من 0.11 ميجابكسل إلى مساعدي الشبكات العصبية: كيف تطورت الكاميرات في الهواتف الذكية

أصبحت الكاميرا في الهاتف الذكي جزءًا لا يتجزأ من حياتنا: بمساعدتها ، يمكنك دائمًا التقاط لحظة مهمة ومشاركتها مع الآخرين. ومع ذلك ، لكي يصبح هذا حقيقيًا ، فقد استغرق الأمر 20 عامًا من التقدم التقني وإعادة توزيع سوق معدات التصوير والعديد من الابتكارات. قررنا أن نتذكر كيف انفجر التصوير بالهاتف المحمول في حياتنا اليومية والشركات التي جعلت الأمر بسيطًا ويمكن الوصول إليه.

أول الهواتف المزودة بكاميرات

لأول مرة ظهرت الكاميرا في الهاتف في عام 1999: أصدرت شركة Kyocera اليابانية طراز VP-210 الذي سمح بإجراء مكالمات فيديو. كانت الكاميرا موجودة في المقدمة والتقطت وجه المالك بمعدل إطارين في الثانية. يمكنها أيضًا التقاط صور سيلفي بدقة 0.11 ميغا بكسل وتخزينها في ذاكرة الجهاز بكمية تصل إلى 20 قطعة.

في السنوات اللاحقة ، تطورت الكاميرات المحمولة بسرعة في ظل هجمة المنافسة ، وفي عام 2004 تم بالفعل التقاط مليون بكسل (1 ميجابكسل). وفي عام 2005 صدم السوق بنموذجين يمكن تسميتهما بهواتف الكاميرا الأولى: Nokia N90 و Sony Ericsson k750i. لقد استخدموا كاميرات ضبط تلقائي للصورة بدقة 2 ميجابكسل والتقطوا صورًا حادة ، وليست تجريدية ضبابية. عندها بدأ موقف المستخدمين من التصوير بالهاتف المحمول يتغير: ظهرت مجموعات مواضيعية على Flickr ، وبدأ الناس في تبادل الصور الواردة على هواتفهم ومناقشتها.

مع كل عام لاحق ، زاد عدد الأشخاص الذين يلتقطون الصور على الهاتف بشكل كبير. أدى إصدار iPhone في عام 2007 إلى تغيير الموقف تجاه الأجهزة أحادية الوظيفة: بدأت الهواتف الذكية في استبدال مشغلات MP3 ، ثم كاميرات الصور والفيديو للهواة.

فجر الانستغرام

حدث انهيار سوق الكاميرات في عام 2010 مع إطلاق خدمة Instagram. أراد المستخدمون الحصول على صورة جذابة بسهولة وسرعة قدر الإمكان ونشرها على الشبكات الاجتماعية.

في الوقت نفسه ، تحسنت جودة الكاميرات المحمولة. تم تقديم iPhone 4s في عام 2011 ، وقد تلقى كاميرا بدقة 8 ميجابكسل وبصريات حساسة للضوء مع فتحة f / 2.4. غطت هذه الخصائص معظم الاحتياجات: تضغط على زر ، تحصل على إطار مشرق وتحميله فيه انستغرام.

بمرور الوقت ، أصبحت معالجة الصور في الهواتف الذكية أكثر عدوانية: التباين والتشبع والحدة الكنتورية في الأولوية ، وطبيعة الصورة تلاشت في الخلفية. ولكن كانت هناك أيضًا محاولات لجلب تقنية احترافية إلى الكاميرات المحمولة. لذلك ، صنعت نوكيا في عام 2012 هاتف الكاميرا 808 PureView.

تميز النموذج بخصائص كانت استثنائية في وقته. كانت دقة الكاميرا 41 ميجابكسل ، والحجم المادي للمستشعر كان 1 / 1.2 ″. وقد تم تجهيزه أيضًا بمصراع ميكانيكي ، وفلتر ND المدمج ، وعدسة Carl Zeiss بفتحة f / 2.4 وفلاش زينون.

لسوء الحظ ، لم يتعجل المصنعون الآخرون في اتباع مثال نوكيا ، بالاعتماد على المرشحات والديكورات الأخرى.

المزيد من الكاميرات ، جيدة ومختلفة

في مرحلة ما ، قررت الشركات زيادة عدد الكاميرات في الهواتف الذكية. في عام 2011 ، تم إطلاق HTC Evo 3D و LG Optimus 3D ، والتي استخدمت عدستين لإنشاء صور مجسمة. ومع ذلك ، تبين أن هذه التكنولوجيا لم يطالب بها أحد ونسي المصنعون مثل هذه التجارب لعدة سنوات.

