Двойная камера на смартфоне: зачем нужна и как работает? Двойная, тройная… Что дает смартфонам увеличение количества камер

Что дает нам двойная камера в смартфоне и почему во многих современных смартфонах две камеры, не считая фронтальной? Наверняка этим вопросом задаются некоторые покупатели. Все больше новинок среди Android-смартфонов и не только оснастили двойными камерами. Для тех, кто еще не знает, мы постараемся объяснить, зачем это было сделано.

Во-первых, определимся с тем, что двойная камера – это камера с двумя сенсорами, что достаточно очевидно. Вы можете увидеть две камеры. На самом деле модуль один, но он является двойным.

О каких сенсорах идет речь? Один из них, как правило, совершенно обычный. Как и в любом другом смартфоне, это сенсор камеры, который предназначен для съемки цветного и максимально качественного изображения.

Второй сенсор служит для того, чтобы захватить те данные, для получения которых не предназначен первый. Два сенсора в двойной камере работают совершенно по-разному. Разные производители смартфонов вложили в двойные камеры. Разница заключается именно в работе второго сенсора.

Эффект 3D

Двойные камеры могут применяться для создания эффекта 3D-изображений. Благодаря второму сенсору можно лучше анализировать информации о дистанции объектов. Это позволяет сделать их практически трехмерными. Так, двойные камеры используют в Honor 6X и Mate 9 от .

Эффект Боке

Наверняка вам нравятся портретные фото с сильно размытым фоном. Речь о так называемом эффекте Боке. В случае со смартфоном такие фото возможно снимать именно благодаря информации со второго сенсора.

Дополненная реальность

Благодаря инфракрасному излучателю и второй камере с широкоугольной линзой, можно изучать отражение света. Это помогает принести в нашу жизнь дополненную реальность. Увидеть, как это работает, можно со смартфонами Lenovo Phab 2 Pro и Asus Zenfone AR.

Улучшение детализации

В смартфонах Huawei P9, Mate 9 и Honor 8 от компании Huawei нашли еще одно интересное применение двойной камере. Второй сенсор их камеры не захватывает информации о цвете. Он видит мир в черном и белом цветах. Но именно это позволяет ему сосредоточить внимание на деталях. Цвета получает первый сенсор, а второй служит для улучшения детализации снимка.

Съемка при слабом освещении

Еще одно преимущество двойных камер – они дают возможность получить более хороший снимок при плохом свете. Свет – самое важное в фотографии. Два сенсора захватывают больше деталей, а освещаются они потом.

Увеличение с минимальной потерей качества

Оптический зум реализован в некоторых смартфонах, но далеко не каждый пожелает их купить. В угоду компактности мобильные камеры, как правило, не оснащены оптическим увеличением. Однако когда один из сенсоров двойной камеры является широкоугольным, все меняется. iPhone 7 Plus и LG G5 используют двойные камеры для того, чтобы дать пользователям возможность увеличивать снимки без ощутимой потери качества. Пользуйтесь.

По материалам Androidpit

В этом году особенно ярко виден тренд увеличения количества камер в смартфонах. Кроме фирменных Google Pixel, уже не осталось значимых брендов, в ассортименте которых присутствуют модели лишь с «обычной» одинарной камерой.

И если ранее двойные камеры получали только топовые смарты, то сегодня они уже вовсю встречаются в устройствах среднего и даже начального уровней.

Этот год еще и примечателен появлением смартфона Huawei P20 Pro, где на задней панели уже установили не две, а три камеры!

К трехкамерному Huawei мы еще вернемся, а пока поговорим о распространенных двойных съемочных модулях.

Что дает двойная камера?

За счет естественного параллакса двух камер, размещенных на некотором расстоянии, удается более качественно реализовать эффект цифрового размытия фона . Во многих современных смартфонах этот режим связывают со съемкой портретов.

Снимаемый объект остается резким, а задний план дополнительно размывается.

Выделение объекта размытием (Samsung Galaxy S9+)

Обычный снимок
Применение эффекта размытия

Полученное изображение начинает напоминать кадры с серьезных системных камер, где подобное размытие, которое еще называют боке, достигается естественным образом за счет особенностей связки матрицы-объектива.

