Современные смартфоны стремятся к строгому, цельному дизайну без дополнительных элементов. Одним из главных вызовов на этом пути стала «чудо-дырка» — фронтальная камера для селфи и видеозвонков. Инженеры нашли хитрый способ спрятать камеру прямо под экраном, что делает ее невидимой, пока вы не включите ее.
Эта идея похожа на магию: когда это необходимо, небольшой участок дисплея над камерой становится прозрачным. Это происходит из-за того, что пиксели в этой области меньше и расположены реже, что позволяет больше света попасть в объектив. В остальном эта область остается обычной частью экрана, показывая изображение без чёлки или вырезки.
Но любая новая технология имеет свои недостатки. Кaчество снимков с такой подэкранной камеры часто уступает обычной из-за сетки из пикселей над объективом, которая может снижать чёткость, создавать «мыльный» эффект и ухудшать работу в условиях слабого освещения. Кроме того, на светлом фоне само место расположения камеры иногда может быть слегка проглядывающим.
Таким образом, эта технология является в первую очередь эстетическим решением, которое жертвует качеством фронтальной съемки, чтобы обеспечить совершенно чистое, ничем не прерываемое изображение на экране. Хотя это является шагом в будущее, его ограничения очевидны и в настоящее время.
Камера под экраном — это технология, которая прячет фронтальную камеру под дисплеем, чтобы экран оставался целым, без вырезов и капсул. Когда камера находится под дисплеем, экран становится более прозрачным, чтобы свет мог проходить через него, что делает изображение более зернистым или тусклым. Главный недостаток камеры под экраном — снимки обычно хуже, особенно при недостатке света, потому что экран все равно мешает свету попасть на сенсор.
Телефон без передней камеры
Сами компромиссы начались еще до появления подэкранной камеры самой по себе. Такие телефоны, как ASUS Zenfone 6, устраняют необходимость в отдельной фронталке, делая камеру откидной. Но тут возникают проблемы с габаритами устройства и сложностью его защиты от воды. Подвижный механизм довольно сложно загерметизировать так, чтобы в него не попадала ни вода, ни пыль.
Были и выезжающие камеры, но любой подобный механизм имеет больше минусов, чем плюсов. Поэтому все и стремились к камере под экраном (сокращенно UDC). Мы видели это на нескольких прототипах телефонов от различных производителей, а также в различных продуктах, таких, как ZTE Axon 30 5G. А с недавним выпуском Samsung Galaxy Z Fold 3 камеры под дисплеем становятся все более популярными и массовыми.
Камера Galaxy Z Fold 3 пока является лучшим представителем подэкранных камер.
Как работает камера под экраном
Суть такой камеры заключается в том, что она смотрит как бы через экран, то есть перед ней будет решетка пикселей, но между ними будет пробел, чтобы свет попадал на матрицу камеры. Проблема с созданием такого экрана заключается в том, что пиксели экрана должны быть довольно плотными, чтобы не портить изображение, но при этом между ними должно быть расстояние, необходимое для работы камеры.
Расширение расстояния между пикселями приведет к созданию того самого отверстия, от которого мы хотим уйти. Наоборот, если сжать их, камера ничего не увидит. Важно отметить, что такие фокусы возможны только с OLED-экранами. Если это IPS-матрица, ее конструкция не позволит подсветке размещаться правильно. С этим справились.
У разных производителей разные подходы к скрытым камерам. Во-первых, давайте посмотрим на Samsung в ее последнем складном телефоне. Большая часть дисплеев Galaxy Z Fold 3 использует круглые субпиксели в традиционном ромбовидном матричном шаблоне — с кластером красных, зеленых, синих, зеленых субпикселей (или R-G-B-G). Это особенность технологии, которая требует размещения двух зеленых субпикселей для достаточного количества света этого спектра. Над отверстием для камеры Fold 3 пиксели сдваиваются, объединяя свою структуру в необычный узор B-R-G-G-G-G-R-B.
Вот место, где установлена камера.
Видна ли камера под экраном
При этом плотность пикселей над камерой примерно вдвое меньше, чем в обычном месте экрана. Это видно на некоторых снимках, даже если не увеличивать область, но даже когда экран выключен, свет не попадает на камеру, поэтому для того, чтобы камера могла видеть мир как через сетку, нужно сделать щель между пикселями.
Чтобы это было понятнее, картинка с полосой шириной в один пиксель будет видна на экране, если ее сместить на один пиксель в сторону, и она пропадет в области камеры. Даже наши коллеги из Androidcentral.com поддержали этот эксперимент.
Полоска пикселей в области камеры выглядит таким образом.
Если вы не ставите себе целью увидеть эту решетку под микроскопом, вы ее не заметите. Мало того, что разрывы минимальны, так и мозг привык достраивать изображение. То есть, если там будут буквы, мозг сам дорисует их, и даже при примерно вдвое меньшей плотности пикселей у вас не будет проблем с восприятием. Если вы смотрите видео, у вас будет еще меньше проблем из-за мелькающего изображения.
От чего зависит качество фотографий подэкранной камеры
Пока все технологии сводятся к такому балансу, качество фотографий зависит от того, кто найдет лучший баланс. Пока качество фотографий всех производителей примерно одинаковое, другие факторы, такие как уровень программной обработки, размер сенсора камеры и даже стекло экрана, будут влиять на качество снимков.
Последнее более важно, чем кажется. Для примера можно вспомнить нашу атмосферу: вспомните, что рядом с большими городами даже ночью небо само немного светится. И если вы оказались на расстоянии нескольких сотен километров от крупных городов, то вспомните, сколько звезд и темное небо там. С экраном эта мутность не видна на глаз, но при освещении остальных пикселей она может немного светиться.
Согласитесь, что без выреза телефон выглядит лучше.
Таким образом, камера под экраном — это разумное решение, которое производители придумали, чтобы добиться идеального цельного экрана без вырезов. Эта технология делает небольшую часть экрана полупрозрачной, что позволяет свету проходить к объективу, спрятанному под матрицей, что выглядит футуристично и позволяет полностью погрузиться в контент.
Как мы видели, за эту эстетику придется платить. Главный недостаток — качество снимков, особенно в сложных условиях. Размытие, шумы и странные артефакты, а также детализация страдают из-за сетки пикселей над объективом и программных ухищрений для ее маскировки.
Несмотря на то, что этот метод нельзя назвать универсальным, он подойдет тем, кто уделяет первостепенное внимание внешнему виду телефона и использует камеру только для небольших снимков. Тем, кто всерьез увлекается мобильной фотографией, традиционная камера с вырезом или отверстием в экране все еще будет работать лучше.
В конечном счете, недостатки технологий становятся менее заметными с каждым поколением, поскольку они продолжают развиваться. Однако в настоящее время это напоминает нам, что в мире технологий каждый шаг вперед в дизайне часто сопровождается небольшим шагом назад в функциональности.
