O iPhone vai ter lente de periscópio, mas ouso dizer que a atual “batalha telefoto” está na direção errada

Antes do lançamento da série do iPhone 12, uma das expectativas das pessoas era que a fotografia telefoto pudesse fazer um progresso significativo. Muitas vezes podemos ver renderizações semelhantes à imagem abaixo, uma das quatro câmeras deve ser uma lente ultra-telefoto.

▲ Renderização do iPhone 12 Pro. Imagem de: Phone Arena

No entanto, a Apple ainda insistiu em sua idéia e deu a posição da quarta câmera para LiDAR lidar. O único conforto para os amantes da telefoto é que a lente telefoto do iPhone 12 Pro Max foi alterada de 52 mm para 65 mm, o que significa que ela pode ser filmada mais longe e tem um senso de perspectiva mais forte.

▲ iPhone 12 série Pro

Hoje, quando os telefones Android têm zoom óptico de 5x e 10x, o iPhone só suporta zoom óptico de até 2,5x (da câmera principal grande angular), o que parece não acompanhar a "tendência".

Portanto, após o lançamento da série iPhone 12, surgiram muitas reclamações na Internet, aberta ou implicitamente com sarcasmo sobre a falta de lentes ultra telefoto da Apple.

▲ Foto de: DXOMARK Chinese Weibo

No entanto, DigiTimes citou recentemente pessoas relevantes na indústria sul-coreana dizendo que a Apple está procurando por tecnologia de câmera periscópica e patentes para fortalecer a função de zoom óptico do iPhone, e está discutindo cooperação com empresas relacionadas , o que atraiu a atenção da indústria.

O passado e o presente da lente do periscópio

A solução ultra telefoto que a Apple está procurando são as "lentes de periscópio".

Você deve estar familiarizado com esta palavra. Este tipo de lente é quase padrão nos telefones Android mais importantes nos últimos dois anos. Então, qual é o princípio das lentes do periscópio? Quais são as vantagens?

Antes de conhecer esse tipo de lente, vamos voltar a 1834. Naquela época, os russos construíram o primeiro submarino "Hildra" do mundo equipado com um periscópio. Vinte anos depois, a francesa Marie David projetou um periscópio original composto por dois espelhos.

▲ O tubo alto e fino erguido acima do submarino é o periscópio. Imagem de: Pixabay

Este tipo de periscópio conta com dois refletores para dobrar o caminho da luz. Portanto, os soldados podem observar a situação do inimigo no submarino por meio de periscópios que se estendem para fora do mar.

▲ Princípio do periscópio. Foto de: wikipedia

Depois de aprender sobre o periscópio, vamos pensar nos "canhões e canhões compridos" comumente usados ​​pelos "velhos mestres" ao atirar em pássaros e outros animais selvagens.

▲ Lótus – a última dignidade dos "velhos mestres". Foto de: sybiji

Esse tipo de lente é chamado de teleobjetiva ou supertelefoto, e a distância focal pode chegar a 200 mm, 400 mm ou até 800 mm ou mais. Quanto maior a distância focal, mais longe você pode atirar. Mas você também pode descobrir que esse tipo de lente é geralmente muito longo.

Isso ocorre porque, se você quiser disparar mais longe, a lente precisa ser projetada para manter o centro óptico o mais longe possível do elemento fotossensível para obter um ângulo de refração menor. À medida que o ângulo de visão fica menor, mais estreita e distante a imagem é capturada.

▲ Movendo-se para frente e para trás está o centro óptico.

Se você não entender, pode levantar a mão e apertar o polegar e o indicador para formar um orifício redondo. Em seguida, mova-se para frente e para trás na direção da linha de visão de um olho, e você descobrirá que quando está perto do olho, você vê mais imagens; quando está longe do olho, você vê menos imagens.

Portanto, quanto maior a distância focal, mais espaço é necessário dentro da lente, de modo que o centro óptico e o elemento fotossensível sejam mantidos longe o suficiente.

