Hoje em dia, encontrar à venda um smartphone mais ou menos caro com uma câmera no painel traseiro é uma tarefa quase impossível. Por que? Porque vários sensores fotográficos permitem que você faça coisas que um único sensor não pode fazer. E há muitas abordagens para implementar essa ideia.

Neste artigo falaremos sobre isso. Por que a grande maioria dos smartphones topo de linha e de orçamento médio tem duas, três ou até quatro câmeras? Todos os meses, os fabricantes lançam telemóveis mais baratos com esta “funcionalidade”, pelo que não será supérfluo compreender o seu significado.

A abordagem “Dois (três, quatro) são melhores que um”

Diferentes módulos fotográficos e lentes podem desempenhar funções diferentes. Uma lente com abertura baixa e ângulo de visão amplo fará um ótimo trabalho ao capturar detalhes detalhados de um assunto em close, mas terá um desempenho ruim ao capturar um alvo em movimento. Uma lente longa permitirá fotografar algo à distância, mas permitirá que menos luz chegue ao sensor.

A questão aqui também é que os smartphones são coisas muito pequenas em comparação com câmeras completas. Um fotomódulo não pode ter espessura superior a alguns milímetros, o que impõe sérias restrições aos engenheiros. Adicionar várias câmeras é uma ótima maneira de contornar essas limitações.

A câmera principal do Galaxy S9 utiliza dois sensores idênticos, mas duas lentes diferentes.

Além disso, é muito importante lembrar o papel do pós-processamento de imagens. Os fabricantes de smartphones competem não apenas em quantas câmeras e quais lentes estão instaladas em seus dispositivos, mas também na eficiência de algoritmos altamente complexos que são responsáveis ​​pela combinação correta e bem-sucedida de todas as informações recebidas de diferentes sensores. Google, Sony, Samsung e outros têm outros completamente diferentes.

Como resultado, a imagem obtida com várias câmeras simplesmente torna-se objetivamente melhor do que o normal - graças ao pós-processamento, combina as vantagens de várias fotos ao mesmo tempo e as desvantagens de diferentes lentes e sensores são niveladas. É assim, por exemplo, que funciona a tecnologia HDR: várias fotografias são tiradas com diferentes níveis de exposição e o resultado é uma imagem HDR com uma ampla gama de cores.

Graças a vários sensores, todos os parâmetros da foto (e do vídeo, mas eles usam outros algoritmos mais rápidos e de qualidade inferior) são aprimorados - detalhes, nível de ruído, grau de desfoque e equilíbrio de cores. Basta lembrar que a presença de duas ou mais câmeras não garante de forma alguma um resultado agradável à vista - algoritmos de pós-processamento configurados corretamente são ainda mais importantes.

Um exemplo de como esses algoritmos funcionam é o efeito bokeh, que na maioria dos casos funciona de maneira completamente diferente das câmeras DSLR tradicionais. As câmeras dos smartphones simplesmente desfocam “inteligentemente” o fundo da imagem - com vários graus de sucesso. Às vezes, isso leva a resultados surpreendentes e, às vezes, ao aparecimento de artefatos estranhos (por exemplo, um iPhone em uma das versões mais antigas do firmware pode adicionar pequenos dentes aos dentes de uma pessoa sorridente).

Exemplos desta abordagem: iPhone X, iPhone XS, iPhone XS Max; Samsung Galaxy Nota 9, Galaxy S9; LG V30; Huawei Companheiro 20 Pro

Abordagem de zoom óptico

As câmeras dos smartphones são capazes de muitas coisas, mas há uma coisa que elas fazem muito mal: ampliar as imagens. Devido ao seu tamanho, as lentes dos telefones celulares simplesmente não são capazes de mudar o foco e capturar informações suficientes. As únicas exceções podem ser consideradas soluções estranhas como a usada no Samsung Galaxy S4 Zoom, mas simplesmente não criaram raízes.

Pois bem, a utilização de dois ou mais fotossensores permite-nos resolver este problema, pelo menos até certo ponto. A lente secundária dos smartphones modernos costuma ser projetada para fazer exatamente isso. O resultado não envergonhará uma câmera digital profissional com lente grande, mas ainda é muito melhor do que os resultados obtidos com um zoom digital convencional (que simplesmente amplia a imagem usando algoritmos relativamente primitivos).

Por exemplo, a Apple chama a câmera principal dos iPhones de última geração de “grande angular” e a câmera secundária de “telefoto”. É o auxiliar que ajuda a ampliar a imagem aproximadamente duas vezes mais sem muita perda de qualidade.

Normalmente, os sensores secundários (ou um dos três ou quatro) possuem um indicador de transmissão de luz diferente do principal - a relação entre a abertura e o diâmetro da lente. Aqui também entram em jogo algoritmos, sem os quais a combinação de duas imagens seria simplesmente impossível. Diferentes fabricantes adicionam seus próprios “truques” a tudo isso - por exemplo, a Samsung permite “complementar” uma imagem aproximada com áreas faltantes que foram capturadas pelo módulo principal e processadas por um algoritmo separado para melhor corresponder à imagem do secundário.

