Как камера стала главным в смартфоне и почему мы скорее перестанем звонить, чем снимать

Идея объединения телефона и фотоаппарата изначально звучала абсурдно, да и с чисто технической точки зрения она долго была нереализуемой. Но затем кто-то выпустил камеру, которая подключалась к телефону через интерфейсный разъем. Выглядело это
ужасно, качество снимков никуда не годилось, но именно с этого начиналось становление мобильных камер. Чуть позже их начали делать встроенными, и какое-то время они оставались опциональными. Будущее наступило быстрее, чем можно было ожидать: сегодня в каждом смартфоне есть камера, и даже не одна, а компактные фото- и видеокамеры исчезают как класс. Некоторые производители по-прежнему пытаются выпускать отдельные модели цифрокомпактов, но их судьба известна заранее: на свалке истории уже зарезервировано место. И как ни странно — ничуть не жаль.

Никто не будет скучать по маленьким цифровым камерам, точно так же, как никто не скучал по кассетным плеерам, магнитным дискам, аналоговым телевизорам и газовым фонарям. Современные смартфоны все больше и больше похожи друг на друга. С тех пор как основным органом управления стал экран, все модели выглядят более-менее
одинаково. Их могут красить в разные цвета, экспериментировать с материалами корпуса и их сочетанием, но сути это не меняет: сегодня телефон — это большой экран.

Почти все они работают на одних и тех же аппаратных платформах (Qualcomm, MediaTek), используют комплектующие одних и тех же производителей, так что основная конкуренция разворачивается вокруг фотографических и видеографических возможностей. Камера как таковая (или комплект камер, как сейчас следует говорить) никаких конкурентных преимуществ не дает, тем более что почти все сенсоры и оптику для смартфонов выпускает Sony, — все дело в алгоритмах обработки изображения и режимах съемки, которые каждый производитель делает самостоятельно. Здесь очень показателен пример Sony, компании, которая лет семь кряду не может настроить свои камеры в своих же смартфонах так же хорошо, как это делает Huawei. Или Samsung.

Маленькие хитрости больших компаний и роль Apple

Некоторое время назад трудно было найти более совершенную камеру, чем iPhone. В 2015 году Flickr опубликовал статистику, из которой следовало, что порядка 39% фотографий, загруженных пользователями, были сделаны на различные модели iPhone. Это оказалось больше доли зеркальных камер (31%) и компактов (25%), и тогда мы впервые поняли, что шутки кончились: мобильная фотография — это очень серьезно. Сегодня iPhone по-прежнему снимает превосходно, но конкуренты давно подтянулись и действуют крайне агрессивно.

Смартфон все так же не может конкурировать с большим фотоаппаратом напрямую (физический размер сенсора, законы оптики — все это, как и раньше, имеет значение), но производители пошли на некоторые хитрости, которые прекрасно сработали. Вместо
полноценного оптического зума все начали устанавливать по две-три камеры с разными объективами. И таким образом переключение между нормальным, широкоугольным и сверхширокоугольным объективами дает тот же эффект, что и оптический зум. И никого не волновало, что в смартфонах нет плавного изменения фокусного расстояния, — смириться с этим оказалось очень просто, избавившись от килограмма лишнего веса в виде камеры в рюкзаке или сумке.

Конечно, нельзя не признать, что пользователи смартфонов в подавляющем большинстве не особенно технически подкованы. Опросы многочисленных фокус-групп показали, что самым типичным примером «профессионального снимка» является потрет с эффектом малой глубины резкости и размытым задним планом. С зеркальной камерой этого легко добиться, купив длиннофокусную светосильную оптику, даже простой «полтиник» с диафрагмой 1,4 позволит красиво размывать фон на портретных снимках. Но в мобильных камерах с их маленькими матрицами такой эффект был невозможен. По крайней мере, на аппаратном и оптическом уровне. И вот с этого момента, а именно с портретного режима в iPhone 7 Plus, и начинается победоносное шествие вычислительной фотографии. Инженеры Apple при помощи двух камер (с объективами 26 и 52 миллиметра в эквиваленте) и программных алгоритмов смогли реализовать полноценную портретную съемку на смартфон. Запросы потребителей оказались удовлетворены идеально — в кадре было четкое лицо и нерезкий задний план. И даже некоторые артефакты (волосы, очки,
сережки и прочие элементы не всегда обрабатывались корректно и размывались вместе с фоном) никого не смущали.

И хотя любой сравнительный тест показывает, что айфоны уже давно снимают далеко не лучше всех (в лидерах с большей вероятностью окажется Huawei P30, Samsung Galaxy S10 или Google Pixel 3), компании Apple удается задавать направление развития мобильной фотографии в целом.

Портретный режим был лишь первой ласточкой, буквально за год он стал обязательным для любого флагманского смартфона. И да, здесь Apple не была первой, но именно ей удалось реализовать этот режим максимально простым и понятным образом.