До появления двойных камер такой эффект также присутствовал среди функций в некоторых смартфонах, но, как упоминалось выше, с двойными камерами размытие удается сделать более качественным, хотя оно, конечно, все равно получается не идеальным.

Дополнительная (вторая) камера также может иметь другой угол обзора .

Если ее угол обзора шире, чем у основной камеры, то в кадр войдет более широкая съемочная зона. Такой вариант реализации встречается в смартфонах не так часто. Как пример можно привести смартфоны LG (G5, G6, LG G7 ThinQ, V20, V30).

В LG G5 дополнительная камера имеет более широкий угол обзора

Выбор между основной и дополнительной камерой с расширенным углом обзора в смартфоне LG G5 se

Более распространенный вариант - когда дополнительная камера имеет более узкий угол обзора. В результате реализуется функция зумирования. Как правило, эквивалентное фокусное расстояние дополнительной камеры вдвое превышает эквивалентное фокусное расстояние основной, что дает зум 2X.

Это встречается в смартфонах Apple iPhone, Samsung, HTC и многих других.

Дополнительная камера Samsung Galaxy S9+ имеет более высокое эквивалентное фокусное расстояние и обеспечивает более узкий угол обзора

Съемка основной и дополнительной камерой с зумом 2X (Samsung Galaxy Note8)

Основная камера
Дополнительная камера

Но бывают еще ситуации, когда обе камеры имеют одинаковый угол обзора . Это реализовано в топовых смартфонах Huawei, Honor. Тут используется фирменное решение, где сенсор дополнительной камеры не цветной, а черно-белый (на пикселях отсутствуют цветные светофильтры).

Как заявляет производитель, полученные данные с двух сенсоров объединяются в итоговом изображении, что дает выигрыш по качеству. Кроме того, появляется возможность создания «натуральных» черно-белых снимков за счет матрицы без цветных фильтров.

Кстати, в своем первом и пока единственном смартфоне с двойной камерой Sony Xperia XZ2 Premium производитель использовал аналогичное Huawei решение с одинаковыми углами обзора и использованием дополнительной черно-белой камеры.

Давай больше! Появление смартфона с тремя камерами

Huawei отметилась в этом году очень любопытным, в плане съемки, смартфоном P20 Pro. Уникальной его особенностью является наличие уже трех камер на задней панели!

Суть в том, что к традиционной для Huawei связке двух камер с одинаковыми углами обзора (основной и дополнительной черно-белой) добавили еще одну камеру с более узким углом обзора . Примечательно, что в данном случае эквивалентное фокусное расстояние выше не в два, как обычно, а в три раза. Получается, что зум уже трехкратный (3X).

Подводные камни

Как правило дополнительные камеры далеко не так хороши, как основные. Это связано и с техническими особенностями, и с финансовыми.

Они, как правило, более простые, имеют меньший типоразмер сенсора, более низкую светосилу, значительно уступают основным по автофокусу, чувствительности, зачастую лишены оптической системы стабилизации, не поддерживают ряд функций и т. д.

Неудивительно, что в сложных условиях (ночью или при недостатке освещения), даже если выбрана дополнительная камера, съемка все равно может вестись основной (это предусмотрено разработчиками).

Разница между камерами может быть еще более заметной в среднем и начальном классах смартфонов, где в качестве дополнительной устанавливают совсем уж откровенный хлам.

Немного истории

Первые смартфоны с двойной камерой начали появляться уже очень давно.

Можно вспомнить LG Optimus 3D, вышедший в феврале 2011 года, затем ― появившийся в марте 2011 , а спустя примерно год был анонсирован .

Но назначение двойных камер вышеуказанных моделей было совсем иное. В то время в тренде пребывало 3D-видео (стереоскопическое), и двойные камеры необходимы были для съемки стереоскопических фото и видео, которые затем можно было просматривать с 3D-эффектом на специальных экранах данных смартфонов.

Первой попыткой использования двойной камеры для выделения объекта в кадре нерезкостью можно назвать (март 2014 года). Но надо сказать, что качество размытия в One (M8) было очень неважным.