Exemplos desta abordagem: iPhone X, iPhone XS, iPhone XS Max; Samsung Galaxy Nota 9, Galaxy S9; LG V30

A abordagem do Mágico de Oz

Ok, “O Mágico de Oz” não é exatamente um termo técnico. É simplesmente assim que proporíamos chamar uma abordagem em que fotossensores coloridos e monocromáticos (preto e branco) são usados ​​simultaneamente.

As configurações usuais de fotos em tais smartphones permitem que você obtenha uma foto com um nível de detalhe mais alto - novamente, os notórios algoritmos pegam informações de uma foto monocromática e as adicionam a uma colorida, melhorando-a visivelmente.

Imagens capturadas pelo sensor monocromático e pelo sensor de cores do Essential Phone.

Novamente, aqui depende muito da implementação dos algoritmos. Além de aumentar o nível de detalhe da imagem, o sensor monocromático também permite que o sistema de foco automático funcione mais rápido, e ainda mostre ao usuário o resultado de múltiplas lentes em tempo real.

Algumas empresas – por exemplo, a Huawei com seu P20 Pro – usam várias das abordagens que descrevemos ao mesmo tempo. O P20 Pro possui três sensores – um sensor principal de 20 megapixels, um auxiliar com zoom triplo e um monocromático, que melhora a clareza da imagem final.

A abordagem do Google Pixel e o futuro da indústria

E o Google com seus carros-chefe Pixel 3 e Pixel 3 XL? Esses modelos são considerados topo de linha e usam apenas uma câmera no painel traseiro – por quê? Bem, tudo é extremamente simples aqui.

O Google é uma empresa que, talvez, tenha coletado mais informações no decorrer de suas atividades do que qualquer outra organização que já existiu em nosso planeta. À sua disposição estão milhares, milhões e bilhões de fotografias e vídeos nos quais algoritmos de IA são treinados em servidores poderosos.

Você entende do que se trata? O Google acredita (e com razão - basta olhar para a classificação do DxOMark) que os algoritmos estão no comando de tudo e só precisam de uma imagem para fazer maravilhas. E funciona! Basta olhar para os resultados extraordinários do modo noturno do Pixel 3 ou de seus retratos. Em geral, esta abordagem também tem o direito de existir. Esses algoritmos produzirão resultados ainda mais impressionantes se o Pixel 4 tiver dois ou três módulos fotográficos? Tudo depende dos engenheiros do Google e da sua disposição em assumir riscos. Bom, por enquanto, seus aparelhos já estão quase à frente de todos os concorrentes.

Qual é o próximo? E então tudo ficará ainda mais interessante. A HMD Global, por exemplo, trará um novo smartphone carro-chefe Nokia 9 PureView para a exposição Mobile World Congress 2019 em Barcelona, ​​​​que receberá até cinco câmeras. Para que todos eles serão necessários? Ainda não está claro. E em 2019, os smartphones passarão a utilizar sensores especiais como o 3D Time-of-flight, que, ao medir a velocidade da luz se movendo em direção a um objeto e voltando, permitem calcular a profundidade de sua localização no quadro. Esses sensores, aliados aos tradicionais, devem deixar as fotos ainda mais realistas e detalhadas.

Como escolher um smartphone que tire fotos e grave vídeos melhor que outros? Anteriormente, o principal conselho era “não se deixe enganar pela quantidade de megapixels”, mas agora também foi acrescentado “não se deixe enganar pela quantidade de câmeras”. O principal é o resultado, basta avaliá-lo com base em avaliações de especialistas. Por exemplo, o mesmo laboratório DxOMark.

Este ano, a tendência de aumento do número de câmeras nos smartphones é especialmente visível. Além da marca Google Pixel, não existem mais marcas significativas cujo sortimento inclua modelos apenas com uma única câmera “normal”.

E se antes apenas os smartphones de ponta recebiam câmeras duplas, hoje elas já são amplamente encontradas em aparelhos intermediários e até mesmo de entrada.

Este ano também se destaca pelo aparecimento do smartphone Huawei P20 Pro, onde já foram instaladas não duas, mas três câmeras no painel traseiro!

Voltaremos ao Huawei de três câmeras mais tarde, mas por enquanto vamos falar sobre módulos comuns de câmeras duplas.

O que uma câmera dupla oferece?

Devido à paralaxe natural de duas câmeras colocadas a uma certa distância, é possível implementar melhor o efeito de desfoque de fundo digital. Em muitos smartphones modernos, este modo está associado à fotografia de retratos.

O assunto permanece nítido e o fundo fica ainda mais desfocado.

