Da 0,11 megapixel agli assistenti di reti neurali: come si sono evolute le fotocamere negli smartphone
Dispositivi / / January 06, 2021
La fotocamera di uno smartphone è diventata parte integrante della nostra vita: con il suo aiuto puoi sempre catturare un momento importante e condividerlo con gli altri. Tuttavia, perché tutto ciò diventasse reale, ci sono voluti 20 anni di progresso tecnico, una ridistribuzione del mercato delle attrezzature fotografiche e molte innovazioni. Abbiamo deciso di ricordare come la fotografia mobile è entrata nella nostra vita quotidiana e quali aziende l'hanno resa semplice e accessibile.
I primi cellulari con fotocamera
Per la prima volta la fotocamera è apparsa nel telefono nel 1999: la società giapponese Kyocera ha rilasciato il modello VP-210, che ha permesso di effettuare videochiamate. La fotocamera era posizionata davanti e ha catturato il volto del proprietario a una velocità di 2 fotogrammi al secondo. Potrebbe anche scattare selfie con una risoluzione di 0,11 megapixel e archiviarli nella memoria del dispositivo per un massimo di 20 pezzi.
Negli anni successivi, le telecamere mobili si sono sviluppate rapidamente sotto l'assalto della concorrenza e già nel 2004 è stata raggiunta la pietra miliare di 1 milione di pixel (1 megapixel). E nel 2005 il mercato è rimasto scioccato da due modelli che possono essere definiti i primi cellulari con fotocamera: Nokia N90 e Sony Ericsson k750i. Hanno sfoggiato fotocamere con messa a fuoco automatica da 2 megapixel e hanno scattato foto nitide, non astrazioni sfocate. Fu allora che l'atteggiamento degli utenti nei confronti della fotografia mobile iniziò a cambiare: i gruppi tematici apparvero su Flickr, le persone iniziarono a scambiarsi le immagini ricevute sui loro telefoni ea discuterne.
Con ogni anno successivo, il numero di persone che scattano foto con i loro telefoni è cresciuto in modo esponenziale. L'uscita dell'iPhone nel 2007 ha cambiato l'atteggiamento nei confronti dei dispositivi monofunzionali: gli smartphone hanno iniziato a sostituire i lettori MP3, e poi le foto e le videocamere amatoriali.
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L'alba di Instagram
Il crollo del mercato delle fotocamere è avvenuto nel 2010 con il lancio del servizio Instagram. Gli utenti volevano ottenere una foto attraente il più facilmente e rapidamente possibile e pubblicarla sui social network.
Allo stesso tempo, la qualità delle telecamere mobili è migliorata. Introdotto nel 2011, l'iPhone 4s è dotato di una fotocamera da 8 megapixel e ottiche sensibili alla luce con un'apertura f / 2.4. Tali caratteristiche coprivano la maggior parte delle esigenze: si preme un pulsante, si ottiene una cornice luminosa e la si carica Instagram.
Nel tempo, l'elaborazione delle immagini negli smartphone è diventata più aggressiva: contrasto, saturazione e nitidezza dei contorni prioritari e la naturalezza dell'immagine è sfumata sullo sfondo. Ma ci sono stati anche tentativi di portare la tecnologia professionale alle telecamere mobili. Quindi, nel 2012 Nokia ha realizzato il telefono con fotocamera 808 PureView.
Il modello si distingueva per caratteristiche fenomenali per l'epoca. La risoluzione della fotocamera era di 41 Mp e la dimensione fisica del sensore era di 1 / 1,2 ″. Era inoltre dotato di otturatore meccanico, filtro ND integrato, obiettivo Carl Zeiss con apertura f / 2.4 e flash allo xeno.
Sfortunatamente, altri produttori non hanno avuto fretta di seguire l'esempio di Nokia, affidandosi a filtri e altre decorazioni.
