Por que o maior argumento de venda do iPhone 16 é um espelho? |Filosofia difícil

Na próxima terça-feira, a conferência de outono da Apple está chegando, e a série iPhone 16 também irá desvendar o seu “mistério”.

O mistério é colocado entre aspas porque esse aparelho inédito foi exposto de diversas formas: novas cores de azul, verde e rosa, novos botões para fotografar, novas lentes dispostas verticalmente e novas cores de liga de titânio.

Talvez o que todos mais anseiam seja o preço e os AirPods e Apple Watch finalmente atualizados. Porém, as últimas notícias do MacRumors ainda causaram muita discussão:

Os modelos do iPhone 16 Pro e superiores serão equipados com zoom 5x.

Depois que o iPhone 15 Pro Max foi lançado no ano passado, o zoom 5x exclusivo se tornou o foco das principais análises de imagens da mídia. Um ano se passou e, embora as análises de 5x sejam mistas, a maioria dos comentários é positiva. Afinal, a distância focal é maior e há mais maneiras de jogar.

Então será que essa teleobjetiva 5x realmente traz um salto qualitativo para as imagens do iPhone? Por que pode ser uma lente exclusiva para a 16 Pro? A Apple não é a única a expandir a distância focal, então por que é a mais discutida?

Tudo começa com uma tecnologia: o prisma de reflexão quádrupla.

Coisas sobre telefoto

Vamos começar com a conclusão: após a atualização para telefoto, o efeito de câmera do 15 Pro Max foi significativamente melhorado.

No ano passado, muitos dos meus amigos e colegas que compraram o iPhone 15 Pro Max começaram a exibir em seu círculo de amigos que seus iPhones poderiam finalmente tirar fotos da lua. Comparada com a grande lâmpada disparada pelo 14 à noite, a lua fotografada pelo 15 Pro Max tem detalhes mais ricos e é mais realista.

Muitos internautas que gostam de shows aéreos e caça aos pássaros usam o novo iPhone para registrar alguns momentos fugazes. Mesmo que não tenham equipamento profissional, ainda podem pegar o Apple em mãos para fins de emergência.

Quando a testamos pela primeira vez no ano passado, descobrimos que esta lente telefoto 5x pode tirar fotos normalmente com pouca luz e também suporta o modo noturno. Com algoritmos poderosos, você pode pressionar o obturador em um quadro de visualização barulhento para obter uma foto nítida e limpa com cores reais.

Embora o progresso da atualização telefoto da Apple pareça um pouco mais lento do que seus pares, ele ainda pode ser considerado no mesmo nível do progresso e deu uma boa resposta. Quando a Apple finalmente pensou em trabalhar em longas distâncias focais, o desenvolvimento de lentes para telefones celulares já havia passado por vários estágios e haveria diferentes tendências de atualização quase todos os anos:

Em 2021, os ângulos ultra-grandes se tornarão cada vez mais fortes, enquanto as ultratelefotos não serão mais populares;
Em 2022, o nível inferior irá esmagar a todos e criar uma nova pista para a fotografia computacional;
Em 2023, serão lançadas aplicações de periscópio de alto pixel e lentes híbridas de vidro-plástico podem se tornar o futuro;
Este ano, software e hardware foram desenvolvidos de mãos dadas. Com uma mão empilhando materiais e a outra com IA, a fotografia estilizada começou a surgir.

A lente telefoto também experimentou sua segunda primavera depois de receber “atenção e cair em desuso” nos últimos anos, a VIVO até mesmo tornou a lente periscópio o principal ponto de venda do X100 Ultra.

Então, por que os telefones precisam de distâncias focais maiores? Vale a pena falar sobre isso e também pode nos ajudar a entender a “tecnologia negra” do prisma de reflexão quádrupla do iPhone.

Ao falar sobre lentes telefoto, devemos primeiro compreender o impacto da distância focal na imagem. "Distância focal" em uma câmera tradicional refere-se à distância do centro da lente ao foco onde a luz é captada em um telefone celular, é a distância do centro óptico da lente ao plano de imagem como o CMOS ( ou CCD).

A distância focal afetará diretamente o tamanho do alvo da imagem. Uma distância focal curta corresponde a um amplo ângulo de visão e mais elementos são incluídos na imagem; uma distância focal longa corresponde a um ângulo de visão estreito e a imagem focará em um ou vários objetos, mas, consequentemente, objetos distantes podem. também ser capturado claramente.

A lente zoom de uma câmera tradicional ajusta a distância focal estendendo e contraindo a lente para se adaptar a diferentes requisitos de fotografia. Em comparação com o foco fixo, as lentes zoom são aplicáveis ​​a uma ampla gama de cenas. Quem trabalha mais é mais capaz, e quem é mais versátil também é mais forte – são maiores e inconvenientes de carregar, o que é uma preocupação que enlouquece os fotógrafos com lentes zoom.

A lente telefoto dos telefones celulares é, na verdade, o resultado das restrições e do desenvolvimento da tecnologia de zoom.

Por um lado, a tecnologia avançou e componentes como lentes e sensores podem ser reduzidos, permitindo que a tecnologia mais tradicional de lentes grandes seja reduzida em tamanho e usada em telefones celulares.