Desfocar um objeto (Samsung Galaxy S9+)

Tiro normal
Aplicando um efeito de desfoque

A imagem resultante começa a se assemelhar a imagens de câmeras de sistema sério, onde esse desfoque, também chamado de bokeh, é obtido naturalmente devido às peculiaridades da combinação matriz-lente.

Antes do advento das câmeras duplas, esse efeito também estava presente entre as funções de alguns smartphones, mas, como mencionado acima, com câmeras duplas o desfoque pode ser melhorado, embora, claro, ainda não seja perfeito.

Uma (segunda) câmera adicional também pode ter um ângulo de visão diferente.

Se o ângulo de visão for mais amplo que o da câmera principal, uma área de filmagem mais ampla será incluída no quadro. Esta opção de implementação não é encontrada com muita frequência em smartphones. Como exemplo podemos citar os smartphones LG (G5, G6, LG G7 ThinQ, V20, V30).

O LG G5 possui uma câmera adicional com um ângulo de visão mais amplo

Escolhendo entre as câmeras principal e secundária com amplo ângulo de visão no smartphone LG G5 se

Uma opção mais comum é quando a câmera adicional possui um ângulo de visão mais estreito. Como resultado, a função de zoom é implementada. Normalmente, a distância focal equivalente da câmera secundária é o dobro da distância focal equivalente da câmera primária, resultando em um zoom de 2X.

Isso é encontrado em smartphones da Apple iPhone, Samsung, HTC e muitos outros.

A câmera secundária do Samsung Galaxy S9+ possui uma distância focal equivalente maior e oferece um campo de visão mais estreito

Fotografar com as câmeras principal e secundária com zoom 2X (Samsung Galaxy Note8)

Câmera principal
Câmera adicional

Mas ainda existem situações em que ambas as câmeras têm o mesmo ângulo de visão. Isso é implementado nos principais smartphones Huawei e Honor. Aqui é usada uma solução proprietária, onde o sensor da câmera adicional não é colorido, mas preto e branco (não há filtros de cores nos pixels).

Segundo a fabricante, os dados recebidos dos dois sensores são combinados na imagem final, o que traz um benefício na qualidade. Além disso, é possível criar fotografias “naturais” em preto e branco usando a matriz sem filtros de cores.

Aliás, em seu primeiro e até agora único smartphone com câmera dupla, o Sony Xperia XZ2 Premium, a fabricante utilizou uma solução semelhante à Huawei com os mesmos ângulos de visão e o uso de uma câmera preto e branco adicional.

Dê-nos mais! O surgimento de um smartphone com três câmeras

Este ano, a Huawei lançou um smartphone muito interessante, o P20 Pro, em termos de fotografia. Seu diferencial é a presença de três câmeras no painel traseiro!

O resultado final é que à combinação tradicional da Huawei de duas câmeras com os mesmos ângulos de visão (preto e branco principal e adicional), outra câmera com um ângulo de visão mais estreito foi adicionada. Vale ressaltar que neste caso a distância focal equivalente não é duas vezes maior, como de costume, mas três vezes. Acontece que o zoom já é três vezes (3X).

Rochas subaquáticas

Via de regra, as câmeras adicionais não são tão boas quanto as principais. Isso se deve a características técnicas e financeiras.

Eles são, via de regra, mais simples, possuem tamanho de sensor menor, menor taxa de abertura, são significativamente inferiores aos principais em autofoco e sensibilidade, muitas vezes carecem de sistema de estabilização óptica, não suportam uma série de funções, etc.

Não é de surpreender que em condições difíceis (à noite ou com iluminação insuficiente), mesmo que uma câmera adicional seja selecionada, a filmagem ainda possa ser realizada pela principal (isso é fornecido pelos desenvolvedores).

A diferença entre as câmeras pode ser ainda mais perceptível nos smartphones intermediários e básicos, onde o lixo absoluto é instalado como adicional.

Um pouco de história

Os primeiros smartphones com câmeras duplas começaram a aparecer há muito tempo.

Você pode se lembrar do LG Optimus 3D, lançado em fevereiro de 2011, apareceu em março de 2011 e foi anunciado cerca de um ano depois.

Mas o propósito das câmeras duplas dos modelos acima era completamente diferente. Naquela época, o vídeo 3D (estereoscópico) estava em alta e eram necessárias câmeras duplas para tirar fotos e vídeos estereoscópicos, que poderiam então ser visualizados com efeito 3D em telas especiais desses smartphones.

A primeira tentativa de usar uma câmera dupla para destacar um objeto em um quadro com desfoque pode ser chamada (março de 2014). Mas é preciso dizer que a qualidade do desfoque no One (M8) era muito ruim.

Em dezembro de 2014, o Honor 6 Plus apresentava uma câmera dupla para desfoque de fundo e fusão de fotos.

Samsung Galaxy Note8

Sony e HTC resistiram por muito tempo (exceto HTC One (M8)). Assim, as empresas liberaram seus primogênitos de duas câmaras apenas em 2018.

