Huawei и Leica учат заново держать смартфон
Свежий топовый аппарат компании - Huawei P20 Pro - продолжает оптическую коллаборацию с немецкой Leica, снимая одновременно уже на три(!) основных камеры. Как следствие, основное положение смартфона призвано теперь стать горизонтальным - на это прозрачно намекает соответствующее расположение камер, надписей и лого на задней панели.
Камеры в исполнении Huawei продолжают брать новые высоты (или глубины) значений светосилы. Напомним, чем меньше эти цифры, тем больше света улавливает матрица фотомодуля. У средней, Huawei P20, как это сейчас принято, сдвоенный основной модуль камер: одна - цветная на 12 Мп при показателе светосилы f/1.6, а вторая - монохромная, на 20 Мп при значении f/1.8. Всё это сулит вполне четкие кадры даже в сумерках.
У старшей модели, P20 Pro, основных камер три, и это парад «ядерных ракет»: одна на 8 Мп (f/2.4), другая на 20 Мп (f/1.6), а третья - на целых 40 Мп (f/1.8). Явно пора констатировать возобновление гонки мегапикселей, ведь и фронтальная камера у P20 Pro тоже метит в чемпионы со своими 24 Мп.
Подобные результаты стали возможны в немалой степени благодаря партнерству Востока и Запада - с того момента, когда партнером Huawei стала немецкая Leica, именитая оптическая компания.
В 1914 изобретатель Оскар Барнак вручную собрал прототип камеры Ur-Leica, первой в мире, использовавшей 35-мм пленку, а история компании продолжается уже больше века. Маленький городок Вецлар, где зародилась компания Leica, сегодня называют оптической Силиконовой долиной Европы.
При разработке первого прототипа камеры Leica Барнака мотивировала собственная страсть к фотографии и физические неудобства при использовании громоздких камер. Уменьшив свою модель, он невольно произвел революцию в истории фотографии - все начали носить портативные камеры, наблюдая за миром и запечатлевая его. Круг объектов и тем для фото значительно расширился, и культурное значение фотографии резко усилилось.
Технология цифровой обработки изображений – это процесс конвертации фотонов в электроны, а затем в байты. В целом камера на смартфоне работает как миниверсия большой цифровой камеры. И хотя смартфон физически не может быть больше «зеркалки» - даже наоборот, он постоянно «худеет» - качество мобильных изображений постоянно растет: разрешение, фильтры, оптическая стабилизация изображения, режимы украшения, ночной режим и даже подгонка оптимальных свойств кадра на основе искусственного интеллекта (это тренд последних двух лет).
Сотрудничество Huawei и Leica началось в конце 2013 года - и почти сразу же закончилось. Китайцы написали письмо с предложением о сотрудничестве, которое немцы сначала вежливо отклонила. Но спустя время компании всё же договорились о встрече. Возможно, помог юбилей Leica - в 2014 она отпраздновала столетие, переехав в новый офис, вид которого сверху напоминает символы 8 и 0 – образ двух основных сфер деятельности компании: производство биноклей и камер. А может быть, сыграла свою роль заинтересованность немцев в новых способах продвижения своих технологий в эпоху смартфонов.
Так или иначе, партнерство началось, а вместе с ним и масса проблем.
Несмотря на то, что камера смартфона заметно меньше обычной цифровой камеры, их компоненты одинаковы. Но оптическое проектирование мобильной камеры имеет естественные ограничения. Например, пластиковые объективы все еще не достигают качества оптических, и опыт разработки обычных объективов не вполне применим к мобильным устройствам из-за ограниченного физического размера. Кроме того, нужно было тщательно продумать объемы выпуска, массовое производство и цены в связи со сложностью обработки модулей объектива.
А еще при проектировании оптических систем необходимо найти баланс между высокими, средними и низкими частотами, чтобы обеспечить качество изображения с точки зрения деталей, объемов и контуров.
Немцы поставили высокую планку контроля над ореолами и вспышками: когда световые лучи, идущие от яркого источника света, бьют прямо в объектив, они могут отражаться и отскакивать от разных элементов объектива, например, диафрагмы и сенсора. И в результате на изображении появляются напоминающие череп тени (ореолы) и светлые пятна (вспышки).
Когда Leica представила свой метод тестирования специалистам и поставщикам Huawei, там сильно удивились: источник света, используемый немцами для тестирования, был в десятки раз ярче источников, которые используются обычно в мобильном производстве.
Немцы полагали, что только экстремальное освещение может обнаружить недостатки объектива, приводящие к появлению ореолов и вспышек. Такие линзы в принципе можно было сделать, но их массовое производство по доступной цене ставило перед инженерами очень сложную задачу.
Поэтому изначально объемы выпуска удручали: из 100 модулей объективов менее 10 были пригодны к использованию. Тем не менее, постепенно удалось достичь нужных параметров и готовности к массовому производству. Двойная камеры на вышедших два года назад моделях смартфонов P9 и P9 Plus – это первая камера Leica из серии SUMMARIT (светосила в диапазоне f/2.2 - 2.5) в мобильном устройстве, и с ее помощью можно было снимать яркий источник света практически без ореолов и вспышек.
Leica требовала идеалов и в других областях оптики. Так, например, в случае контроля измерения точности цветопередачи общий стандарт подразумевает передачу десятков цветных блоков, но немцы хотели свой стандарт - на уровне 140 цветных блоков. То же относится к требованиям к компонентам мобильных устройств, ISP-алгоритмам и постобработке.