Mas, por outro lado, devido às limitações do tamanho dos telefones celulares e à busca pela portabilidade, a lente zoom original teve que ser dividida em várias lentes de foco fixo com diferentes distâncias focais para obter indiretamente o efeito de zoom óptico.

A divisão do trabalho da lente foi resolvida e o tamanho foi reduzido, mas outro problema surgiu: o caminho de refração da luz na lente do telefone celular tornou-se mais curto e a distância focal não é suficiente e não pode atender os requisitos de distância focal de uma lente telefoto.

Portanto, entre as diversas lentes dos telefones celulares, a mais difícil costuma ser a teleobjetiva com maior distância focal e caminho óptico. Se você usar a telefoto vertical em uma câmera tradicional, isso economizará mais tempo, mas trará dois problemas espinhosos:

• Distorção óptica severa e dispersão
• A espessura do módulo da lente será o “próximo nível”

A solução telefoto vertical que parece estar "cheia de problemas" agora é a primeira geração de telefoto em celulares, usada pela primeira vez no iPhone 7 Plus, e mais tarde também usada no Huawei P20 Pro e outros modelos. imagem Se você quiser encurtar a distância focal, se quiser aumentar a distância focal, haverá muitos problemas derivados, etc., e finalmente foi gradualmente abandonado pelos fabricantes.

O que todos desistiram foi do plano, mas a exploração da telefoto nunca parou. Foi nesse ponto que a lente telefoto-periscópio de segunda geração começou a aparecer nos smartphones.

A telefoto periscópio usa dois prismas (alguns são de uma só peça) para refletir a luz uma ou várias vezes, mudando o caminho da luz da propagação longitudinal no telefone celular para a propagação transversal, aumentando assim o caminho da luz e aumentando assim o comprimento da lente telefoto. distância focal.

Como esta solução se refere ao princípio de funcionamento de um periscópio em um submarino, ela também é chamada de “periscópio”.

Na verdade, não é exagero dizer que “o tipo periscópio é para resolver as deficiências do tipo vertical”, porque a expansão do espaço horizontal permite resolver os problemas da telefoto de primeira geração:

• Quanto maior a distância da imagem, maior será o sensor que pode ser utilizado;
• O espaço é grande o suficiente, podendo ser equipado com sistemas ópticos mais complexos e módulos anti-vibração, para que a qualidade da imagem seja melhor;
• Num módulo da mesma espessura, a distância focal do tipo periscópio pode ser maior que a do tipo vertical.

Naquela época, depois que o Huawei P30 Pro foi equipado com uma lente telefoto periscópica, ele tinha recursos de zoom óptico de 5x, híbrido de 10x e digital de 50x, e as imagens se tornaram um dos maiores pontos de venda dos telefones celulares Huawei.

Mais tarde, quase todos os modelos principais seguiram sucessivamente com telefoto periscópio. No entanto, a distância focal máxima da lente da câmera principal de 48 mm e da lente telefoto de 120 mm era muito grande, resultando em efeitos de imagem ruins ao fotografar em 3x e 4x. zoom Não é bom, o ângulo de visão ao mudar para telefoto 5x é muito pequeno.

Em resposta a esses feedbacks para um melhor progresso, o fabricante otimizou duas rotas técnicas baseadas na telefoto periscópio de primeira geração: lente zoom ótico periscópio e telefoto dupla.

Deixe-me primeiro explicar que o “zoom óptico” promovido por quase todos os fabricantes agora não é realmente um zoom óptico contínuo, mas mais como um zoom digital. As lentes só podem alternar entre si em distâncias focais específicas de 0,6x, 1x e. 5x Ao trabalhar, é considerado zoom óptico.

O Sony Xperia 1 IV é um dos poucos modelos do mercado que implementa zoom óptico real em celulares. Sua telefoto periscópio suporta zoom contínuo equivalente a 85-125mm.

OPPO Find X7 Ultra segue o caminho da telefoto dupla, usando mais lentes de foco fixo para obter indiretamente recursos de fotografia multifocal e de foco longo.

Se o periscópio for uma solução perfeita, nenhum fabricante ficará gradativamente indiferente a ele, desistirá ou mesmo negligenciará a teleobjetiva. Porque o tamanho, a base grande e a distância focal são outro triângulo impossível para lentes de periscópio de telefones celulares – elas não podem satisfazer todos os três ao mesmo tempo.

Mesmo que a Sony consiga o zoom óptico verdadeiro, não será a escolha da maioria das pessoas devido a questões de custo. O iPhone 15 Pro Max se tornou popular no ano passado por causa disso.

prisma de reflexão quádrupla

Vamos examinar a lógica acima:

Os telefones celulares que buscam efeitos fotográficos mais abrangentes devem ter lentes telefoto → As lentes telefoto requerem mais espaço para estender o caminho da luz e, assim, aumentar a distância focal → As lentes periscópicas são mais adequadas para lentes telefoto do que as lentes verticais porque o espaço horizontal dos telefones celulares é mais amplo .