Sony Xperia XZ2 Premium

À primeira vista, pode parecer que a câmera dupla é apenas mais uma jogada de marketing. Mas, na realidade, isso não é inteiramente verdade. No artigo “Fotografia amadora: escolhendo equipamentos”, já escrevemos que a principal desvantagem dos smartphones em relação às câmeras digitais compactas é a falta de ampliação óptica ou “zoom”. Uma câmera tradicional de smartphone possui uma lente grande angular, que, em primeiro lugar, não é nada adequada para fotografar rostos - elas acabam sendo muito convexas, com uma geometria pouco natural. Em segundo lugar, alguns objetos distantes revelam-se geralmente pequenos.

A lente zoom nas câmeras tem um design bastante complexo, mas, em suma, as lentes nela se movem cada vez mais perto umas das outras. É por isso que todas as lentes das câmeras são tão convexas, com exceção de alguns modelos de câmeras compactas da Sony, onde a lente fica nivelada com o corpo, um espelho é simplesmente instalado dentro a 45 graus e as lentes se movem ao longo do corpo .

Resumindo, há simplesmente muito pouco espaço para toda esta mecânica e ótica num smartphone. Você pode diminuir a matriz (fotossensor) e as lentes, mas a qualidade da imagem será prejudicada. Parece que a situação é de impasse.

Mas a solução acabou sendo muito simples - basta instalar não uma câmera, mas duas, com diferentes distâncias focais de lentes. Deixe uma lente ter uma distância focal equivalente, por exemplo, 24 mm (grande angular) e a segunda - 50-55 mm (distância focal normal). Desta forma, você pode realizar zoom óptico de 2x simplesmente trocando de câmera no software.

Considerando que hoje em dia o custo do próprio módulo da câmera em um smartphone (mesmo que seja de altíssima qualidade) não é tão alto, dobrar a câmera praticamente não tem impacto no preço dos smartphones carro-chefe.

No entanto, o zoom óptico não é o único uso da segunda câmera. Antes do zoom 2x se tornar uma tendência, vários fabricantes usavam a segunda câmera para outros fins. No LG G6, o módulo adicional tinha, ao contrário, uma distância focal ainda menor, transformando-se assim em uma lente ultra grande angular. E no Huawei P9, a segunda câmera tirava apenas fotos em preto e branco, mas com maior sensibilidade à luz. O software do smartphone combinou as imagens das duas câmeras, conseguindo menos ruído e maior nitidez do que usando apenas a primeira câmera.

Porém, como a moda da segunda câmara foi essencialmente introduzida pela Apple no seu iPhone 6 Plus, mais cedo ou mais tarde todos os fabricantes chegaram exactamente à solução que esta empresa introduziu, nomeadamente: zoom óptico 2x. Porém, como já vimos com o Huawei P9, as informações de ambos os módulos podem ser utilizadas para melhorar a qualidade das imagens.

Na verdade, a câmera dupla expande a funcionalidade da fotografia do smartphone. Por exemplo, permite que o software separe o fundo do assunto (o assunto é aquilo em que a lente da câmera está focada). O fundo pode então ser desfocado para criar a impressão de um retrato “profissional” ou totalmente removido - como se o retrato tivesse sido tirado em um estúdio profissional.

Além disso, quase todos os fabricantes de smartphones prometem unanimemente que, em qualquer caso, ao fotografar, as informações de ambas as câmeras serão usadas para filtrar o ruído e obter maior nitidez. Isso, no entanto, pode acabar sendo apenas uma jogada puramente de marketing. Por exemplo, se você comparar o iPhone 8 de “câmara única” e o iPhone 8 Plus de “câmara dupla”, verifica-se que ao fotografar com uma câmera grande angular não é possível notar nenhuma diferença. A menos que os dados da câmera grande angular sejam usados ​​ao fotografar com a segunda câmera - isso faria sentido. O fato é que, novamente, as leis da física não permitem que as tecnologias atuais implementem a mesma abertura para câmeras grande angular e “normais” de smartphones, então a câmera grande angular principal tem uma abertura maior e é capaz de fotografar com menos ruído no escuro do que o adicional.

Uma das principais tendências no mundo dos smartphones em 2017 foram as câmeras duplas. Isso está longe de ser uma inovação, já que a HTC decidiu usar dois módulos de câmeras simultaneamente em smartphones pela primeira vez no Evo 3D (2011) e posteriormente no One M8 (2014). A implementação taiwanesa não ganhou grande popularidade no mercado. E assim, em 2017, os fabricantes decidiram voltar a contar com câmeras duplas.

Desta vez deu tudo certo. Após o lançamento do LG G5 em 2016, a Apple decidiu responder aos seus concorrentes - tornou-se o primeiro carro-chefe da empresa com câmera dupla. Como resultado, quase todas as empresas conhecidas adotaram câmeras duplas - agora elas são usadas por Samsung, Apple, Huawei, LG, Nokia, Xiaomi, Meizu, Lenovo (Motorola), Essential, ZTE e até mesmo pequenos fornecedores chineses como UMIDIGI, Doogee, Vernee e outros.