▲ O espaçamento do grupo de lentes da lente ultra telefoto da Canon é muito grande. Foto de: wikiwand

Mas essa ideia de design se aplica apenas a câmeras. Para telefones celulares, se você usar esta ideia de design para fazer uma lente ultra-telefoto, poderá ver um telefone celular com protuberância de lente extremamente severa.

Então, há alguma boa maneira de enfiar a lente ultra-telefoto em um celular fino? O periscópio mencionado acima é uma solução maravilhosa.

Com a ajuda de um espelho ou prisma, o caminho de luz originalmente reto é curvado abruptamente para obter uma refração mais eficiente dentro de uma espessura controlável.Este é o princípio de uma lente de periscópio.

Como um telefone celular com zoom ótico 5x, basicamente dois espelhos ou um prisma são colocados na lente do periscópio. Se o número de espelhos aumentar, o caminho óptico pode atingir uma refração mais alta e pode atingir um zoom óptico de até 10x.

Por exemplo, o Huawei P40 Pro + que suporta zoom óptico 10x tem vários espelhos dentro da lente do periscópio e o caminho óptico é dobrado 5 vezes após entrar na lente. O site oficial afirma que o comprimento do caminho óptico original foi estendido para 1,78 vezes, o que atingiu a espera Tiro ultra telefoto de 240 mm eficaz.

As vantagens da lente do periscópio são óbvias, o índice de refração do caminho óptico é alto e o efeito de disparo com maior distância focal pode ser obtido com o mesmo volume. Esta é a solução que a Apple está procurando.

Guo Mingchi afirmou que a Semco, o melhor fornecedor de lentes da Coreia e a Sunny Optical, o melhor fornecedor de lentes da China, entrarão na cadeia de suprimentos de lentes da Apple no segundo semestre de 2020 e 2021, respectivamente. Isso pode significar que podemos experimentar o zoom óptico de 5x (da distância focal grande angular da câmera principal) o mais rápido possível no novo iPhone no próximo ano.

A "batalha telefoto" dos fabricantes de telefones celulares

Na era dos telefones convencionais, já vimos a tendência dos telefones celulares em busca de câmeras.

Em 2004, a Sharp lançou o telefone móvel V602SH, que foi o primeiro telefone móvel a suportar zoom óptico 2x. No entanto, parece um DV portátil, o que significa "compre uma câmera e compre um telefone celular".

▲ Sharp V602SH. Foto de: ERING

Depois disso, Nokia, Sony Ericsson, Samsung e outras marcas lançaram telefones celulares que suportam zoom múltiplo. Esses telefones têm uma coisa em comum: o módulo de lente é enorme. Cobrindo o logotipo da marca e olhando para trás, é difícil acreditar que se trata de um celular e não de uma câmera de consumo.

▲ Samsung Galaxy S4 Zoom

Até 2015, a ASUS lançou o telefone móvel Zenfone Zoom Hawkeye. Ela cooperou com a conhecida empresa japonesa de componentes ópticos HOYA e adotou uma solução de lente de periscópio para refratar o caminho da luz no telefone através de um prisma, reduzindo significativamente a espessura do módulo da lente. . O telefone também se tornou o telefone com zoom óptico mais fino da época.

O Zenfone Zoom possui apenas uma lente na parte traseira. A ideia da ASUS é colocar um motor e um pino no módulo da lente e ajustar a distância entre o centro óptico e o sensor para obter um zoom óptico de 1x a 3x.

O zoom óptico tem uma vantagem significativa sobre o zoom digital.O zoom digital usa recorte de pixels para obter uma área menor de filmagem e a qualidade da imagem cai significativamente. Então, depois que a ASUS começou a tendência de lentes de periscópio, muitos fabricantes de Android seguiram rapidamente. Mas a solução da ASUS obviamente não é a solução ideal, afinal, a ASUS trabalhou tanto, e a espessura da fuselagem ainda era de 11,9 mm.

