Nowy, genialny sposób na zoom optyczny w smartfonach

Najlepsze są te rozwiązania techniczne, o których mówimy, że są "genialne w swej prostocie". Ja właśnie tak określiłbym pomysł firmy DynaOptics.

Zacznijmy od stwierdzenia prostego faktu: zoomy optyczne i smartfony bardzo się nie kochają. I nie ma się co dziwić, skoro tendencja na rynku smartfonów jest obecnie klarowna: każdy kolejny model powinien być cieńszy od poprzednika, a przy okazji jeszcze fajnie by było, jakby miał większy ekran. Możemy sobie tylko wyobrazić, jak uradowane tą tendencją są zespoły projektantów odpowiedzialne za opracowanie modułu aparatu fotograficznego zintegrowanego ze smartfonem. Przychodzi do nich jakiś koleś z marketingu i rzuca tylko: słuchajcie, w modelu XYZ II ma być jeszcze lepszy aparat, żebyśmy mieli czym się pochwalić. Aha, i pamiętajcie jeszcze, że XYZ II będzie o 1,5 milimetra cieńszy od XYZ I. Powodzenia!

Efekty tego typu „współpracy” działu marketingu z działem badawczo-rozwojowym widać bardzo wyraźnie już dziś. Nie wiem, czy zwróciliście na to uwagę, ale mnóstwo najnowszych modeli smartfonów ma WYSTAJĄCE obiektywy. Wcale nie chodzi o modę czy urodę – po prostu nie zmieściły się już w obudowie! Rzućcie okiem chociażby na iPhone’a 6, w którym też projektanci usiłowali upchnąć kolanem dość skomplikowany układ soczewek i matrycy. Nie dało się! Uroczo wystający efekt tych usiłowań widać wyraźnie na dolnym zdjęciu:

Najlepsze jest jednak to, że zarówno iPhone 6, jak i wiele innych współczesnych smartfonów z wystającymi obiektywami i tak nie mają zoomu optycznego! Gdyby miały, problem ze zmieszczeniem obiektywu w korpusie byłby wielokrotnie większy. Jak bardzo? Pozwolę sobie złośliwie skomentować tę kwestię kolejnym obrazkiem:

Taaak… Prezentowany powyżej konwerter dokładany do wbudowanego obiektywu pozwala na 8-krotne wydłużenie jego ogniskowej. A zoom 8x to przecież nic szczególnego, wyobraźcie sobie zoom 20x albo 30x…

Nic dziwnego, że liczba telefonów i smartfonów z zoomem optycznym w całej historii tej branży jest szokująco mała. Do ich policzenia nie wystarczą wprawdzie palce jednej ręki, ale przy zaangażowaniu drugiej dłoni i może jeszcze ewentualnie nogi już byśmy się pewnie wyrobili.

Sharp V602SH – pokazany w 2004 pierwszy telefon świata z zoomem optycznym.

Sharp V602SH – pokazany w 2004 pierwszy telefon świata z zoomem optycznym.

Nokia N93 – z 3-krotnym zoomem optycznym i... mocno nietypowym wyglądem.

Nokia N93 – z 3-krotnym zoomem optycznym i… mocno nietypowym wyglądem.

Ale nie o zliczanie tych wszystkich modeli mi w tym momencie chodzi. Chcę tylko zwrócić uwagę na ważny fakt – wszystkie te telefony i smartfony były… dziwne. Dziwne na różne sposoby, dziwne oryginalnie, dziwne wyjątkowo, ale za każdym razem nie przypominały typowego telefonu komórkowego ze swojej epoki. Gdzieś jakoś trzeba było ten zoom optyczny umieścić, schować, zintegrować – i tak właśnie rodziły się telefoniczne dziwadełka. A nie każdy lubi używać dziwadełka jako telefonu, prawda?

Należy w tym miejscu wspomnieć o dwóch firmach, które właśnie w ostatnim czasie pomysłowo podchodzą do kwestii romansu wody z ogniem, czyli cienkiego smartfona z aparatem dysponującym zoomem optycznym. Chodzi o Samsunga i Sony, przy czym każdy z tych ważnych producentów ma zupełnie odrębny, oryginalny sposób na taki romans. To bogactwo pomysłowości jest naprawdę urocze.