HTC Evo 3D com câmera dupla, 2011

Todos eles usam diferentes sistemas de câmera dupla: alguns focam em um sensor monocromático, alguns em grande angular e outros em lentes telefoto. A Trashbox decidiu descobrir o que esta ou aquela dupla de fotomódulos oferece, como funciona e quais as vantagens e desvantagens das soluções utilizadas pelos fabricantes.

Sensor de profundidade

Começaremos com o sensor de profundidade, pois esta é a forma mais simples possível de sistema de câmera dupla. Neste caso, a câmera principal é acompanhada por um segundo sensor, cuja única função é criar um mapa tridimensional da área do objeto que está sendo fotografado. Como você deve saber, uma pessoa vê o mundo tridimensional em uma projeção bidimensional, mas é capaz de formar uma imagem completa da distância, forma, tamanho e profundidade dos objetos ao seu redor. Nossos olhos são os responsáveis ​​por isso, possuindo capacidade estereoscópica devido às diferentes perspectivas.

O sensor de profundidade no sistema de câmera dupla funciona de forma semelhante à câmera principal. Usando o módulo secundário, a câmera dupla pode informar aproximadamente a que distância os objetos estão na frente dela em relação um ao outro. Essas informações são então usadas para separar o objeto em primeiro plano do plano de fundo.

Um exemplo de como funciona o sensor de profundidade no HTC One (M8)

A principal característica de uma câmera dupla com este sensor é criar um efeito de profundidade de campo realista. A tecnologia em sua forma vem de câmeras DSLR com seus grandes sensores e lentes, mas os smartphones não conseguem recriar o efeito da mesma profundidade de campo rasa. O sensor de profundidade detecta primeiro os limites do objeto em primeiro plano e depois aplica um efeito de desfoque à área circundante. Noto que o resultado obtido é muito próximo, mas ilusório.

Na teoria e na prática, o sensor de profundidade tem suas armadilhas. Se o assunto que você está fotografando não tiver profundidade (por exemplo, você pode estar fotografando algo plano), a câmera não será capaz de detectar isso e, junto com o fundo, desfocará as bordas do objeto. Mesmo que o sensor de profundidade faça seu trabalho perfeitamente, o resultado não parece natural em nenhum caso. Nas câmeras DSLR, a intensidade do desfoque aumenta com a distância do ponto de foco. Este não é o caso dos smartphones.

Os sistemas de câmera dupla com sensor de profundidade especial são uma das duplas mais raras de módulos fotográficos. Pela primeira vez, tal sistema foi instalado no carro-chefe HTC One (M8) - este é o exemplo mais popular. Hoje em dia, o sensor de profundidade é usado em smartphones como o Lenovo K8 Plus, ou seja, não em modelos emblemáticos.

Câmera monocromática

Uma implementação um pouco mais popular de um fotomódulo secundário é uma câmera monocromática. Nesse sistema, a câmera principal é complementada por um sensor semelhante, cuja peculiaridade é o disparo monocromático. Ambas as câmeras geralmente possuem os mesmos sensores, taxas de abertura, lentes e sistemas de foco. A única diferença entre as duas é que a segunda câmera não possui filtro de cores RGB. Isso significa que um sensor monocromático não pode capturar informações de cores, mas pode capturar mais luz do que uma câmera normal.

Uma câmera dupla com sensor monocromático tira duas fotos ao mesmo tempo. O princípio operacional de tal sistema é combinar imagens de ambas as câmeras em uma única imagem. Como resultado, as duas imagens combinadas apresentam informações mais detalhadas e um nível de ruído reduzido. Além disso, você só pode tirar fotos em preto e branco com uma câmera monocromática e obter a mais alta qualidade de imagem. O módulo de cores não consegue fornecer esse resultado mesmo depois de aplicar o efeito P&B.

Modo P&B da câmera monocromática no Huawei P9

Um dos primeiros smartphones com uma câmera monocromática adicional é o carro-chefe Huawei P9. Desde então, a empresa chinesa continuou a melhorar o seu sistema de câmara dupla e hoje possui o melhor sistema de sensor monocromático. É importante notar que a Leica, um popular fabricante alemão que produz câmeras e ópticas premium, está envolvida no desenvolvimento de câmeras duplas e algoritmos de processamento para a Huawei.

Câmera grande angular

Pela primeira vez, uma câmera dupla com lente grande angular estreou no smartphone LG G5 no início do ano passado. A LG instalou um sensor primário de 16 megapixels (29 mm) com abertura f/1.8 e um sensor adicional de 8 megapixels (12 mm) com abertura f/2.4 em seu novo carro-chefe. A distância focal de 12 mm dá à câmera secundária um campo de visão significativamente mais amplo, que captura uma área muito mais ampla da cena sem a necessidade de se afastar deliberadamente do assunto.