Isso também levou aos telefones com várias câmeras que vimos mais tarde. Atribua o trabalho do zoom óptico a diferentes lentes e fixe a estrutura da lente do periscópio para fazer uma lente de foco fixo, como o equivalente a 125mm.

No início de 2019, a Huawei e a OPPO lançaram sucessivamente as versões P30 Pro e Reno 10x com zoom. O primeiro está equipado com uma lente periscópica de 125 mm que pode atingir zoom óptico de 5x, o último está equipado com uma lente periscópio de 160 mm que suporta zoom óptico de 6x.

▲ Esquema de lente periscópio P30 Pro

O lançamento desses dois modelos também significa que a "guerra telefoto" dos fabricantes de telefones celulares começou oficialmente. Vemos que mais e mais carros-chefe do Android estão equipados com lentes de periscópio, Huawei P40 Pro + e outros modelos alcançaram até zoom óptico de 10x com uma distância focal equivalente a mais de 200 mm.

A lente ultratelefoto também se tornou um importante ponto de venda para fabricantes de telefones celulares. Seja uma coletiva de imprensa ou uma apresentação oficial do site, um certo lugar será reservado para isso.

▲ Página de detalhes do site oficial do Mi 10 Extreme Edition

Mas a lente do periscópio não é a habilidade máxima da "batalha telefoto". À medida que as tecnologias relacionadas se tornam mais maduras e os custos diminuem gradualmente, as lentes de periscópio não são mais exclusivas dos telefones principais. No futuro, espera-se que os modelos de médio a baixo custo sejam gradativamente equipados com lentes de periscópio.

Para se manterem competitivos, a Vivo e a Xiaomi jogaram um "novo truque" na telefoto. Por exemplo, no produto conceito APEX 2020 lançado pela vivo, a lente em seu módulo de lente de periscópio pode ser movida para frente e para trás para obter zoom óptico contínuo de 80mm-120mm.

▲ zoom APEX 2020

Isso soa familiar? A ideia do telefone Asus Zenfone Zoom Hawkeye que mencionamos acima é exatamente essa. É que a vivo controlou com sucesso a espessura do telefone para 8,8 mm.

Xiaomi é ainda mais "retro". Diz-se que está trabalhando em um módulo de lente retrátil que pode alcançar "grande abertura, aumento de 300% na entrada de luz; aumento de 20% na clareza".

▲ Solução de lente retrátil Xiaomi

Esta solução teoricamente melhorará o efeito óptico na extremidade da teleobjetiva, mas pode-se dizer que tem uma forma um tanto "renascentista". Além disso, seu efeito à prova d'água e à prova de poeira, controle de volume e peso, etc. são todos duvidosos.

Qual é o significado de "Guerra de teleobjetiva"?

Olhando para o mercado atual de telefones celulares, parece que não há lentes de periscópio, e tenho vergonha de dizer que sou um telefone carro-chefe.

Em termos de tecnologia atual, a lente periscópica é de fato a melhor solução para fotografia telefoto em telefones celulares. No entanto, também podemos descobrir que os módulos de lentes de telefones celulares com lentes de periscópio são basicamente muito proeminentes, sugerindo a você: "Eu sou convexo, mas também forte."

▲ Módulo de câmera convexa a laser

O telefone celular deve sacrificar a coordenação e a beleza do design das costas em troca de um melhor desempenho fotográfico? Este assunto não está dentro do escopo de nossa discussão. O que precisamos explorar é a importância do zoom óptico de alta potência utilizado pelos fabricantes de telefones celulares.

Atualmente, a lente de periscópio comum é geralmente de zoom óptico de 5x ou zoom óptico de 10x, que é equivalente a cerca de 125 mm ou 240 mm. Uma distância focal maior significa que você pode fotografar mais longe, e o zoom 10x já pode capturar detalhes que não são fáceis de ver a olho nu.