Prostszy przypadek stanowi rozwiązanie Samsunga, bo w tym przypadku kluczem jest zbitka słów ON/OFF. Gdy aparat w telefonie jest wyłączony, jego korpus wygląda (prawie) normalnie, zwłaszcza w przypadku najnowszego, naprawdę udanego modelu Galaxy K Zoom. Jest dość cienki (20,2 mm grubości) i całkiem zwyczajnie smartfonowaty, ale… wszystko do momentu, w którym włączymy główny aparat telefonu. I nagle z tylnej ścianki zaczyna wysuwać się obiektyw. Wysuwa się. I wysuwa. I jeszcze kawałeczek. Dostajemy armatę przyklejoną na pleckach i 10-krotny zoom optyczny! Trochę się wyśmiewam, ale – mówiąc szczerze – uważam, że na dzień dzisiejszy K Zoom to najbardziej sensowne rozwiązanie dla wszystkich, których interesuje fotografowanie smartfonem z zoomem.

Samsung Galaxy K Zoom

Samsung Galaxy K Zoom

Tak czy siak, K Zoom nawet z wyłączonym aparatem wygląda co najwyżej „prawie” jak zwykły telefon, a nie każdy lubi konieczność dodawania tego słowa. I właśnie tym różni się sposób Samsunga od rozwiązania proponowanego przez Sony.

Bo w przypadku Sony nie ma „prawie”. Właściwie to nie ma nawet „wcale” – zoomu optycznego oczywiście. Dlatego możemy używać jednego z wielu modeli telefonów (wcale niekoniecznie firmy Sony), które wyglądają jak zupełnie zwykłe, cieniutkie i płaściutkie, najnormalniejsze w świecie telefony, a gdy nagle zatęsknimy za zoomem optycznym, to musimy tylko sięgnąć do kieszeni.

Sony Cyber-shot DSC-QX30

Sony Cyber-shot DSC-QX30

Zgadza się, Sony trochę oszukuje. Nie ma zoomu optycznego w telefonie, ale za to jest w dołączanym aparacie z serii QX, który od zwykłego aparatu różni się tak naprawdę tylko tym, że nie ma wbudowanego ekranu. A dołączany aparat ma co najmniej jedną wadę – trzeba go nosić przy sobie. Nie ma aparatu w kieszeni – nie ma co dołączać i nie ma zoomu optycznego. Dodajmy jeszcze, że takie jakieś wyjątkowo małe to te aparaty z serii QX wcale nie są…

Rozwiązanie Sony jest jednak mimo wszystko całkiem sensowne i zdarzyło mi się wiele razy zobaczyć na ulicy ludzi, którzy wykorzystywali dołączane do smartfonów „bezkorpusowce”. Zaznaczam tylko, że mówiąc „sensowne”, mam na myśli modele z serii QX z wbudowanym obiektywem, zwłaszcza QX30 z 30-krotnym zoomem optycznym i QX10 z 10-krotnym. Bo warto na marginesie wspomnieć, że Sony pokazało jeszcze ostatnio model QX1, do którego z jednej strony należy podłączyć smartfona, a z drugiej duże, wymienne obiektywy. To pomysł tak absurdalnie poroniony, że wyobrażenie sobie kogoś, kto radośnie używa w praktyce tego rozwiązania, przekracza możliwości mojej wyobraźni.

Aha, dodajmy jeszcze, że pomysł Sony kopiują inni producenci, np. Oppo albo Vivitar. To dobrze o nim świadczy – kopiują, czyli uważają, że jest wartościowy.

Wracając jednak do wątku głównego – znów mamy do czynienia z sytuacją typu Dr Jekyll i Mr Hyde. Albo mamy zwykłego smartfona, ale bez zoomu, albo potworną konstrukcję smartfona z doczepionym do niego „obcym” – ale z zoomem optycznym. A w tym artykule chodzi właśnie o to, by był i zoom, i smartfon zupełnie, najzupełniej normalny! Cieniutki! A także o to, że istnieje już – podobno – na to sposób. A nawet dwa.

Pierwszy sposób zaproponowała firma Corephotonics. Ale zanim o nim opowiem, chciałbym wyciągnąć dwa małe zastrzeżenia. Po pierwsze, to nie on zainspirował mnie to stworzenia tego artykułu. Po drugie, mam uzasadnione podejrzenie, że jest to pomysł zwyczajnie skopiowany od Kodaka.