A câmera grande angular é usada principalmente nos carros-chefe da LG. A Motorola equipou recentemente seu novo smartphone Moto X4 com tal sistema. A lente grande angular traz uma perspectiva única à fotografia móvel que nenhuma outra câmera de smartphone pode oferecer. Além de seu valor prático (como capturar um grande grupo de pessoas de perto), um sensor grande angular também permite criar belas paisagens capturando a totalidade ou pelo menos a maior parte da cena.

Modos grande angular e ultra grande angular no LG G5

As primeiras gerações de câmeras grande angulares tiveram suas desvantagens. Os usuários do G5 e V20 reclamaram da baixa qualidade de imagem em ângulos de visão ultra-amplos e severa distorção de cena nos cantos. No entanto, a LG continua a melhorar constantemente sua configuração de câmera dupla com lente grande angular. No mais recente carro-chefe V30, a lente secundária perdeu suas principais desvantagens - a qualidade da imagem melhorou visivelmente e a distorção nas imagens tornou-se significativamente menor.

Com uma boa implementação, esse sistema de câmera dupla pode ser muito útil quando se trata de determinados cenários fotográficos. A LG está seguindo seu próprio caminho e isso é bom.

Câmera telefoto

Chegamos à última e mais comum opção de todos os sistemas de câmera dupla – telefoto. Neste design, o módulo primário é conectado a um segundo sensor com lente telefoto. Telefoto é exatamente o oposto de um sistema de câmera grande angular. Na verdade, ele permite que você amplie apenas o assunto que está sendo fotografado, e não a cena inteira.

Desde o lançamento do iPhone 7 Plus (primeiro smartphone da Apple com câmera dupla), os fabricantes voltaram sua atenção para a lente telefoto como segunda câmera para smartphones da marca. A telefoto oferece atualmente zoom óptico de 2x, o que significa que o sensor secundário em tal sistema tem o dobro da distância focal. A OPPO revelou um inovador sistema de câmara dupla com zoom óptico recorde de 5x no MWC 2017 em Barcelona, ​​​​mas esta solução ainda está longe do lançamento comercial.

Grande angular (parte superior) e telefoto (parte inferior) no iPhone 7 Plus

Uma lente telefoto tem muitas vantagens. Em primeiro lugar, o que é mais óbvio é conseguir um zoom óptico de 2x sem perda de qualidade de imagem. O upscaling da fotografia em smartphones tem sido em grande parte digital até agora, mas com uma lente telefoto você pode se aproximar rapidamente do assunto com perda mínima de qualidade. E como o zoom digital agora é aplicado sobre o zoom óptico 2x, os resultados são muito mais eficazes.

Modo retrato com recurso de iluminação de estúdio no iPhone 8 Plus

Fotografar com teleobjetiva tem outras vantagens. As câmeras telefoto são ótimas para retratos porque têm distorção mínima e capturam o assunto de maneira mais suave do que uma lente grande angular. A maioria dos fabricantes hoje também implementa um efeito de desfoque de fundo. A combinação de uma lente telefoto e desfoque de fundo traz a fotografia clássica de retratos quase ao nível de uma DSLR - o resultado é tão impressionante que nem todos serão capazes de ver a diferença. Claro, não devemos esquecer os algoritmos de processamento modernos.

Quais são as desvantagens

A única desvantagem da maioria dos sistemas de câmera dupla é que nenhum fabricante conseguiu atingir a paridade total para ambos os módulos. Sensores adicionais possuem abertura menor em relação à câmera principal (de f/2.4 a f/2.8, enquanto as câmeras convencionais já atingiram recorde de f/1.6) e não são equipados com estabilização ótica de imagem. Este ano, apenas dois carros-chefe receberam OIS para duas câmeras simultaneamente – o Samsung Galaxy Note 8 e o Apple iPhone X.

Devido a esta diferença nas características das câmeras duplas, há uma discrepância notável na qualidade quando se trata de fotografar com um módulo específico (somente grande angular ou apenas telefoto). No entanto, o nível de recursos fotográficos que dispositivos móveis como o Galaxy Note 8 ou o iPhone X oferecem hoje é incrivelmente alto.

Quais são as perspectivas?

O desenvolvimento de câmeras de smartphones nos últimos anos realmente superou todas as expectativas. Não há dúvida de que a tecnologia de câmera dupla é o futuro da fotografia móvel. Já agora eles estão equipados não apenas com carros-chefe, mas também com dispositivos de classe média, bem como até mesmo com alguns modelos econômicos. Nova vida para fotografias em preto e branco, modo retrato com fundo desfocado direto de DSLRs, zoom sem perdas de alta qualidade, maior detalhe - tudo isso agora pode ser feito por smartphones graças às câmeras duplas.

