Компанія Glass Imaging розробила модуль камери для смартфонів з анаморфною і перископічною оптичною системою. Це дозволяє значно збільшити розмір матриці при тій же товщині гаджета, що в свою чергу дозволяє підвищити світлочутливість і роздільну здатність камери.
Різниця між якістю фотографій смартфонів і великих професійних камер значно скоротилася ще кілька років тому: наприклад, вони стали набагато краще знімати при поганому освітленні і навчилися робити реалістичне розмиття фону. Але ці успіхи в основному були досягнуті за допомогою алгоритмів, детальніше про це можна прочитати в нашому великому матеріалі «Зряча математика». Розміри матриць і об'єктивів теж зросли, через що майже у всіх флагманських смартфонів тепер блок камер випирає відносно корпусу, але вони все ще не можна порівняти менше матриць і об'єктивів дзеркальних і беззеркальних камер. Це пов'язано з тим, що при збільшенні розміру матриці необхідно збільшувати і фокусну відстань об'єктива, через що він стає товщим. Оскільки смартфони з ряду причин обмежені по товщині приблизно сантиметром, фактично вони обмежені і за розміром матриць і оптичних систем своїх камер.
Вирішення проблеми фокусної відстані в смартфонах в 2018 році запропонувала китайська Oppo. Тоді вона розробила перископічний модуль камери, в якій оптична система розташована під кутом 90 градусів до поверхні гаджета, завдяки чому обмеження по товщині фактично пропадає. Відтоді цю конструкцію почали використовувати в серійних смартфонах багато виробників. Це дозволяє реалізувати в тонкому пристрої багаторазовий оптичний зум, але не вирішує проблему матриці: навіть у невеликому за мірками професійних камер стандарті 4/3 висота матриці становить 13,5 міліметра, що набагато більше товщини практично всіх сучасних смартфонів (не кажучи про те, що корпус та інші компоненти не дозволяють використовувати всю товщину).
Glass Imaging запропонувала доповнити перископічну конструкцію анаморфним об'єктивом і витягнутою матрицею. У класичних анаморфних об'єктивах частина лінз оптичної системи мають циліндричну конструкцію, що дозволяє змінювати пропорції кадру і «вмістити» широке поле зір на кіноплівку або фотоматрицю зі звичайним співвідношенням сторін 3:2. Потім стиснуте горизонтально викривлене зображення за допомогою програми або проектора розтягують назад, щоб отримати звичні очі пропорції при показі фільму.
У прототипі модуля камери, представленому компанією, використовується комбінація з прямокутних і циліндричних лінз, але вони стискають захоплюване зображення не по горизонталі, а по вертикалі. Це дозволяє використовувати витягнуту фотоматрицю, витягнутий кадр з якої розтягується по вертикалі до нормальних пропорцій за допомогою алгоритмів. Розмір матриці становить 24 на 8 міліметрів, а площа - 192 квадратних міліметри. Для порівняння, площа найбільшої матриці в iPhone 13 Pro і Samsung Galaxy S22 Ultra становить 44 і 69 квадратних міліметри відповідно.
Компанія зазначає, що нова конструкція дозволить використовувати в смартфонах звичного розміру камери з набагато більшими світлочутливістю і роздільною здатністю (при такому ж розмірі пікселя), а також отримувати більш реалістичне розмиття фону без використання алгоритмів обчислювальної фотографії. Варто відзначити, що підхід Glass Imaging передбачає фундаментальний недолік: при розтягуванні зображення використовується нейромережа, що підвищує роздільну здатність, тому в деяких умовах вона може давати візуальні артефакти. У той же час, подібні алгоритми існують не перший рік і розробляються провідними IT-компаніями і дослідницькими групами, тому їх якість постійно зростає і знаходиться на високому рівні.
Glass Imaging планує продавати анаморфні модулі камер виробникам смартфонів, проте поки невідомо, коли ця конструкція з'явиться в серійних пристроях.
Раніше ми розповідали про інші незвичайні конструкції, покликані підвищити якість зйомки на смартфони. Наприклад, Xiaomi розробила об'єктиви з телескопічною конструкцією і рідинною лінзою. А Apple восени 2021 року першою вбудувала в серійний смартфон матричну стабілізацію, при якій матриця повертається для компенсації руху гаджета.