To zresztą ciekawy, ale zupełnie marginalny wątek, bo – szczerze mówiąc – tak naprawdę to „kopiuje się” cała historia, cała epoka rozwoju fotografii cyfrowej, nie tylko ten jeden wątek i jeden pomysł. Około 10 lat temu podobny dylemat mieli tradycyjni producenci aparatów cyfrowych – jak stworzyć jak najcieńszy, kieszonkowy aparat, a równocześnie wyposażyć go w zoom optyczny? Podobne jest nawet to, że w tamtym okresie aparaty cyfrowe znajdowały się u szczytu swojej popularności – tak samo jak teraz smartfony. Tylko ta dekada (mniej więcej) różnicy rozwoju technologicznego sprawia, że obecnie producenci smartfonów, bazujący mocno na odkryciach swoich fotograficznych poprzedników, produkują układy optyczne jeszcze cieńsze i jeszcze mniejsze.

Gdzieś w tej „poprzedniej epoce”, w 2006 roku, Kodak pokazał model EasyShare V610 – w momencie premiery najcieńszy (23,2 mm) aparat świata z 10-krotnym zoomem optycznym! Jego pomysł polegał na tym, że tak naprawdę były to jednak dwa zoomy (i dwie matryce) o ogniskowych 38–114 mm oraz 130–380 mm. 38 mm to 10 razy mniej niż 380 mm, więc przy niewielkiej dozie dobrej woli można Kodakowi ten 10-krotny zoom optyczny zaliczyć. Pomysł był w każdym razie ciekawy, naprawdę innowacyjny.

Kodak EasyShare V610

Kodak EasyShare V610

Podobne rozwiązanie promuje obecnie izraelski Corephotonics – podobne, lecz nie identyczne. Tu także chodzi o wykorzystanie dwóch obiektywów, jednego dysponującego szerszym kątem widzenia, a drugiego bardziej zbliżonego do teleobiektywu. W tym miejscu zgłasza się jednak znowu kwestia ekstremalnie cienkich korpusów współczesnych smartfonów, w których po prostu nie ma miejsca na jakikolwiek zoom, nawet krótki. Dlatego Corephotonics proponuje wykorzystanie dwóch obiektywów… stałoogniskowych.

Jak to działa? Oba obiektywy przenoszą obraz na identyczne matryce, które następnie przekazują podwójną dawkę informacji o rejestrowanym obrazie do procesora obrazowego (Corephotonics mocno współpracuje pod tym względem z Qualcommem).

Najłatwiej wytłumaczyć to na przykładzie. Powiedzmy, że pierwszy obiektyw ma ogniskową X, a drugi – 10X. Do tego obie matryce mają rozdzielczość 10 mln pikseli. Dzięki zastosowaniu specjalnych algorytmów rozwiązanie Corephotonicsa pozwala uzyskać dobrej jakości obraz nie tylko przy powiększeniach 1x i 10x (to w końcu oczywiste), ale także przy innych „krotnościach zoomu”. Jeśli chcemy akurat skorzystać z „zoomu 5x”, aparat robi zdjęcie przy 1x i przy 10x, a następnie przerabia otrzymane obrazy i oferuje nam zdjęcie „wykonane” właśnie przy zoomie 5x. Również o rozdzielczości 10 mln pikseli!

Co ciekawe, przedstawiciele tej firmy są bardzo pewni siebie i śmiało szafują słowem „jakość”. Według nich takie kombinowane zdjęcie utworzone dla odpowiednika ogniskowej zawartej gdzieś pomiędzy szerokokątną ogniskową jednego obiektywu i teleogniskową drugiego obiektywu ma równie dobrą jakość, jak normalne zdjęcie, wykonane klasycznym obiektywem właśnie przy takiej ogniskowej. A nawet lepszą! Cóż, obiecanki cacanki, poczekajmy na wyniki testów…

Po lewej zdjęcie wykonane z wykorzystaniem zwykłego zoomu cyfrowego, a po prawej – kombinowanego rozwiązania firmy Corephotonics. Ilustracja pochodzi z materiałów promocyjnych tej firmy.

Po lewej zdjęcie wykonane z wykorzystaniem zwykłego zoomu cyfrowego, a po prawej – kombinowanego rozwiązania firmy Corephotonics. Ilustracja pochodzi z materiałów promocyjnych tej firmy.

Warto jeszcze dodać, że dwuobiektywowo-dwumatrycowe rozwiązanie Corephotonics służyć może nie tylko do doskonałego imitowania zoomu optycznego. Podwójna dawka informacji przydaje się również podczas odszumiania, stabilizowania obrazu i ustawiania ostrości. Brzmi nieźle, prawda? Z pewnością warto dalej śledzić dalsze dokonania tej firmy.