В декабре 2014 года двойной камерой для эффекта размытия фона и объединения фото отметился Honor 6 Plus.

Samsung Galaxy Note8

Очень долго держались Sony, HTC (если не считать HTC One (M8)). Своих двухкамерных первенцев, соответственно, и компании выпустили только в 2018 году.

Sony Xperia XZ2 Premium

Двойная камера – отличительная особенность флагманского смартфона в 2017 году (привет, Samsung). Так ли это важно для пользователя? Давайте выясним.

Прежде всего, что такое двойная камера? Такая формулировка подразумевает два сенсора вместо одного. Смартфоны с этой технологией имеют два отдельных объектива, но они могут работать вместе.

Главный сенсор выполняет больше или меньше задач, захватывая максимальную площадь, а вторая камера помогает детализировать картинку и увеличить угол обзора или даёт достойное двукратное увеличение для портретных снимков. Но помимо функции “разделения” на два вида съёмки, обе камеры могут работать в тандеме. Два снимка с обеих камер сливаются в один в приложении камеры.

Каждый производитель имеет собственные алгоритмы обработки двух изображений, пытаясь найти новые применения. Давайте сравним существующие сценарии использования двойной камеры.

В чем преимущество?

Одно из преимуществ двух сенсоров — это безграничные перспективы. Например, смартфоны Huawei не позволяют использовать вторую камеру как самостоятельное решение, но благодаря двум камерам лучше анализируют расстояние до объекта. Качество снимка получается близким к «идеальному».

Эффект Боке

Снимок со второй камеры повышает чёткость конечной фотографии. Помимо этого в смартфонах HTC (One M8) внедрена даже функция изменения цвета переднего и заднего планов.

Интересно то, что можно размыть фон и элементы вне фокуса. То есть вы можете регулировать этот эффект уже после съёмки.

Сейчас «боке» в смартфонах получается программным путём, оптические возможности камеры смартфона тут задействованы минимально. Посмотрите, как это делает Samsung Galaxy S8.

Портреты

Самые популярные фотографии – это фотографии людей. До недавнего времени сделать портрет на смартфон с “правильными” пропорциями лица было невозможно без использования сторонних объективов. Спасибо Apple, теперь это сделать можно. Именно эта возможность реализована в iPhone 7 Plus, отчасти именно она является основополагающим фактором при выборе между iPhone 7 и iPhone 7 plus.

Но хочу отметить, что портретная камера в iPhone полезна не только для съемки людей. Для фотографий архитектуры она тоже подходит. Apple ещё предстоит улучшить многое в своей двойной камере, но уже сейчас она дает больше возможностей при ежедневной съемке.

Дополненная реальность

Такие устройства, как Lenovo Phab 2 Pro и Asus Zenfone AR, имеют еще и fish-eye объектив. Идея проста: весь свет перехватывает встроенный лазер, исходя из этих данных создается виртуальное изображение.

Причина заинтересованности Google в дополненной реальности и проекте Tango — большое число сценариев использования. Вот увидите, это следующий тренд. Уже сейчас есть множество приложений и игр на обычные смартфоны, которые частично имитируют эффект дополненной реальности. Мой сын постоянно забирает iPhone у жены, чтобы бегать по квартире и при помощи смартфона раскидывать какие-то виртуальные предметы по квартире. Эта опция точно “зайдет”.

Лучшая детализация и расширенный динамический диапазон

Вторые сенсоры у смартфонов Huawei не воспринимают цвета, кроме белого и чёрного, но способны распознать детали. Цвет добавляется позже программной начинкой.

Таким образом, вторая камера помогает больше детализировать снимок. У этих смартфонов лучший показатель динамического диапазона. На фотографиях с резкими перепадами света детали на светлых и тёмных участках видно отчётливее.

Главный аспект при создании хорошей фотографии — идеальный свет. Любитель может не учесть этого и детализация снимка пострадает. Вторая камера поможет захватить больше света и решить проблему. От сюда может возникнуть ложное убеждение, что решают всё “руки”, а не камера. Отчасти это так, но представьте себе как расширяются творческие горизонты умельца, который будет использовать подобные решения.

