Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиВКонтактеИгрыЗнакомстваНовостиПоискОблакоComboВсе проекты

Новый этап в развитии мобильной фотографии: что изменит в смартфонах использование жидкой линзы

Конец марта выдался жарким на технологии, благодаря проведенной презентации Xiaomi, где компания показала главную новинку этой весны — флагман Mi Mix Fold. Смартфон не стал революционным, поскольку оказался лишь ответом на складные аппараты от Samsung, Huawei, Motorola (Razr 2019) и другие гибкие устройства, начавшие заполнять рынок с конца 2018 года.

Однако новинка смогла кое-чем удивить — все дело в использовании инновационной камеры. В смартфоне применили очень интересную и перспективную технологию жидкой линзы, позволяющую существенно менять фокусное расстояние и заменять собой сразу несколько фотомодулей, предназначенных для разных целей (телефото и макросъемка, например). В СМИ сразу назвали данную инновацию прорывом в мобильной фотографии, но на деле это просто очередной этап в развитии камер, а не революция. Почему это именно так, вы поймете ближе к концу статьи.

Фото: CellphoneS

Что такое жидкая линза

Элемент оптики представляет собой конструкцию, включающую в себя специальную токопроводящую жидкость (различного рода водные растворы), заключенную между стеклом и гидрофобной жидкостью, например, маслом. Поскольку обе жидкие субстанции не смешиваются, никакие дополнительные мембраны для их изоляции друг от друга не требуется. Перед помещением их в своеобразный сосуд линзы, жидкости тщательно очищаются, чтобы демонстрировать максимально высокие показатели прозрачности.

Фото: corning.com

Зачем все это необходимо? Объясняем: чтобы вода и масло меняли свою форму и, соответственно, изменялось фокусное расстояние, на линзу подается напряжение. Чем выше напряжение, тем сильнее изменяется форма воды и масла, что позволяет серьезно расширить градацию фокусных расстояний. В теории жидкая линза способная фокусироваться на объекте на расстоянии от нескольких миллиметров от его поверхности и до бесконечности.

Во время загрузки произошла ошибка.
Изменение формы капли жидкости при подаче различного напряжения тока.

Природа — главный вдохновитель ведущих изобретателей

Откуда взялась идея создания жидких линз? На самом деле их придумала матушка-природа. Человеческий глаз — это самая настоящая жидкая линза, только в другом исполнении. Если в жидкой линзе изменяется форма капли под воздействием электричества, то в глазе изменяется форма хрусталика посредством напряжения мышц глаза. То есть ни тут, ни там никакие линзы друг относительно друга не двигаются, как это происходит в классической механической оптике. А раз нет лишних элементов, заодно существенно экономится и пространство, что сейчас особенно актуально.

Если говорить об искусственных жидких линзах, то их применяют с незапамятных времен. Саму идею предложили еще в конце 19 века, а в коммерческом оборудовании и спецтехнике жидкие линзы используются с 2002 года французской компанией Corning Varioptic. Именно она и стала первопроходцем в вопросе продвижения технологии в массы. Еще бы, это отличное решение для промышленных и портативных сканеров QR и штрих-кодов, которые считывают неограниченное количество кодов без остановки. Все из-за того, что такое решение имеет массу преимуществ перед классическими стеклянными или пластиковыми линзами.

Фото: corning.com

В 2005 году уже компания Samsung представила первый прототип мобильного фотомодуля с жидкой линзой на выставке CeBIT. Тогда это действительно было революцией. Однако шумиха вокруг разработки утихла до 2007 года. В то время снова отличилась Corning Varioptic, показав 2 МП цифровой фотоаппарат IVIN-2M с жидкой оптикой. Хотя это было давно, все же на тот момент 2 МП уже было маловато, а цена в 400 долларов откровенно «кусалась». Ведь, если верить самой Varioptic, стоимость производства жидкой линзы тогда не превышала 3-х долларов, поэтому откуда взялся огромный ценник на фотоаппарат, никто не понял. Революция вновь провалилась.

В очередной раз о системе жидкой оптики заговорили в 2009 году — в сети начали массово появляться патенты от техногигантов вроде Samsung, Sony, Olympus, Panasonic и прочих. Однако дальше чертежей дело не пошло, и вновь все поговорили и забыли. Затем какие-то телодвижения производились в 2017 году, но настоящая истерия началась именно сейчас. Все благодаря живому смартфону, пусть и глубоко нишевому, Xiaomi Mi Mix Fold. Но не Xiaomi единым — Huawei P50 также должен получить камеру с жидкой линзой, а затем обязательно подтянутся Samsung, поскольку это именно та компания, которая любит громкие технологии.