Em fevereiro do ano passado, já escrevi no blog sobre o fato das câmeras duplas. Na verdade, foi isso que aconteceu (não sou um analista líder, na verdade, era simplesmente óbvio :)). No final, a fotografia móvel precisa ser desenvolvida em algum lugar; simplesmente aumentar os megapixels é ineficaz. E como o tamanho fisicamente pequeno dos sensores das câmeras dos telefones e as limitações ópticas não permitem “virar”, temos que procurar soluções alternativas.

Hoje, HTC, LG, Huawei, Xiaomi, ASUS, ZTE, Lenovo e, claro, Apple têm carros-chefe com câmeras duplas (claro, não só eles). Talvez apenas a Samsung, por algum motivo, tenha ignorado essa tendência. Possivelmente devido a problemas técnicos. Afinal, ouvi recentemente que o protótipo inicial do Galaxy S8 ainda tinha um módulo duplo.

Deve-se notar que a tecnologia em si não é nova. Se você se lembra, em 2010-2011 houve um boom no 3D doméstico. E isso afetou não só as televisões, mas também os smartphones. Os modelos HTC Evo 3D e LG Optimus 3D foram equipados com módulos de câmera duplos para gravar vídeo 3D e suas telas exibiam conteúdo 3D sem óculos. Esta é uma tendência no mercado até para televisores. E os telefones produziram uma imagem de “cego” e ninguém gostou deles. Câmeras duplas foram usadas apenas para criar fotos e vídeos estéreo. Mas os benefícios da tecnologia são na verdade maiores.

O que há de bom em duas câmeras principais?

Em primeiro lugar, duas câmeras ampliam o “campo de visão”. Se houver apenas um módulo, ele é universal - adequado tanto para fotografia de paisagem quanto para macrofotografia. Mas o segundo módulo pode ser instalado com um amplo ângulo de visão e capturar panoramas interessantes sem colagem de “software”.

Em segundo lugar, o módulo duplo aumenta a clareza e o contraste das fotos. Cada câmera pode fotografar de maneira ligeiramente diferente, enfatizando detalhes diferentes. Os dois quadros são então combinados para criar a imagem perfeita.

Em terceiro lugar, o zoom óptico. Se desejar, pode ser instalado um módulo de câmera, mas isso aumentará o tamanho do smartphone, o que não é bom para o fabricante. Quando há duas lentes, uma pode ser grande angular (captura mais no quadro) e a segunda pode ser grande angular (veja mais adiante). Dessa forma, você pode obter zoom de 2 a 3x sem comprometer a qualidade da imagem.

Bem, o quarto é um lindo bokeh (desfoque de fundo). Em princípio, smartphones com módulo único podem fazer algo semelhante, mas com câmeras duplas o efeito é muito melhor. Isso ocorre porque a primeira câmera foca no objeto selecionado e a segunda desfoca efetivamente o fundo. As imagens são então costuradas.

Essas são todas as principais vantagens dos módulos duplos. No entanto, cada fabricante implementa a tecnologia de maneira diferente, então vamos nos aprofundar nos detalhes.

Abordagem da Apple

Como você sabe, apenas o iPhone mais antigo – 7 plus – é dotado de câmera dupla. Em primeiro lugar, com este passo a Apple resolveu um problema importante no mundo móvel – a dificuldade de usar um zoom óptico completo. Conforme descrito acima, a segunda câmera possui uma lente de longa distância focal e, comparada à primeira, oferece zoom sem zoom digital. Tudo funciona muito bem, graças ao software.

O facto das duas câmaras terem distâncias focais diferentes também beneficia da opção de fotografar retratos. Mais uma vez, já escrevi sobre esse “recurso” acima - as imagens de duas câmeras são combinadas, como resultado, o objeto fotografado fica o mais nítido possível e o fundo fica artisticamente desfocado. Talvez às vezes o efeito pareça muito “artificial”, mas ainda assim as duas câmeras o implementam muito melhor do que soluções puramente de software.

A Apple também tem imitadores. O novo ASUS Zenfone 3 Zoom (lançado no início deste ano) também possui uma câmera dupla. E ao contrário do seu antecessor, o ZenFone Zoom (que usava um sistema multi-lente) oferece zoom 2x puramente devido às diferentes distâncias focais. O modelo também suporta fotografar retratos lado a lado e também possui foco automático com detecção de fase super-rápida.

LG

Muito antes do lançamento do sétimo iPhone, foi lançado o carro-chefe modular LG G5 com câmera dupla. É verdade que poucas pessoas vão se lembrar desse fato, já que o telefone quase nunca foi visto no mercado. Tentaram deixar o G6 completamente diferente, mas ele ainda tem duas câmeras principais.

É interessante que a LG use a tecnologia de câmera dupla de maneira diferente de outros fabricantes. A segunda lente aqui não é de foco longo, mas sim grande angular - com um ângulo de visão de até 125 graus. Não há análogo ao zoom óptico, mas você pode fotografar panoramas lindos - MUITO cabe no quadro! É verdade que as bordas podem ficar “borradas”, mas isso não é crítico para todos.