Две камеры это максимум?

Сейчас вам может показаться, мол куда ещё больше? Я убеждён, что вскоре количество камер в смартфонах увеличится. Больше захватываемого света, больше оптических возможностей, всё это ведёт к тому, что в смартфонах будет больше камер.

Останется решить только одну проблему – эстетическую. Придётся выделять больше места на корпусе смартфона, чтобы “кучно” расположить камеры рядом друг с другом и спрятать их под единое защитное стекло, чтобы смартфон не выглядел как трёх- или четырёхглазое чудовище.

Сдвоенная фотокамера - это тренд 2016 года в смартфоностроении, хотя первые попытки расположить сзади мобильного устройства два модуля для фото, предпринимались куда раньше. Учитывая, что двойной камерой оборудован iPhone 7 Plus, а другие (особенно китайцы) любят подражать Apple – традиция оснащать свои детища парой фотокамер продолжается и в 2017. Зачем смартфону двойная камера – попробуем разобраться.

Один из способов использования двойной камеры – съемка стереофото, предназначенных для просмотра на 3D мониторе. Для этого смартфон оборудуют парой модулей, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Объектив каждого из них имеет немного другое поле зрения, подобно тому, как левый глаз видит все из немного другого ракурса, чем правый. За счет разделения картинок с камер (обычно анаглифного, с помощью красного и синего светофильтров) – при использовании специальных очков такие фото кажутся объемными, трехмерными.

Первыми смартфонами с двойной 3D камерой были LG Optimus 3D Max и HTC Evo 3D. Однако технология не лишена недостатков, в первую очередь, из-за того, что расстояние между объективами отличается от расстояния между глазами. Смартфоны с камерами, снимающими в стереоформате, не стали популярными.

Расширение поля зрения

Второй способ использования двойного модуля в смартфоне – расширение поля зрения объектива. Обычая (универсальная) оптика рассчитана на съемку как в макро, так и пейзажей. Из-за этого ее угол обзора довольно ограничен: чтобы все попало в фокус, придется использовать сильно выгнутые линзы с эффектом рыбьего глаза, или делать нестандартные широкоформатные фотосенсоры (например, с пропорциями 2:1). Дополнительный модуль, оснащенный наиболее подходящими для фото пейзажей и панорам компонентами, спасает ситуацию.

Пример смартфона, в котором вторая камера используется для съемки панорам и пейзажей - LG G5. У таких гаджетов основная матрица универсальная, и имеет углы обзора 70-90 градусов. Вторая более узкоспециализированная, с расширенным до 100-120 и более градусов полем зрения. Это позволяет делать панорамы в один миг, без использования склейки и перемещений смартфона, неизбежно приводящих к возникновению графических дефектов на картинке.

Снимок при помощи LG G5

Оптическое приближение

Одним из недостатков камер смартфонов является отсутствие оптического зума. При приближении объекта съемки система просто берет кусок изображения и “растягивает” его до нужного размера, но детализация от этого не улучшается. Встроить полноценный механизм зума пытались еще в 2005-2006 годах (например, в Nokia N93). Однако он сложен, крупноват (чтобы убедиться, достаточно взглянуть на “мыльницы” с телескопическим объективом) и дорог, потому не подходит. А вот если просто поставить две одинаковых камеры, одна из которых имеет стандартную оптику, а вторая телескопическую, то переключаясь между модулями – можно приближать объект съемки.

Двойной модуль, использующийся для оптического зуммирования, имеет Apple iPhone 7 Plus. Обе матрицы в нем одинаковы, но одна оснащена светосильной оптикой со стандартными параметрами, а вторая с ограниченным углом обзора, но с дальним обзором.

Оптическое приближение в iPhone 7 Plus

Повышение четкости, детальности и контрастности фото

Цифровая камера лучше всего передает на картинке объект, на который производилась фокусировка. Побочные детали будут переданным менее качественно. Учитывая, что две камеры и света уловят больше, и фокусироваться могут по разным точкам независимо, то смогут обеспечить более четкую передачу деталей. Две фотографии, соединяемые по принципу HDR воедино, объединяют достоинства обоих камер. К примеру, если одна фокусируется на ярком летнем небе, а вторая - на предметах в тени, то в кадре и небо будет таким же ярким, и затененные объекты не окажутся в темноте.

