HUAWEI Pura 80 Ultra отличается от других фотофлагманов: камер на его корпусе сразу четыре, а матриц — всего три. Разгадка в уникальном телевике с двумя объективами, обеспечивающими разные уровни приближения картинки. Разберёмся, как это работает и что даёт.
Что мешало сделать как у всех?
Не составит труда найти примеры смартфонов, у которых сразу два телевика с разными уровнями приближения, в том числе и с двумя перископами. То есть теоретически реализовать аналогичный набор фокусных расстояний можно и без хитрых схем. Проблема в том, что каждая отдельная матрица — это и цена детали, и место внутри устройства, которое могло бы достаться аккумулятору, и отдельный софт для управления.
Если вам интересны флагманские камерофоны и их спецификации, вы могли заметить, что нередко встречаются модели, у которых ширик, телевик и основная камера используют не просто разные модели матриц одного производителя, но даже матрицы разных брендов. Основной сенсор, скажем, от Sony, а дополнительный — от Samsung или OmniVison. Или наоборот. Производители выбирают матрицу, исходя из целого ряда факторов: с каким объективом будет использоваться сенсор и сколько он будет стоить, а ещё — есть ли сложности с интеграцией в систему.
Проблема такого подхода очевидна: разные модели сенсоров обладают разными характеристиками оптико-электрического преобразования. Проще говоря, имеют разную цветопередачу. И речь не только о балансе белого, который худо-бедно могут свести автоматика и софт. Разница бывает и в динамическом диапазоне, и в уровне шума, и даже в длинах волн, которые пропускают цветовые фильтры на матрице. Не просто же так HUAWEI много лет развивает кастомные RYYB-сенсоры, где вместо зелёных цветофильтров применяются жёлтые. Только представьте, какую головную боль получат инженеры, когда им придётся сводить в единую систему данные с четырёх разных камер!
На железе сложности не заканчиваются. Чем крупнее матрица, тем больше света она может перевести в электрические сигналы при фиксированном времени экспозиции. Хорошо? Хорошо! Но заодно и увеличивается и необходимое расстояние между последней линзой объектива и светочувствительным элементом. А ещё уменьшается так называемый кроп-фактор — степень «приближения» на одинаковой оптике. Характеристики линз не меняются, но меняется та часть картинки, которая будет взята из спроецированного на плоскость сенсора изображения. Чем меньше матрица, тем проще добиться сильного приближения. Правда, заплатить за это придётся качеством картинки.
Теперь понимаете, зачем в HUAWEI затеяли всю эту хитроумную схему с двумя объективами на одном сенсоре? Так проще добиться консистентного результата и получить два разных уровня приближения, не теряя в качестве картинки. С теорией разобрались — теперь изучим механизм на практике.
Как это устроено?
Одна камера с двумя уровнями приближения уже была в мобильниках Sony: там производитель использовал крошечную матрицу с перископической оптикой, в которой сдвигался центральный блок линз, обеспечивающий и автофокусировку, и изменение фокусного расстояние. Диапазон зуммирования варьировался от 3,5 до 5-8 кратного. Проблемы этого подхода — низкая светосила телевика, плохая детализация и отвратительные блики от ярких источников света. Результат по сегодняшним меркам просто никуда не годится.
В HUAWEI поступили хитрее: разделили механизм на три части. Блок автофокусировки оставили как есть, стабилизацию из оптики убрали, зато реализовали прямо на матрице, а систему регулировки приближения вынесли в отдельный механизм. У камеры есть два объектива с разными уровнями зума, подвижный зеркально-призмовый механизм, «разворачивающий» световой поток на 90 градусов, и синхронизированная с ним шторка.
Когда вы включаете базовый телевик, свет идёт по «короткому» пути. Если переключаетесь на 10-кратный зум, система обеспечивает плавное приближение за счёт кропа картинки из центра матрицы, а в последний момент меняет местами шторку и зеркальце. Так рабочий отрезок объектива увеличивается, а основной объектив телевика закрывается светонепроницаемой пластинкой, чтобы изолировать световой поток от паразитной засветки.
Решение получилось простым и элегантным, работает одинаково хорошо для фото и видео, а самое главное — практически не меняет перспективу кадра при смене оптики. При этом для телевика используется сравнительно крупный сенсор в 1/1,3 видиконовских дюйма с разрешением в 50 Мп, и системе не приходится отказываться от биннинга или использовать крошечную часть матрицы для гибридного зума. Применение кропа начинается уже после 10-кратного оптического приближения.
Как это работает на практике?
Когда мы готовили обзор и фототест новинки, мы специально делали сравнительные кадры на оба телевика, чтобы вы могли оценить качество и цветопередачу картинки, её детализацию и проработку сложных сцен. Ниже — примеры таких кадров в самых разных условиях.
Большинство кадров сделано в автоматическом режиме XMAGE, отдельно мы сделали несколько тестовых фотографий с отключённым AI. Избавиться от нейросетевой обработки можно в один тап: открываете камеру, активируете PRO-режим, оставляете все настройки в «Авто» — и никакой шумодав с апскейлером не вмешается в ваше творчество.
Как видно из сравнения, особенно в той части, где AI не вмешивается в итоговый результат, у HUAWEI получилось создать два разных уровня приближения практически без потери качества. Детали теряются там, где их физически не получается добыть чистой оптикой и размерами сенсора — в мелких буквах и малоконтрастных текстурах.
В большинстве случаев использование нейросетей и многократного считывания сенсора вместе с данными со стабилизатора позволяет восстановить данные до удивительно чёткой картинки. Но следует помнить, что природу не обмануть: если объекты на кадре физически меньше разрешающей способности оптики на таком расстоянии, получить достоверное отображение практически невозможно.
Сегодня концепт, завтра — реальность
Помните прошлогодние Pura 70? Тогда у Pro-версии была обычная камера с сенсором на 1/1,3 видиконовских дюйма, а Ultra щеголяла «дюймовым» сенсором с управляемой диафрагмой и выезжающим из корпуса объективом. Прошёл год — «дюймовка» теперь не требует сложной выдвигающейся оптики и стоит не только в «Ультре» 80-й серии, но и в Pro-версии.
Быть может, новая система с телевиком станет не просто смелым экспериментом, каким был «дюймовый» сенсор со складывающимся объективом, а вполне массовой штукой. Если технология покажет себя с лучшей стороны, массовый выпуск позволит снизить издержки производства. Ну а пока что такая схема — эксклюзив Pura 80 Ultra. Хотите крутой зум? Вы знаете, где его найти.