في ربيع عام 2014 ، شهد السوق هاتف HTC One M8. تلقى الهاتف الذكي وحدة مساعدة لقياس العمق وفصل الكائن عن الخلفية. وهكذا ، نفذت الشركة الوضع الرأسي قبل عامين مما فعلت Apple.

حدثت طفرة حقيقية في عام 2016 ، عندما قدمت أكبر الشركات المصنعة حلولها. في الوقت نفسه ، لم يكن هناك عرض واحد لما يحتاجه الهاتف الذكي كاميرتين. على سبيل المثال ، روجت Huawei للتصوير أحادي اللون باستخدام P9 ، والتي طورتها بالاشتراك مع Leica. اعتمد LG G5 على shirik ، بينما قدمت Apple عدسة تليفوتوغرافي للتصوير الفوتوغرافي والتكبير البصري في iPhone 7 Plus.

كما اتضح ، هناك كاميرتان ليسا الحد الأقصى. الآن ، تم تجهيز جميع الهواتف الذكية تقريبًا في السوق بثلاث عدسات بأطوال بؤرية مختلفة ، بالإضافة إلى كاميرات لتصوير الماكرو وقياس العمق.

زيادة الخصائص

لطالما كانت جودة الكاميرات المحمولة محدودة بسبب القيود المادية: لم تسمح السماكة الصغيرة للحالة بتزويد الهواتف الذكية ببصريات عالية الجودة وأجهزة استشعار كبيرة. ومع ذلك ، طالب المستخدمون بالتحسينات ، حاولت الشركات تلبية احتياجاتهم.

هكذا انتهى الأمر بكاميرات بارزة على بعد بضعة ملليمترات من الجسم. كما نمت الأبعاد المادية لأجهزة الاستشعار: إذا كانت تتقلب منذ خمس سنوات في حدود 1/3 ″ ، فقد ظهرت الآن في السوق Samsung Galaxy S20 Ultra و Huawei P40 مع مستشعرات 1 / 1.3. زادت مستشعرات الصور تسع مرات تقريبًا ، مما أدى إلى تحسين جودة الصور بشكل كبير.

سمحت المساحة الكبيرة لأجهزة الاستشعار بزيادة الدقة. أصبحت الكاميرات المحمولة بدقة 48 ميجابكسل و 64 ميجابكسل هي القاعدة ، و Samsung و شاومى اتخذت بالفعل خط 108 ميغا بكسل. ومع ذلك ، فإن الصور التي تتمتع بهذه الدقة تزن كثيرًا ، لذلك ذهب المهندسون لخدعة: يتم دمج المعلومات من وحدات البكسل المجاورة. هذا يقلل من الدقة ، ولكن في المقابل نحصل على ضوضاء أقل ونطاق ديناميكي أوسع.

ماذا بعد

جعلت كل هذه الابتكارات الهواتف الذكية بديلاً مثاليًا لأطباق الصابون الرقمية. ومع ذلك ، لا يزال لديهم مجال للنمو. وحتى إذا وصلت الخصائص الفيزيائية إلى الحد الأقصى ، فسوف ينقذ البرنامج دائمًا.

يكتسب التصوير الفوتوغرافي الحاسوبي الآن زخماً: تلتقط الكاميرا سلسلة من الصور ، و الشبكات العصبية على أساسها ، يقومون بتجميع الإطار المثالي ، وقمع الضوضاء ، ومعادلة السطوع وتصحيح اللون. تُستخدم الطريقة في Google Pixel 4 و iPhone 11 و Huawei P40 والعديد من الهواتف الذكية الأخرى. تتم المعالجة تلقائيًا وبشكل غير محسوس للمستخدم - يرى النتيجة فقط.

مع زيادة الإنتاجية ، تصبح قدرات الكاميرات أوسع. يمكنهم بالفعل تسجيل الفيديو ومعالجته في الوقت الفعلي: طمس الخلفية أو جعلها بالأبيض والأسود ، مع ترك الكائنات ملونة. يتطور أيضًا اتجاه الواقع المعزز: لقد قامت Apple بالفعل بتجهيز iPad Pro بمستشعر LiDAR للعمل مع تطبيقات AR ، وقريبًا ستظهر التكنولوجيا أيضًا في iPhone.

أصبحت الكاميرات المحمولة مجمعًا لبرامج الأجهزة ، لا نفهم إمكانياته تمامًا. لذلك ، من المثير للاهتمام متابعة آخر التطورات في هذا المجال واختبارها بنفسك.