Выпуск iPhone 11 Pro и iPhone 11 Pro Max показывает, что Apple находится в роли догоняющей (скажем, три встроенные камеры гораздо раньше появились у Huawei и Samsung, а у некоторых моделей было четыре камеры и даже больше), но так выходит, что именно Apple задает некий оптимум. Важно, что все три камеры имеют одинаковое разрешение — 12 мегапикселей — и одинаково настроены по цвету. Не менее важен комплект камер — 13, 26 и 52 миллиметра в эквиваленте, что соответствует четырехкратному оптическому зуму. Apple, наконец, добавила ночной режим съемки, который включается автоматически и теперь — в теории — не будет уступать признанным лидерам мобильной фотографии. Но вместе с тем подопечные Тима Кука добавили одну незначительную, на первый взгляд, возможность — съемку со всех трех камер одновременно. Это значительно упрощает профессиональное использование камер новых iPhone. Попытки снимать клипы и даже полнометражные фильмы на iPhone были и раньше, это уже никого не удивляет, но вот наличие трех различных видеорядов с общей звуковой дорожкой — это мощно. Почему-то никто, кроме Apple, об этом не подумал, зато в следующем поколении флагманов Huawei, Samsung, Google и даже Sony такая возможность точно появится.

Вычислительная фотография спасет мир

Конечно, все эти ночные режимы, подразумевающие объединение нескольких фотографий по образу и подобию HDR, все эти размытия фона были бы невозможны без достаточно мощной аппаратной базы. Высокопроизводительные чипы центральных процессоров, графических процессоров, а также нейросетевых вычислений справляются со своими задачами блестяще. И да, если вы до сих пор не поняли — искусственный интеллект в смартфонах в основном и нужен для работы с камерой. Все подобные задачи, начиная от распознавания сюжета съемки и внесения необходимой цветокоррекции и заканчивая собственно отделением объекта от фона и добавлением различных эффектов освещения, — все это делается при активной работе машинного обучения и искусственного интеллекта. И в дальнейшем, с ростом быстродействия мобильных систем на чипе (SoC), возможности по обработке картинки в реальном времени станут еще шире. Уверен, уже через года полтора-два смартфоны будут в состоянии «тащить» замену лиц в 4К-видео в реальном времени.

Точно можно сказать, что в ближайшие пару лет ситуация радикально не изменится. Скорее всего, мы с вами застанем небольшой рост разрешения матриц без ущерба качеству (примерно 14-16 мегапикселей, в то время как сейчас самым ходовым является
разрешение 12 мегапикселей). То, что сейчас делает Xiaomi и некоторые другие китайские производители с 48-мегапиксельными сенсорами, — баловство, которое мы уже видели в исполнении Sony. Закончилось это тем, что здравый смысл восторжествовал и компания вернулась к использованию 12-мегапиксельных матриц.

Далее можно ожидать, что вместо трех камер их станет четыре — если, конечно, кому-то в самом деле удастся разместить объектив на 80 или 100 миллиметрах в эквиваленте в тонком корпусе и снабдить его качественной оптической стабилизацией. Альтернативным вариантом будет появление полноценного объектива fish eye в смартфоне. А если их окажется два — в основной и фронтальной камере, — то мы даже увидим возможность съемки сферических панорам без каких-либо дополнительных приспособлений. В общем, конкуренция по части встроенных камер в ближайшие несколько лет точно не ослабнет. Тогда как у остальных элементов смартфона перспективы чуть менее волнующие. IPS-матрицы постепенно уйдут в прошлое, AMOLED-дисплеи станут еще ярче, четче и долговечнее, а вот со сгибающимися экранами все быстро наиграются. Скорее нас ждут экраны необычной формы, сделанные из гибких панелей, но зафиксированные в одном
положении — никакое дополнительное действие между извлечением смартфона из кармана и его непосредственным использованием точно не пойдет на пользу.

В общем, казалось бы, будущее прекрасно, жить в нем легко и приятно, но одна вещь до сих пор не дает мне покоя. За все время эволюции смартфонов от больших и неуклюжих истуканов до изящных плоских форм, состоящих на 99% из экрана, элементы питания
не изменились ни на шаг. Мы по-прежнему используем литий-ионные аккумуляторы, которые очень прихотливы и недолговечны. А главное — самый необходимый каждому человеку гаджет сегодня с трудом выдерживает больше одного светового дня вдали от розетки. И к сожалению, нет никаких предпосылок к тому, что это как-то изменится.

А вот звонить мы будем все меньше — традиционная голосовая связь лишена всякого смысла при таком многообразии мессенджеров, проникновении LTE-сетей и маячащем на горизонте 5G. Если мы и не перестанем общаться голосом, то наверняка станем делать это иначе. Жаль только, что отказа от мобильных номеров не произойдет — номер по-прежнему является главным идентификатором пользователя в сети и относительно простой возможностью отследить его действия. Впрочем, это уже совсем другая история и тема для отдельной колонки.