Применение двойного модуля с камерами, одна из которых цветная, а вторая - монохромная (как у Huawei), повышает четкость и детализацию. Черно-белый сенсор не нуждается в четкой передаче оттенка (он передает его просто одной из градаций серого), благодаря чему он “сосредоточен” на контурах, а не цвете. Именно по этой причине ночные камеры наблюдения делают монохромными. Цветная матрица занимается фиксацией цветов, черно-белая - лучше регистрирует мелкие детали, а вместе - они дают и яркую, и детальную картинку.

Акцент на объекте съемки, эффект боке

Фишкой ближнеплановых объективов, используемых совместно с профессиональными камерами (беззеркалками, зеркалками) является естественный “эффект боке” – замыление фона, при необычайной четкости предметов в фокусе. Универсальный объектив (коим оборудована матрица среднестатистического смартфона) так не может в принципе – оптические параметры не те. А вот если сделать два модуля, один из которых будет фокусироваться на объекте съемки, а второй зафиксирует то, что нужно замылить – склейка кадров с них позволит добиться должного эффекта. Это размытие достигается программным способом. Эталонным в съемке кадров с эффектом боке считается iPhone 7 Plus. Пример эффекта "боке" при помощи iPhone 7 Plus:

Для эффекта боке и детализации предмета съемки двойная матрица используется еще в смартфонах Xiaomi (Mi5S Plus, Redmi Pro). Не всегда очень успешно, но в среднем - эффект получается немного лучше, чем при использовании чисто программных методов размытия фоновой обстановки.

Другие эффекты

Существуют и иные цели, для которых может применяться двойная камера в смартфоне, но они не столь распространены. К примеру, в Xiaomi с двойной матрицей можно делать фото со сменным фокусом, но эта возможность фактически является производной от уже упомянутой функции повышения четкости. Также можно сделать две камеры с разным полем зрения, из снимков которых будет склеиваться бесшовная широкоугольная панорама, но такая функция тоже пока не востребована. В принципе, использовать двойной модуль можно многими способами, все ограничивается лишь фантазиями разработчиков. Так что в 2017 году можно ожидать и новые варианты применения.

18.05.2018

Времена, когда люди радовались одной камере в телефоне, давно прошли. Современные смартфоны увешаны объективами, как азиатские туристы, в зависимости от производителя и стоимости в них можно обнаружить один-два фронтальных и столько же, а то и три, основных модуля. Что это - маркетинговая уловка или реально работающее средство? Разбираемся в подробностях.

История вопроса

Свою историю двойные камеры в смартфонах начали в 2011 году с появлением HTC Evo 3D и LG Optimus 3D. Правда, их реализация в корне отличалась от современных решений - два модуля использовались для создания 3D-снимков, которые можно просматривать без специальных очков. В реальности фотографии были похожи на советские двойные открытки с меняющейся под разным углом картинкой. Вполне ожидаемо гаджеты провалились в продаже - пользователям не понравился псевдо 3D-эффект. К слову, телевизоры с этой технологией также не прижились, сейчас они практически исчезли из продажи.

Однако компания HTC не забросила идею двухкамерных гаджетов и в 2014 году выпустила HTC One M8. Пожалуй, это был первый массовый аппарат с двумя модулями. Вспомогательный объектив использовался для сбора информации о глубине сцены - она необходима для возможности смены точки фокуса на кадре уже после того, как была сделана фотография. Можно сказать, что технологии, лежащие в основе One M8, были прародителями портретного режима в большинстве современных смартфонах.

Эксперименты в этом направлении продолжила компания Huawei, выпустив Honor 6 Plus в 2015 году. Флагманский аппарат получил две основные 8-мегапиксельные камеры. Второй модуль также использовался для размытия заднего фона, как и в HTC. Технология была еще сырая и алгоритмы часто промахивались - размывала волосы, руки и другие части тела.