Однако если к процессу становления новых камер примкнет Apple, случится настоящая революция в мобильной фотографии. Почему-то именно купертиновцы последними используют новые технологии в своих гаджетах, но делают это так, что после все начинают слепо копировать. Так было со сканером отпечатков пальцев, голосовым помощником, использованием 2-х и более основных камер (включая «Портретный режим»), сканером Face ID и даже избавлением от привычного 3.5 мм миниджека.

Несмотря на массу достоинств, внедрять жидкие линзы никто не спешит. Почему?

Действительно, если ознакомиться с перечнем преимуществ, коими обладают жидкие линзы, возникает вопрос — почему прошло минимум 15 лет до внедрения их в смартфоны? Ответ прост: реализация технологии на практике намного сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Даже несмотря на следующий перечень серьезных достоинств:

  • жидкие линзы не требуют наличия движущихся частей для фокусировки на объекте, что существенно повышает их срок службы;.
  • они выдерживают неограниченное количество циклов деформации;
  • жидкие линзы в 5−10 раз быстрее фокусируются относительно классических линз;
  • они прочнее и устойчивее к вибрациям и механическим ударам;
  • они предлагают широкий диапазон фокусировочных расстояний, вплоть от 5 мм до бесконечности;
  • жидкие линзы обладают низким энергопотреблением;
  • они абсолютно бесшумны;
  • они позволяют моментально фокусироваться на объекте съемки.
Во время загрузки произошла ошибка.
Видео с демонстрацией сверхбыстрой автофокусировки.

На деле, на момент представления первых жидких линз еще в 2005 году компанией Samsung, технология была крайне сырой. Качество тогдашних жидких линз было откровенно плохим, и для мобильной камеры они не годились. Например, так сильно искажались цвета, что автоматике приходилось делать дополнительные снимки, в том числе и монохромные, объединять их и производить цветокоррекцию. Это сейчас смартфоны делают десятки кадров в режиме HDR и обрабатывают их за доли секунды для получения оптимального результата. 15 лет назад мобильные чипы не обладали такой мощностью и не могли позволить себе обрабатывать итоговый снимок десятки секунд

Сейчас же и процессоры, а точнее SoC, очень мощные, да и состав жидкостей найден максимально удовлетворительный, однако недостатки остались. Видимо, прозрачность и светосила такой линзы не сопоставимы с тем, что предлагают стекло и пластик. Достаточно ознакомиться со спецификациями Mi Mix Fold — жидкая линза в нем используется не в основной, а в телекамере. То есть компания не рискнула ставить ее на 108 МП главную камеру, а снабдила ею 8 МП телевик, позволив ему теперь и фокусироваться на расстоянии от 3 см, тем самым работать и в качестве макрокамеры.

Фото: blog-nouvelles-technologies.fr

Китайского чуда не случилось

Эффект разорвавшейся бомбы с Mi Mix Fold и его жидкой линзой произошел потому, что многие начали утверждать наличие в смартфоне 3-кратного оптического и 30-кратного электронного зума благодаря использованию жидкой линзы. На деле это не совсем так. В аппарате действительно есть 8 МП телекамера, но с фокусным расстоянием 80 мм, что обеспечивает смартфону 3-кратный оптический зум относительно стандартной камеры с фокусным расстоянием 27 мм. Жидкая линза в данном случае лишь позволяет телекамере фокусироваться на объекте на расстоянии от 3 см от его поверхности, а не около 60 см минимум, если бы использовались стандартные линзы.

Революция вновь отменяется? Нет!

Точнее, не совсем. Очевиден прогресс в разработке, и тот факт, что большие игроки активно начинают включаться в процесс, говорит об одном — производители вступили в новый этап развития мобильной фотографии. С каждым годом жидких линз будет становиться все больше, и есть надежда, что через 3−5 лет эта система действительно позволит отказаться от многокамерности, сведя нынешний набор из 4−5 фотомодулей максимум к двум, а то и вовсе к одному. И мы действительно получим все в одном, имея возможность бесшовного переключения от макрорежима и достигая солидного 50-, а то и вовсе 100-кратного зума. Впрочем, даже 5-кратное оптическое увеличение уже станет серьезным прогрессом.

Это тоже интересно:

Хиты продаж и новинки
Самые лучшие цены на смартфоны
Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
Подпишитесь на нас