Più fotocamere, buone e diverse
Ad un certo punto, le aziende hanno deciso di aumentare il numero di fotocamere negli smartphone. Nel 2011 sono stati lanciati HTC Evo 3D e LG Optimus 3D, che utilizzavano due obiettivi ciascuno per creare fotografie stereoscopiche. Tuttavia, la tecnologia si è rivelata non rivendicata ei produttori si sono dimenticati di tali esperimenti per diversi anni.
Nella primavera del 2014, il mercato ha visto l'HTC One M8. Lo smartphone ha ricevuto un modulo ausiliario per misurare la profondità e separare l'oggetto dallo sfondo. Pertanto, la società ha implementato la modalità verticale due anni prima rispetto a Apple.
Un vero boom è avvenuto nel 2016, quando i maggiori produttori hanno presentato le loro soluzioni. Allo stesso tempo, non c'era una visione unica di ciò di cui lo smartphone ha bisogno due telecamere. Ad esempio, Huawei ha promosso la fotografia monocromatica con il P9, che ha sviluppato in collaborazione con Leica. L'LG G5 si è affidato a shirik, mentre Apple ha introdotto un teleobiettivo per i ritratti e lo zoom ottico nell'iPhone 7 Plus.
Come si è scoperto, due fotocamere non sono il limite. Ormai quasi tutti gli smartphone in commercio sono dotati di tre obiettivi con differenti lunghezze focali, oltre a fotocamere per la macrofotografia e la misurazione della profondità.
Caratteristiche crescenti
La qualità delle fotocamere mobili è sempre stata limitata da limitazioni fisiche: il piccolo spessore del case non permetteva di dotare gli smartphone di ottiche di alta qualità e sensori di grandi dimensioni. Tuttavia, gli utenti chiedevano miglioramenti, le aziende cercavano di soddisfare le loro esigenze.
Quindi abbiamo finito con le telecamere che sporgevano di pochi millimetri dal corpo. Anche le dimensioni fisiche dei sensori sono cresciute: se cinque anni fa fluttuavano entro 1/3 ″, ora sono apparse sul mercato Samsung Galaxy S20 Ultra e Huawei P40 con sensori da 1 / 1.3 ″. I sensori di immagine sono aumentati di quasi nove volte, il che ha notevolmente migliorato la qualità delle fotografie.
L'ampia area dei sensori ha permesso di aumentare la risoluzione. Le fotocamere mobili da 48 MP e 64 MP sono diventate la norma e Samsung e Xiaomi hanno già preso la linea dei 108 megapixel. Tuttavia, le foto con una tale risoluzione pesano troppo, quindi gli ingegneri hanno scelto un trucco: le informazioni dai pixel vicini vengono combinate. Questo riduce la risoluzione, ma in cambio otteniamo meno rumore e una gamma dinamica più ampia.
Qual è il prossimo
Tutte queste innovazioni hanno reso gli smartphone un sostituto ideale per i portasapone digitali. Tuttavia, hanno ancora spazio per crescere. E anche se le caratteristiche fisiche raggiungono il soffitto, il software verrà sempre in soccorso.
Ora la fotografia computazionale sta guadagnando slancio: la fotocamera scatta una serie di immagini e reti neurali sulla loro base, raccolgono la cornice ideale, sopprimendo il rumore, equalizzando la luminosità e correggendo il colore. Il metodo è utilizzato in Google Pixel 4, iPhone 11, Huawei P40 e molti altri smartphone. L'elaborazione avviene automaticamente e in modo impercettibile per l'utente: vede solo il risultato.
Con l'aumentare della produttività, le capacità delle telecamere diventano più ampie. Possono già registrare video ed elaborarlo in tempo reale: sfocare lo sfondo o renderlo in bianco e nero, lasciando gli oggetti a colori. Anche la direzione della realtà aumentata si sta sviluppando: Apple ha già dotato l'iPad Pro di un sensore LiDAR per lavorare con le applicazioni AR, e presto la tecnologia apparirà anche nell'iPhone.
Le telecamere mobili stanno diventando un complesso hardware-software di cui non comprendiamo appieno le capacità. Ecco perché è più interessante seguire gli ultimi sviluppi in questo settore e testarli di persona.
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