В фотоаппаратах для съемки разных планов применяются сменные объективы или оптика с переменным фокусным расстоянием. Но смартфон — это весьма компактная штуковина. Зум-объективы существенно увеличивали бы размеры фотомодуля, поэтому в подавляющем большинстве смартфонов используется оптика с фиксированным значением фокусного расстояния. Многокамерные конструкции решают главную проблему — они обеспечивают гибкость съемки разноплановых сюжетов, будь то пейзажи, портреты или объекты на значительном удалении от пользователя. Кроме того, наличие разных сенсоров позволяет собирать различные вспомогательные данные — на их основе алгоритмы искусственного интеллекта улучшают снимок.

1. Основная (тыльная) камера

В смартфонах актуального поколения количество объективов основной камеры обычно варьируется от двух до четырех. Золотая середина — это тройной фотомодуль, сочетающий в одном флаконе ведущий сенсор изображения, ультраширик и телевик. Именно такое неразлучное трио зачастую наблюдается во флагманских камерофонах. В моделях попроще встречаются самые разнообразные конфигурации «многоглазых» камер — их качество и предназначение разнится в зависимости от конкретной реализации.

1.1. Ведущий (стандартный) модуль

Самая главная камера обладает лучшими характеристиками среди всех фотомодулей. Она базируется на основе крупных датчиков изображения, обладает высокой разрешающей способностью (вплоть до 200 МП, но чаще — в районе 50 МП), оснащается светосильной оптикой (нередко менее f/2.0). Ведущая камера зачастую снабжается широкоугольным объективом с эквивалентным фокусным расстоянием в пределах 25 – 35 мм — такие значения оптимально подходят для комфортной съемки любых повседневных сюжетов.

Ведущий фотомодуль является самым продвинутым среди всех камер смартфона.
К примеру, в данном сенсоре на борту модели Nubia Z70 Ultra предусматривается переменная диафрагма оптики.
Рекомендуем к прочтению: Чья матрица в смартфонах круче.

Именно в ведущем сенсоре внедряются передовые технологические наработки — переменная диафрагма (как в смартфонах Honor Magic 7 Pro или Nubia Z70 Ultra), оптическая или даже матричная стабилизация изображения, возможность записи видео ультравысокого разрешения (вплоть до 8K). Остальные фотомодули по сути дополняют главный датчик своим присутствием и предназначаются для комфортного выполнения сопутствующих задач.

1.2. Ультраширокая / сверхширокая камера

Ультраширокая камера, как нетрудно догадаться по названию, обустраивается оптикой с более широким полем зрения, нежели в ведущем сенсоре изображения. Увеличенные углы обзора пригодятся для съемки пейзажей, архитектуры, интерьеров помещений, групповых снимков. Если основная камера смартфона имеет углы обзора порядка 75 – 80°, то сверхширик — в районе 120 – 130°. А значит в кадр помещается гораздо больше окружающего пространства.

Наглядная разница между полем зрения ведущего сенсора (на кадре слева) и ультраширика (правая часть снимка).

Матрицы в ультрашириках меньше, чем в ведущем фотомодуле, а светосила — «темнее». Также имейте в виду, что сверхширокий сенсор искажает перспективу — это особенно заметно при съемке с небольшого расстояния. Ввиду сказанного сверхширик не лучшим образом подходит для портретного жанра фотографии, поскольку будут нарушены пропорции людей в кадре (камера неестественно растягивает человека). Однако искажения при съемке пейзажей, архитектуры и панорам отлично дорабатываются ИИ-алгоритмами улучшения изображений (если смартфон обзавелся их поддержкой).

Популярные смартфоны с ультраширокоугольным объективом

1.3. Телевик

Телевик — это специализированный длиннофокусный фотомодуль для съемки отдаленных объектов. Телевики оснащаются оптикой с узким полем зрения и эквивалентным фокусным расстоянием свыше 60 мм (конкретное значение зависит от реализации). Фактически телеобъектив используется для увеличения изображения без потери качества. С его помощью можно снимать пугливую живность, портреты издалека, элементы архитектуры и т.п.

