Хардуерът на камерата все още има значение, когато става въпрос за заснемане на най-добрите снимки със смартфон

„Компютърна фотография“ е модната дума за камери за смартфони през последните няколко години и все по-често чувам от мои връстници в технологичните медии да казват, че софтуерът на камерата е по-важен от хардуера в мобилната фотография.

Въпреки че не съм тук, за да отхвърля значението на софтуера в мобилната фотография или дори да твърдя, че софтуерът е такъв по-малко важно, смятам да твърдя, че хардуерът на камерата все още има голямо значение при отделянето на наистина страхотните камери от просто много добрите.

Кой все пак започна тенденцията?

Фразата компютърна фотография съществува преди ерата на смартфоните - тя се отнася до цифрово заснемане на изображения вместо използване на филм — но това наистина се превърна в нашумяла фраза през последните пет години, около времето, когато Google Pixel започна да грабва заглавия за своята камера мъжество. Използвайки техники като многостеково изображение (което Google нарече HDR+) и машинно обучение в реално време, ранните телефони Pixel успяха да заснемат снимки с зашеметяващ динамичен обхват, на практика генерира светлина в сцени, твърде тъмни, за да ги видят човешките очи, и убедително изкуствено боке в сравнение с неговия връстници.

Не трябва обаче погрешно да мислим, че Google е изобретил изчислителната фотография на смартфони. Всеки един смартфон с камера някога е използвал някакъв вид изчислителна фотография по дефиниция, защото създава цифрови изображения. Всъщност през 2015 г. тогавашният главен редактор на XDA вече беше размишляваше дали камерата е хардуер или софтуер беше по-важно - по това време дебатът беше софтуерният подход на Samsung срещу хардуерното преследване на LG.

Google, разбира се, ще тласне тази дискусия в мейнстрийма една година по-късно и ще оглави аргумента, че софтуерът беше по-важен. И в продължение на няколко години това вероятно беше вярно, тъй като първите три пиксела бяха с консенсус най-добрите телефони с камера на пазара.

Възход на машинното обучение и разлика във философията

Въпреки че първите няколко телефона Pixel не продадоха много бройки в сравнение с iPhones и Samsung Galaxies по света, единодушната похвала за Pixel фотоапаратите привлякоха вниманието на всички и през следващите няколко години телефоните на всяка марка започнаха да отделят повече време за рекламиране на компютърната си фотография мъжество. Интересно е да се върнем назад, за да гледаме отново събитията за стартиране на сериите iPhone 6 и 6S 2014 и 2015 и вижте, че изпълнителният директор на Apple Фил Шилер дава само няколко секунди време за говорене на софтуерната обработка на изображения на тези телефони. Времето, прекарано в разговори за обработката на изображения на iPhone, ще нарасне значително до 2016 и 2017 г. През 2019 г Пускане на серия iPhone 11, Шилер прекара повече от пет минути, разказвайки поетично за технологията за изчислителна фотография на Apple „DeepFusion“.

Докато Samsung и китайски марки като Huawei, Xiaomi и OnePlus също работиха върху и рекламираха неговия имидж обработващи софтуерни умения, тези марки като цяло бяха нетърпеливи да преследват нов хардуер от Apple или Google. Дали това е чисто съвпадение или твърдение за разликите между източната и западната култура е дебат за друг ден. Но към края на последното десетилетие се появи разказ: азиатските марки са нетърпеливи да преследват блестящ хардуер като повече камери и повече пиксели. За разлика от тях, западните марки (Apple и Google) се фокусираха върху оптимизирането на софтуерното изживяване и използването на машинно обучение за преодоляване на всички недостатъци в оптиката.

Това разделение във философията беше може би най-забележимо между 2018 г. и 2019 г., когато азиатските марки телефони въвеждаха трети и дори четвърти задни камери и участва в надпревара във въоръжаването с мегапиксели, докато Google прочуто остана с една камера през 2018 г. Pixel 3. Както Google, така и Apple също останаха с 12MP камери през това десетилетие, докато азиатските марки телефони се огъваха с 48MP, 64MP и дори 108MP камери.

Pixel изостана - докато хардуерът не грабна трона обратно

Но ето нещо, докато Pixel 1 и 2 очевидно бяха безспорно най-добрата камера на пазара, след пускането на Pixel 3 и 4 в края През 2018 г. и 2019 г. имаше поне сериозен дебат дали азиатските конкуренти като Huawei Mate 20 Pro и P30 Pro са по-добри камера. Това беше във време, когато Huawei преследваше оптика с повече пиксели и по-големи сензори заедно с пускането на първият в света вариообектив Periscope (Oppo беше дразнил технологията по-рано, но Huawei я изпревари до маса производство).