Mas, a julgar pelo peso do modelo principal atual e pela espessura do módulo da lente, o periscópio ainda não é a solução ideal.

Como mencionado há pouco, a lente do periscópio usa um ou dois prismas para desviar a luz em 90° para ficar horizontalmente paralela ao telefone celular. Após ser corrigida pelo sistema óptico, ela é desviada em 90° e atinge o sensor para completar a imagem (. algumas marcas possuem apenas um prisma. A luz é desviada apenas uma vez, então o sensor é colocado verticalmente dentro do telefone).

O iPhone 15 Pro Max segue outro caminho: um prisma reflexivo quádruplo.

Cada prisma no periscópio tradicional só pode desviar a luz uma vez, mas a Apple usa o princípio de que a luz em um prisma pode atingir reflexão total em um determinado ângulo de incidência, atingindo a luz incidente dentro de um prisma quadrado, permitindo que a luz passe através do prisma. Quatro reflexões de deflexão ocorrem no prisma.

Mudar da reflexão tradicional de 90° do periscópio para o prisma único de quatro reflexões tem vários benefícios óbvios:

• Quanto mais vezes a luz for refletida, mais fácil será aumentar a distância focal e atender aos requisitos da telefoto;
• Quatro prismas são mais finos que os prismas triangulares e a espessura do corpo também pode ser reduzida;
• O sensor “fica” na placa principal do celular, dando-lhe mais espaço horizontal.

Claro, esta é apenas uma breve visão geral dos princípios gerais. Existem muitos processos complexos em prismas, como revestimento para evitar vazamento de luz, ranhuras para evitar brilho, etc., que são elementos essenciais em prismas de reflexão quádrupla.

Quando folheamos este documento de patente, descobrimos outra coisa interessante. O inventor do prisma de reflexão quádrupla não é, surpreendentemente, a Apple, mas um engenheiro óptico japonês chamado Takeyoshi Saiga. A Apple usou sua capacidade financeira para adquirir essa tecnologia nos primeiros anos, e tenho que lamentar novamente a visão prospectiva e o layout tecnológico da empresa.

Além disso, Takeyoshi Saiga também atualizou o prisma de reflexão quádrupla em outro documento de patente.

Só de olhar para esta imagem patenteada, não é difícil descobrir que o corpo principal do prisma ainda está lá, mas a diferença é que o novo plano divide o prisma reflexivo em duas partes, e a parte quebrada no meio não é um corte plano, mas uma superfície esférica irregular.

É isso mesmo, o módulo de prisma que foi colocado diretamente acima do prisma está completamente integrado ao prisma. A combinação original de lentes grossas agora tem apenas uma lente restante.

Tenho que admirar a ideia do prisma de reflexão quádrupla melhorado, é tão inteligente.

Não sei se o próximo iPhone 16 Pro usará a mesma tecnologia, mas a julgar pelos parâmetros que foram expostos, a espessura do 16 Pro e do 15 Pro é exatamente a mesma (8,25 mm). esta tecnologia negra ainda está longe do uso comercial real. Há uma certa distância.

Além disso, as teleobjetivas com esta estrutura não são todas vantagens. Por exemplo, um prisma reflexivo quádruplo pode de fato equilibrar a distância focal e a espessura de um telefone celular, mas a quantidade de luz que atinge o CMOS após múltiplos reflexos será ainda mais atenuada. ser um grande problema para o 16 Pro.

Além disso, o prisma único é uma ideia muito nova, mas ainda não está avançada, porque é uma tecnologia de compromisso que a Apple “precisa” por uma questão de peso, espessura e distância focal telefoto. Para esse controle de prisma e espessura, a parte inferior do 15 Pro Max ainda é menor que a de outras marcas.

Além disso, muitos usuários do iPhone 15 Pro Max relataram no ano passado que a distância de disparo desta lente telefoto é muito restrita. A lente telefoto não mudará para lente telefoto até que esteja a quase 90 cm de distância do alvo. menos do que essa distância, o iPhone provavelmente mudará automaticamente para a câmera principal.

Macro telefoto é a nova tendência deste ano. Vamos ver o que a Apple fará na próxima semana.

Embora estes problemas possam ser facilmente resolvidos substituindo a sola e adicionando um módulo, devemos lembrar que os smartphones são um ato de equilíbrio entre tecnologia e arte. Na busca por desempenho e sensação, alguém terá sempre que fazer concessões.

Mas o certo é que tanto o iPhone 16 Pro quanto o Max usarão prismas reflexivos quádruplos. Como consumidores, geralmente prestamos pouca atenção ao processo técnico. Estamos mais preocupados com as melhorias que as novas tecnologias trarão aos resultados.

Pelo menos a julgar pelo feedback do uso do iPhone 15 Pro Max no ano passado, o prisma reflexivo quádruplo dá ao telefone mais possibilidades de telefoto.

Principalmente a Apple, que também começou a falar sobre IA este ano, deve integrar mais de perto novos hardwares e novos algoritmos de software. Espera-se que, com a bênção da tecnologia de prisma de reflexão quádrupla, os retratos do iPhone 16 Pro (Max) sejam melhores. novamente, há novos avanços e novas experiências de telefoto.

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