Ale…być może jest jeszcze inny, lepszy sposób na zoom optyczny w telefonach komórkowych!

Tym razem chodzi o rozwiązanie promowane przez powstałą stosunkowo niedawno firmę DynaOptics. Rozwiązanie tak proste, że pierwszą reakcją po jego poznaniu może być stwierdzenie – dlaczego nikt do tej pory na to nie wpadł? Ja w każdym razie tak zareagowałem i przyznaję, że nie słyszałem do tej pory, by ktoś tego typu technologię wykorzystywał w konstruowaniu obiektywów. Sam sposób jest natomiast znany osobom korzystającym z tak zwanych okularów progresywnych.

W normalnym zoomie optycznym zmiana ogniskowej obiektywu odbywa się poprzez ruch soczewki lub grupy soczewek – do przodu lub do tyłu. W lepszych konstrukcjach nie powoduje to zmiany długości całego obiektywu, w tańszych, starszych albo nastawionych na małe rozmiary – wraz ze zmianą ogniskowej wydłuża się lub skraca cały obiektyw. Ale to nie ma znaczenia – najważniejsze jest to, że jakieś soczewki muszą się przemieszczać, więc musi być na to zapewnione miejsce. Obiektyw z zoomem jest przez to znacznie większy i… wraca problem omawiany na początku tego artykułu.

W zoomie optycznym firmy DynaOptics soczewki też się przemieszczają, ale… na boki! Dzięki temu po pierwsze długość obiektywu cały czas pozostaje taka sama, a po drugie tego typu konstrukcja nie wymaga miejsca przed i za soczewką (lub grupą soczewek) odpowiedzialną za zmianę ogniskowej. Taki obiektyw może być zatem znacznie krótszy od typowego zoomu!

Po lewej sposób działania zwykłego zoomu optycznego, a po prawej – zoomu z rozwiązaniem firmy DynaOptics. Ilustracja pochodzi ze strony tej firmy.

Po lewej sposób działania zwykłego zoomu optycznego, a po prawej – zoomu z rozwiązaniem firmy DynaOptics. Ilustracja pochodzi ze strony tej firmy.

Ale… w jaki sposób dochodzi w takim razie do zmiany ogniskowej? Sekret polega na wykorzystaniu soczewek o niejednorodnym, asymetrycznym kształcie. Sposób ich działania zmienia się wraz z wykonywanymi mikroskopijnymi przesunięciami na boki (DynaOptics mówi w tym miejscu wręcz o skali mikronowej). Te same promienie światła padające na taką przesuwaną soczewkę są za każdym razem z inną siłą rozpraszane lub skupiane – i stąd zmiana kąta widzenia takiego obiektywu i jego ogniskowej.

DynaOptics nie zdradza niestety na razie zbyt wielu szczegółów technicznych na temat swojego rozwiązania, ale to, co już wiemy, wygląda dosyć obiecująco. Przede wszystkim mamy do czynienia z pojedynczym obiektywem, który nie zmienia swojej długości i który ma realne szanse na bardzo małe wymiary, pasujące idealnie do zwężających się coraz bardziej korpusów smartfonów. Warto też dodać, że firma otrzymała niedawno dofinansowanie w wysokości 2 milionów dolarów na dalsze badania i rozwój.

Prezes firmy DynaOptics, pani Li Han Chan, prezentuje prototyp zoomu. Jak na razie nie wygląda zbyt miniaturowo... Fot. StartX.

Prezes firmy DynaOptics, pani Li Han Chan, prezentuje prototyp zoomu. Jak na razie nie wygląda zbyt miniaturowo… Fot. StartX.

Najbardziej optymistycznie brzmią jednak deklaracje terminowe. Według przedstawicieli firmy już na początku 2015 roku zacznie się rozsyłanie próbek inżynieryjnych do producentów smarfonów, natomiast wdrożenie normalnej produkcji pierwszych modułów fotograficznych z zoomem działającym na tej zasadzie planowane jest na koniec 2015 roku. Ani się obejrzymy…

A ja obawiam się tylko jednej kwestii. W przeciwieństwie do rozwiązania firmy Corephotonics, w przypadku DynaOptics jakoś niezbyt dużo mówi się o samej jakości obrazu. Przesuwające się w bok asymetryczne soczewki… Hmm… Tu też poczekać musimy na wyniki testów.

Powiązane treści:

Smartfon z dobrym aparatem – jaki wybrać?

0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.