По времето, когато Pixel 5 се появи на пазара през 2020 г. (използвайки същия хардуер на основната камера като Pixel 3 и 4), той стана ясно, че използването на такъв остарял хардуер на камерата е твърде трудно дори за всемогъщия софтуер на Google преодолявам. В сравнение с най-добрите водещи телефони за 2020 г. от Samsung, Huawei и Xiaomi, снимките на Pixel 5 бяха по-шумни при слаба светлина, по-малко детайлни, когато пикселът наднича в 100% мащаб, и не можеше да увеличи почти толкова далеч.

Това означава, че въпреки всички чудеса, които изчислителната фотография може да направи, в крайна сметка все още се нуждаете от съответния хардуер на камерата. Google наистина щеше да се върне и да си върне трона на камерата през 2021 г. със серията Pixel 6 и част от това беше свързано с персонализирания Tensor ISP. Може би по-важният фактор беше, че Google значително обнови хардуера на своята камера. Телефоните Pixel 6 възприеха 50MP GN1 сензор, който беше използван с голям ефект от Vivo, а моделът Pro внедри технологията за увеличение Periscope, въведена от Oppo и Huawei.

Apple, подобно на Google, също значително обнови хардуера на камерата на iPhone от най-високо ниво през последните две години, включително преминаване към 48MP основна камера.

Можете да продължите да настоявате за хардуер, без да пренебрегвате софтуера

Азиатските марки не се отказват от гледна точка на разширяването на границите с хардуера на камерата. Миналото лято Xiaomi и Sony представиха така наречения "1-инчов" сензор за камера, наречен IMX989. Въпреки че размерът на сензора всъщност не измерва точно 1 инч (именуването идва от старите конвенции за фотоапарати), той все още е 2,7x по-голям от сензора, използван в iPhone 13 Pro, който беше най-новият iPhone, наличен за сравнение по време на събитие.

По-големият сензор за изображения може да поеме повече информация за изображението и да създаде по-реалистична дълбочина на полето. Първият телефон с IMX989, Xiaomi 12S Ultra, може да произведе изображения, които са очевидно по-детайлни, с по-силен динамичен обхват, отколкото всеки друг телефонен изход. Имах привилегията да тествам почти всеки флагмански телефон, пуснат през 2022 г., и нарекох 12S Ultra най-добрият телефон с камера за 2022 г. въз основа на силата на този 1-инчов сензор. Не съм сам в това мислене, тъй като няколко технически рецензенти, известни с познанията си за камерата, като напр Влад Савов от Bloomberg, или ориентирани към камерата технологични медии, като напр PetaPixel и Светът на цифровите фотоапарати, го приветстваха като най-добрия телефон с камера, който също са използвали.

Сензорът за изображения не е единственият важен хардуер. Използването на превъзходен набор от лещи също може да подобри изображенията - което не трябва да е изненада. Последните няколко водещи телефона на Vivo, например, използват обектив с T-покритие на Zeiss, което забележимо намалява отблясъците на обектива или резките акценти в сравнение със снимките, заснети с обективи на други камери.

Междувременно Samsung и компанията за полупроводници Omnivision представиха 200MP сензор за изображения, който може да направи безумно групиране на пиксели 16 в 1. Надеждни слухове казват предстоящото Galaxy S23 Ultra ще използва такъв сензор с плътност на пикселите.

Би било неточно обаче да се каже, че азиатските марки просто сляпо преследват спецификациите. Разбира се, те все още разширяват хардуерните граници, но компании като Samsung, Xiaomi, Oppo и Vivo също са инвестирали милиони в изчислителни фотография чрез свои собствени ISP, създадени по поръчка. Този 200MP сензор, например, ще изисква много изчислителна фотография, за да може да изобрази 12,5MP изображение в реално време. От MariSilicon X на Oppo до V чиповете на Vivo, тези марки не преследват само хардуер в името на впечатляващи спецификации, но се фокусират и върху изграждането на отличен софтуер.

Може би след няколко години значението на софтуера отново ще поеме водеща роля, тъй като физическите ограничения на корпуса на смартфона в крайна сметка ще ограничат колко по-големи компоненти на камерата могат да получат. Въпреки това, към момента, през 2023 г., хардуерът на камерата е все още толкова важен.