Оптическое масштабирование картинки обеспечивает выигрыш в плане детализации, ведь цифровое зуммирование сулит ухудшением качества снимков. Но истинное приближение достигается лишь на определенную фиксированную кратность (2х, 3х, 5х, реже — до 10х). Это обуславливается невозможностью установить в тонкий корпус смартфона группу подвижных линз, с помощью которых можно было бы на лету изменять фокусное расстояние.

Ввиду особенностей оптической схемы камеры-телевики и так занимают достаточно много места в корпусе мобильного устройства. В продвинутых камерофонах телевики размещают перпендикулярно корпусу, а свет на их матрицу попадает путем преломления лучей через специальное зеркало. Такие камеры принято называть перископами (или перископическими).

Продвинутые телевики-перископы размещают в перпендикулярной плоскости относительно корпуса смартфона.

При съемке смартфоны могут использовать основной сенсор изображения и телевик для захвата деталей с нескольких камер в одночасье. Полученная с них информация может быть использована для интеллектуального улучшения фотографии с помощью алгоритмов ИИ — подобным образом нередко реализуемо так званое гибридное зуммирование. Подробнее об этом рассказывается в статье «Программный, оптический и гибридный зум в камере смартфона. В чем разница?».

Популярные смартфоны с телеобъективом

1.4. Макрообъектив

Отдельный макрообъектив — решение достаточно спорное. Нет, задумка здесь действительно хорошая — макродатчик позволяет фокусироваться на маленьких объектах с очень близкого расстояния, исчисляемого парой-тройкой сантиметров. Потенциально это отлично годится для предметной съемки. На практике же дьявол кроется в деталях — макрокамеры зачастую оснащаются маленькими матрицами с разрешением от 2 до 5 МП, которые выдают посредственное качество фотографий.

Макрокамеру в смартфоне по достоинству оценят любители жанра макрофотографии.

Макрообъектив в основной камере смартфона вряд ли будет использоваться на регулярной основе, однако для некоторых сюжетов он придется весьма кстати. К примеру, макрокамера позволит снять вплотную капельку росы на травинке, всяческих жучков и букашек.

Популярные смартфоны с макрообъективом

1.5. Камера-микроскоп

Модернизированная версия макрообъектива с впечатляющей кратностью приближения до 30х, а то и до 60х. Камера-микроскоп послужит для съемки микроскопических объектов и текстур, которые невозможно рассмотреть невооруженным взглядом. Практический смысл от данной камеры небольшой, но все-таки она является эдакой изюминкой во многокамерных конструкциях смартфона.

Камера-микроскоп позволяет запечатлеть мельчайшие текстуры объектов.

Изъяны у камеры-микроскопа почти те же, что и в обычных макродатчиках: низкое разрешение матрицы, отсутствие автофокусировки, слишком малая глубина резкости. Зато микроскопический сенсор нередко дополняется кольцевой вспышкой с постоянным режимом свечения.

Популярные смартфоны с объективом-микроскопом

1.6. Камера ночного видения

Ночная камера позволяет «видеть» в кромешной темноте. Модулем ночного видения оснащаются сплошь защищенные смартфоны, а применяется он для фото- и видеосъемки в условиях частичного или полного отсутствия окружающего освещения. Для подсветки сцены задействуются диоды ИК-подсветки, добивающие на расстояние 8 – 10 м.

Камеры ночного видения снимают в черно-белом режиме, а для подсветки сцены применяются ИК-диоды.

Сверхкачеством ночные камеры не блещут, к тому же расплатой за съемку на них будет черно-белое изображение. Сенсоры ночного видения обычно дополняются светосильной оптикой.

Популярные смартфоны с камерой ночного видения

1.7. Тепловизор

Камера-тепловизор — еще одна фича, которая встречается в неубиваемых смартфонах с надежной защитой от ударов и падений, пыли и воды. Снимает она в инфракрасном спектре. Тепловизоры в смартфонах имеют достаточно узкую специализацию — такую камеру используют для обнаружения утечек тепла, маршрута прокладки отопительных труб в полу или даже для поиска черного кота в темном помещении.

Тепловизор в смартфоне придется кстати в ремонтно-строительных работах.

Тепловизионный датчик может полагаться в деле на специализированное ПО для интерпретации результатов и создания тепловой карты помещения. Основной сферой его применения являются ремонтно-строительные работы. Вместе с тем камера-тепловизор пригодится на охоте или для военных.