▲ Provas oficiais do Mi 10 Extreme Edition

Mas isso é apenas teórico. Em uso real, limitado pelo volume do telefone celular, o módulo da lente não pode ocupar muito espaço, então a área do elemento fotossensível é muito limitada. Isso dificulta que a qualidade da imagem alcance a altura ideal, principalmente no ambiente escuro, a lente do periscópio está basicamente em um estado que não pode ser ligada.

Pegue como exemplo a lente do periscópio do Huawei Mate40 Pro. Quando a uso quando a luz é complexa, ligeiramente escura ou o contorno do objeto não está claro, é difícil ativar o zoom óptico. O telefone irá alternar repetidamente entre o zoom digital da câmera principal e o zoom óptico da lente do periscópio.

▲ Em condições de pouca luz, a lente do periscópio Mate40 não é fácil de ativar

Isso não está sozinho. A lente do periscópio do telefone celular tem requisitos muito rígidos em relação à luz. Mesmo que possa ser usada em um ambiente com pouca luz, a mancha na imagem é mais óbvia.

A razão é simples: o prisma na lente do periscópio afetará a quantidade de luz que entra. Depois que a intensidade da luz é refratada pelo prisma, haverá uma certa atenuação. Portanto, as lentes do periscópio têm requisitos mais elevados no tamanho do sensor do que as lentes comuns. Quanto mais vezes o caminho da luz é refratado, mais fraca é a intensidade da luz. Portanto , a qualidade ótica de uma lente de zoom ótico 10x em um telefone celular é geralmente menor do que a de uma lente zoom ótico 5x.

Há também um problema comum: o jitter que não é facilmente perceptível na extremidade grande angular será ampliado exponencialmente conforme o comprimento focal aumenta. Este é um teste do desempenho anti-vibração da lente. Atualmente, a lente periscópica com zoom ótico 5x pode alcançar um bom efeito anti-vibração por meio da tecnologia OIS. No entanto, o desempenho anti-vibração da lente do periscópio com zoom ótico 10x ainda tem muito espaço para melhorias.

▲ Fotografar com lente periscópio Huawei P40 Pro (zoom ótico 5x)

Atualmente, é difícil equilibrar as lentes do periscópio nas questões de "boas fotos" e "boas fotos". Especialmente quanto maior o fator de zoom, mais óbvia é essa contradição.

Eu experimentei o Mi 10 Extreme Edition e o Huawei P40 Pro +, que são equipados com zoom óptico 10x (equivalente), que raramente é usado. Amigos ao meu redor também disseram: “Não consigo pensar em nada que precise de um zoom tão alto Cenas ".

Na minha opinião, prefiro remover esta lente em troca de uma bateria maior com o mesmo tamanho e melhor dissipação de calor. Ou use os custos de material para motores melhores para obter uma melhor experiência básica.

▲ Dentro do Mi 10 Extreme Edition, a lente do periscópio ocupa muito espaço

Isso não quer dizer que as lentes do periscópio não devam aparecer em telefones celulares. Só não acho que seja necessário sacrificar muito espaço interno e instalar uma lente com uma distância focal acima de 200mm que não é comumente usada. O zoom óptico de cerca de 5 vezes pode ser mais prático do que 10 vezes, e é mais equilibrado em termos de volume e facilidade de uso.

▲ Fotografar com lente periscópio vivo X50 Pro + (zoom ótico 5x)

Zoom ótico 5x, que é equivalente a uma lente de distância focal de 125 mm. Ele pode trazer uma sensação de perspectiva incomparável com uma lente de zoom ótico 2x, permitindo aos usuários tirar facilmente imagens simples e proeminentes. Espere ser capaz de focar nessa distância focal quando o iPhone estiver equipado com lentes de periscópio.

▲ Fotografe com lente periscópica Huawei Mate40 Pro (zoom ótico 5x)

Quando os fabricantes de telefones celulares não focam mais no "zoom óptico 10x" e "zoom híbrido 120x", mas focam na melhoria da qualidade da imagem de lentes telefoto 2x e lentes periscópicas 5x, acho que isso "telefoto "War" estará de volta ao caminho certo.

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