pro, а также Samsung, которая хвасталась возможностью 100-кратного (!) увеличения во флагманском смартфоне Galaxy S20 Ultra. Однако в действительности это заслуга программного обеспечения, то есть по факту — цифрового зума. Даже Huawei, которая популяризировала использование понятия «гибридного зума» и проделала огромную работу по разграничению оптического и гибридного масштабирования, специально не упоминает о цифровом зуме в описании своего смартфона P30 Pro на официальном сайте. Там просто говорится о 50-кратном увеличении без каких-либо подробностей. Возможно, некоторым будет понятно, что речь идёт о цифровом зуме, но опять же, обычному пользователю это ничего не говорит.
Пришло время прозрачного маркетинга
Производители смартфонов сделали огромный скачок в плане возможностей камер. В частности, масштабирование за очень короткий срок перешло от 2-кратного к 3-кратному и даже 5-кратному, а гибридный зум помог устройствам добиться впечатляющих результатов в связке с телеобъективами и камерами перископного типа. Но стремление к улучшению качества масштабирования требует от производителей и ответственного продвижения этих возможностей, будь то использование правильной терминологии или хотя бы сноски в рекламных материалах с подробным описанием технологий зумирования, которые используются в камерах. Продвинутые пользователи могут догадаться, что максимальное 50-кратное увеличение в Huawei P30 Pro и 100-кратное в Galaxy S20 Ultra достигается за счёт цифрового зума, но знает ли об этом рядовой потребитель?
Статья написана по материалам издания Android Authority.