Популярные смартфоны с тепловизором

1.8. Черно-белый (монохромный) сенсор

На заре становления многокамерных конструкций в смартфонах ведущий сенсор изображения нередко дополнялся монохромным датчиком. Сейчас он почти нигде не фигурирует, но упомянуть черно-белую камеру стоит. В привычной цветной матрице каждый пиксель состоит из нескольких субпикселей, которые отвечают за свою цветовую составляющую. А в монохромном сенсоре такой конструктивной необходимости нет. Как следствие, черно-белые матрицы содержат бо́льшие по площади пиксели, что усиливает общую светочувствительность сенсора.

Отдельные монохромные сенсоры нынче почти не встречаются в смартфонах,
однако ранее они были распространены весьма широко.

С практической точки зрения ч/б камера выдает менее зашумленную картинку при плохом окружающем освещении. Эти данные используются в том числе и основной камерой для минимизации шумов на фотографиях. Также монохромный сенсор позволяет получать больше информации о сильно освещенных или чересчур темных участках изображения, что необходимо для получения корректного результата в режиме HDR-съемки. На деле значимость черно-белого датчика существенно просела с развитием интеллектуальных алгоритмов обработки фотографий посредством ИИ — в монохромном модуле попросту отпала надобность.

1.9. Датчик глубины / времяпролетный сенсор (ToF-камера)

Вспомогательная камера технически и программно реализуется по-разному. Зачастую она представлена датчиком глубины или времяпролетным (ToF) сенсором. По принципу действия такие камеры напоминают сонар, где вместо звука используется свет. Фотоснимки в классическом понимании на данные камеры не делаются, а служат они для определения расстояний до объектов.

Данные с датчика глубины собираются для последующей внутрикамерной постобработки фотографии. В первую очередь, информация будет полезна для отделения объекта съемки от фона с прорисовкой красивого боке (например, в жанре портретной фотографии). В реализациях с отдельным датчиком-лидаром вспомогательная камера послужит для дополненной реальности (AR) и высокоточного 3D-моделирования окружающего пространства. Впрочем, подобные системы встречаются отнюдь нечасто. Устроены они следующим образом — специальный датчик испускает свет в инфракрасном спектре и затем фиксирует скорость его отражения от объекта, на основании чего «рисуется» 3D-модель.

Камера-лидар есть в оснащении смартфонов Apple iPhone.

В подавляющем большинстве вспомогательный датчик выполнен не столь навороченным и он лишь содействует основным объективам камеры создавать снимки с правильной глубиной резкости.

2. Фронтальная (селфи) камера

Селфи-камеры в смартфонах все еще являются одинарными. Исключение из правила — редкие модели мобильных устройств со сдвоенной фронталкой. Одна камера в них широкоугольная, вторая — сверхширокая (с увеличенным углом обзора). Зачем это нужно? Банально для групповых селфи-кадров. Другой смысловой нагрузки вторая фронталка не несет.

В отдельных случаях широкоугольный объектив дооснащается датчиком глубины (или ToF-сенсором), благодаря чему фронталка может делать классные портреты с эффектным размытием фона.

Двойные фронталки — нечастые гости на борту современных смартфонов.

В смартфонах от Apple селфи-камера соседствует со специализированным датчиком TrueDepth, который использует инфракрасное сканирование для работы системы разблокировки по лицу Face ID. Именно поэтому «Айфоны» ранее имели характерную «монобровь». В актуальных поколениях ее обыграли более изящно, однако передняя камера до сих пор занимает достаточно немало места в экранах iPhone.

Из примечательных реализаций селфи-камер стоит упомянуть подэкранное (скрытое) исполнение. Модуль фронталки полностью прячется под пикселями матрицы, которые гаснут при активации селфи-камеры. Благодаря этому объектив на передней панели практически незаметен. Подобная конструкция обходится недешево, а потому встречается редко.

Популярные смартфоны с ТОП селфи-камерой по версии DxOMark

3. Вывод

Сколько бы ни было камер в смартфоне, помните главное — их количество напрямую не влияет на качество фотографий. Бюджетный телефон точно не будет снимать на уровне флагмана только потому, что в обоих тройные камеры. Намного важнее качество матрицы и оптики ведущего сенсора, а еще следует разобраться, какие камеры вам действительно нужны.