Huawei

Esta marca foi uma das primeiras a “reviver” a câmara dupla num smartphone. O modelo Honor 6 Plus foi colocado à venda no início de 2015. Desde então, os carros-chefe da Huawei sempre lançaram módulos duplos. Incluindo o popular P9 e o mais novo P10. E há uma característica muito interessante aqui: uma câmera tira imagens exclusivamente monocromáticas. Isso significa que ele captura mais luz, produz melhor nitidez e também é ideal para fotografar com pouca luz. Como resultado, a imagem das duas câmeras é combinada em uma imagem de alta qualidade.

Uma vantagem “lateral” é que você pode tirar fotos em preto e branco de excelente qualidade (ou seja, melhor do que as normais que são programaticamente “descoloridas”).

No entanto, a Huawei não é a única a utilizar esta tecnologia. No outono passado, a gigante do hardware Qualcomm anunciou a plataforma Clear Sight, outra personificação da mesma ideia com fotos monocromáticas. As câmeras são fornecidas em um “chip” pronto, qualquer fabricante de smartphone pode utilizá-lo facilmente. Em particular, o Xiaomi Mi 5s Plus possui a tecnologia Clear Sight.

O passado, presente e futuro das câmeras duplas

Conforme mencionado na introdução, o atual boom de câmeras duplas não é o primeiro desse tipo. Era uma vez os coreanos pioneiros em termos de tecnologia - em 2007, o modelo Samsung SCH-B710 foi lançado para o mercado nacional. Estava equipado com duas câmeras (1 MP cada), e o display podia reproduzir imagens estéreo. Aparentemente, o telefone não se popularizou, já que não houve sequência.

Em 2011, foram vendidos o LG Optimus 3D Max e o HTC Evo 3D tri-dash. Os modelos de nicho dificilmente atraíram a atenção dos compradores. E como as duas câmeras principais eram utilizadas exclusivamente para filmar em 3D, o que não se popularizou, eles não desenvolveram a ideia.

Em 2014, a HTC, numa vã tentativa de recuperar o interesse pelos seus produtos, voltou a lembrar-se da tecnologia de duas câmaras. O carro-chefe HTC One M8 foi equipado com uma câmera principal e secundária (4 MP UltraPixel + 2 MP). O segundo era adequado apenas para desfocar o fundo. E isso foi feito opcionalmente - depois de filmar na galeria.

A mesma tecnologia foi então usada pela ZTE na série Axon e no phablet Grand X Max 2, e pela Xiaomi no Redmi Pro. Além de vários outros fabricantes chineses. Ainda é relevante hoje. A Huawei tem uma implementação semelhante de “câmara dupla” no modelo de orçamento Honor 6X. Um módulo é de 12 megapixels completo, o segundo é um auxiliar de 2 megapixels (útil apenas para “bokeh”, mas ainda assim um “recurso” interessante para se destacar entre os concorrentes).

Às vezes, duas câmeras são instaladas no painel frontal do smartphone. A função “zoom” é relevante aqui - você pode tirar selfies regulares e em grupo sem dificuldade. Esta implementação é encontrada no LG V10/V20, Vivo X9.

Os carros-chefe atuais já foram mencionados acima - iPhone 7+, LG G6, Huawei P9/P10.

O que o futuro reserva para câmeras duplas? A Oppo apresentou uma tecnologia interessante no início deste ano. Chama-se Zoom Óptico de Precisão 5X – como você pode entender facilmente, estamos falando de zoom óptico 5x. Ele também usa dois sensores fotográficos, mas não há duas lentes no corpo do smartphone. Um dos sensores fica escondido dentro do corpo, é utilizado um sistema de lentes móveis, localizado em um ângulo de 90 graus. Graças a isso é possível manter o corpo extremamente fino do smartphone. Em geral, o design lembra um periscópio (a luz chega ao sensor através de um prisma especial e uma janela de vidro).

É claro que, com tal ampliação, qualquer aperto de mão irá desfocar o quadro. Portanto, a OPPO também desenvolveu um sistema avançado de estabilização óptica tanto para o fotossensor quanto para o prisma: a correção é realizada em incrementos de 0,0025 graus. Os smartphones com suporte ao superzoom OPPO ainda não foram lançados, estamos aguardando.

Outra tecnologia que utiliza múltiplas câmeras em smartphones foi desenvolvida nas entranhas do projeto Google Tango. Estamos falando de realidade aumentada aqui. É verdade que são necessárias mais câmeras - três ou mais. E todos eles servem para coletar informações sobre o que está acontecendo ao redor e simular a realidade virtual. Aliás, já existem smartphones na plataforma Tango, por exemplo, Asus ZenFone AR. Acho que a ideia pode muito bem decolar, e não é à toa que o Google está trabalhando nisso.

De qualquer forma, o uso de múltiplas câmeras principais em smartphones é um tema interessante e promissor. Você também pensa assim? Você gostaria de um smartphone com câmera dupla? Ou é tudo mimo?