2016 год стал переломным для сдвоенных модулей. Сначала Huawei выпустила ряд флагманов с двойной камерой (Huawei P9, Huawei P9 Plus, Honor 8, Honor V8), потом LG (G5), ну а закрепила успех технологии компания Apple со своим iPhone 7 Plus. Причём у этих трех компаний три абсолютно разные реализации использования вспомогательного модуля. Расскажем о них подробнее.

Черно-белый модуль

Как правило, черно-белый модуль в качестве второй камеры использует в своих флагманах компания Huawei. Хотя иногда этим пользуются и другие производители - например, ч/б-камерой могли похвастаться Nokia 8 и Essential Phone.

В своём первом поколении данная технология представляла собой связку из двух модулей - цветного, рассчитанного на обычную съёмку и монохромного. Автоматика мгновенно делает снимки с обеих камер и объединяет их, на выходе выдавая кадры с широким динамическим диапазоном и отличной цветопередачей. Кроме того, второй объектив помогает более точно измерять глубину резкости, что позволяет делать красивые портретные снимки с размытым фоном. Например, такая двухкамерность реализована в Honor 8 и Nokia 8 .

В 2017 году Huawei пошел дальше и реализовал более продвинутую камеру с 20-мегапиксельным монохромным модулем. Он также работал одновременно в связке с основным цветным модулем и позволял размывать задний фон. Вдобавок, монохромный модуль получил новую возможность - гибридный зум. Благодаря ему можно использовать двухкратное приближение без потери качества. Реализовано это благодаря хитрой работе умных алгоритмов в камере, который делает кроп с камеры на 20 Мп. Такие модули стоят в Huawei P20 , Honor 9 и Honor View 10 .

Телеобъектив

Компания Apple пошла по своему пути. Вместо черно-белого модуля она поставила в iPhone 7 Plus вспомогательный телеобъектив. Его фокусное расстояние сразу настроено на двухкратное оптическое приближение без потери качества. Когда необходимо, пользователь просто нажимает на кнопку зуммирования и камеры мгновенно переключаются.

Побочным эффектом данного подхода стал портретный режим. Он работает так: изображения с двух камер комбинируются в одно, и человек или предмет на переднем плане становится единственным фрагментом фотографии, на которой сосредоточен фокус. Хотя этот эффект и представляется несколько искусственным, он все равно реализован лучше программных решений этой задачи.

Модуль для размытия заднего фона

В большинстве смартфонов бюджетного и среднего сегмента с двойной камерой не ставят черно-белые модули, телеобъективы или широкоуголки. Это бы сделало их заметно дороже.

Как правило, в доступных гаджетах используется простой вспомогательный сенсор только лишь для красивого размытия заднего фона - да, по той самой технологии, которая использовалась еще в HTC One M8 2015 года. Однако сейчас алгоритмы стали умнее и большинство современных устройств делают весьма неплохие портретные снимки с минимальным количеством брака.

Из недорогих аппаратов двойной камерой оснащены Honor 9 Lite , Huawei Y9 2018 , Alcatel 3X .

Что дальше?

Будущее камер показала компания Huawei. В 2018 году она представила флагман P20 Pro с тройной камерой. В смартфоне установлен объектив с трёхратным оптическим зумом, основной цветной модуль и третий - монохромный. В итоге это даёт сразу пятикратный гибридный зум без потери качества.

Благодаря зуму и невероятной ночной съемкой, камеры Huawei P20 Pro был практически единогласно признан лучшим камерофоном 2018 года. Вероятно, другие производители также пойдут по пути китайского гиганта, добавляя еще один модуль для съемки.

В итоге

Двойная камера - это существенный плюс к качеству фотографий со смартфона, открывающий дополнительные возможности для творчества, будь то фото для социальных сетей или снимки для личного архива. Различные системы камер помогут выбрать устройство под собственные задачи.

Не нужно считать смартфоны с двойной камерой чем-то чересчур дорогим. На сегодняшний день цена таких устройств начинается от 9990 рублей, всё зависит от желаемых технических характеристик. При вдумчивом подходе к выбору каждый сможет найти гаджет по карману. Например, Alcatel 3X.