Przednia kamera służy do selfie, rozmów wideo i rzadko jest tak dopieszczona, jak aparat główny smartfonu. Z opóźnieniem trafiły tam „nowinki”, takie jak matryce z łączeniem pikseli. Próby powiększenia powierzchni ekranu postawiły przed konstruktorami wyzwanie: jak zmieścić przyzwoitej jakości aparat tak, by nie odbyło się to kosztem ekranu?
Notch, łezka, dziura, wysuwany aparat
Jak już wspomniałem, na początku najpopularniejsze było kopiowanie notcha – najczęściej bezmyślne, z powodu mody, za wycięciem nie szła bowiem konstrukcja kamery – w iPhonie X poza aparatem przednim mieścił się w wycięciu sensor IR, projektor siatki kropek służących do mapowania 3D oraz czujnik światła, czyli całkiem sporo. Konkurencja najczęściej miała aparat, czujnik podświetlenia (albo i nie) oraz dużo wolnego miejsca, nic dziwnego zatem, że rychło ktoś się zorientował, że można zmniejszyć wycięcie do niewielkiej łezki lub dziury, które wystarczą akurat na aparat.
W większości współczesnych urządzeń spotkamy się właśnie z którymś z tych rozwiązań. Najnowsze iPhone’y mają serię wycięć połączonych wyświetlaczem i uformowanych w podłużną „dynamiczną wyspę”, bywa wciąż spotykany notch, większość telefonów ma po prostu dziurkę na przednią kamerę. Jedynie Sony konsekwentnie ignoruje takie pomysły, montują kamerę przednią w nieco szerszą, lecz bardzo dyskretną górną ramkę NAD ekranem.
Innymi pomysłami były kamery wysuwane z górnej ramki (vivo Nex, OnePlus 7T Pro, kilka modeli Oppo, Motorola One Fusion Plus, Poco F2 Pro), Asus w modelu Zenfone 8 Flip próbował obracać główny moduł aparatów do przodu, a LG oprócz wyskakującej kamery w modelu Wing przydał cały dodatkowy ekran, który dało się obrócić do pozycji „T” – jak możecie się domyślać, żadne z nich nie zdobyło specjalnej popularności.
Ostatnim pomysłem było umieszczenie kamery pod ekranem
W teorii rozwiązanie idealne – brak otworów w wyświetlaczu, brak mechanicznego modułu, który trzeba wysuwać i możliwość zrobienia w zasadzie dowolnie wąskiej ramki. Tyle że wymaga to dostosowania konstrukcji wyświetlacza (odpowiednio przeźroczyste materiały przewodzące i diody) oraz dostosowanego oprogramowania do obsługi aparatu (algorytm demozaikowania obrazu z matrycy).
Pierwszym smartfonem wyposażonym w taki aparat do selfie był ZTE Axon 20 5G, zaprezentowany pod koniec 2020 roku smartfon z matrycą 32 Mpix do selfie. Okienko, za którym był ukryty aparat było nieźle widoczne, gdy był wyświetlany jasny obraz, ale poza tym maskowanie było całkiem dobre. Wyświetlany w tym miejscu obraz miał niższą rozdzielczość.
Zobacz też: Test Xiaomi 13 Pro – zabrałem go do Mekki fotografów. Oto nowa jakość mobilnej fotografii (chip.pl)
Prawdziwą tragedią była jednak jakość obrazu z kamery – mimo matrycy 32 Mpix, rzeczywista rozdzielczość obrazu była dużo niższa, zdęcia okazały się mało kontrastowe, miękkie, jak zakryte mgłą, sprawność w nocy i kolory były już zupełnie marne – oko okazało się znacznie łatwiejsze do oszukania niż światłoczuła matryca.
Prace nad podobnymi rozwiązaniami prowadziło jednak wielu producentów. ZTE był pierwszy i za to oberwał, zbierając cięgi za choroby wieku dziecięcego. Kolejne generacje kamer podekranowych były już bardziej udane. Odpowiednio dobierając materiały przewodzące elektrod udało się zmniejszyć ich grubość, poprawiając przenikalność warstw przewodzących. Dalej drogi biegły dwojako: Samsung i Xiaomi zmniejszyli rozdzielczość ekranu nad kamerą, redukując liczbę „przeszkód” na drodze światła i jego rozpraszanie. Oppo z kolei próbuje utrzymać rozdzielczość, redukując natomiast wielość samych diod.
Jakość obrazu mimo to jest wątpliwym zwycięstwem. Tak się składa, że rok po roku miałem możliwość testowania smartfonów Galaxy Z Fold 3 i 4 – wyposażonych zarówno w klasyczną kamerę do selfie w ekranie zewnętrznym jaki podekranową kamerę do selfie 4 Mpix. Postęp między generacjami jest widoczny zarówno w jakości wyświetlanego obrazu nad kamerą jak i w fotografiach (nawet mimo braku wzrostu rozdzielczości sensora), ale aby dać proporcję, nawet tani smartfon z klasycznym aparatem wciąż radzi sobie lepiej niż wyrafinowane konstrukcje podekranowe z najdroższych składaków.
Zobacz też: Samsung Galaxy Z Fold4 – komórkowy kapitan Marvel TEST (chip.pl)
A gdzie pozostałe aparaty pod ekranem?
Patrząc na zapowiadane premiery nie zanosi się na znaczącą zmianę sytuacji na rynku. Prace nad aparatami podekranowymi prowadzi na pewno Oppo/OnePlus, zapewne robi to też Lenovo/Motorola, a Samsung w tegorocznym Foldzie także pewnie podtrzyma tradycję i pod wewnętrznym elastycznym ekranem znajdzie się taka kamera do rozmów.
Ostatnie przecieki mówią też o wspólnym projekcie Huawei, ZTE i BOE, który miałby doprowadzić do przełomu technicznego i zapewnić w końcu konkurencyjną do klasycznych aparatów jakość video i fotografii. Nowy wyświetlacz miałby mieć rozdzielczość 2480 x 1116 pikseli i korzystać z regulacji jasności PWM 1440 Hz – wskazuje się, że pierwszym urządzeniem wyprodukowanym z użyciem ekranu nowej generacji Q8 miałby być Huawei Mate X4. Więcej niestety nie wiadomo.
Wydaje się jednak, że największym problemem kamer podekranowych jest to, że tak naprawdę chyba nie są potrzebne. Ot, przyzwyczailiśmy się do otworu w ekranie, a Sony rok po roku skutecznie udowadnia, że przedni aparat da się zrobić inaczej, a dyskretna ramka to nie jest zło wcielone.
Osobiście wątpię, czy problemy techniczne są w ogóle rozwiązywalne – ile by nie kombinować, coś musi w wyświetlaczu świecić i mieć jakieś ścieżki – dopóki producenci nie zatrudnią faerie i magii, muszą się liczyć z fizyką i tym, że wyświetlacz przed obiektywem działa jak siatka dyfrakcyjna, a dane z sensora wymagają skomplikowanej obróbki by odtworzyć w miarę prawidłowy obraz. Można zmniejszyć wpływ instalacji na jakość obrazu, ale nie da się go zupełnie wyeliminować – toż nawet pozbawiony elektroniki filtr ochronny na klasycznym obiektywie nie jest zupełnie neutralny.
Spodziewam się zatem, że aparaty pod ekranem pozostaną niszą, lub uzupełnieniem tych normalnych. Foldy mają dwa aparaty do selfie, a do tego można wykorzystać ich składaną konstrukcję do tego, by użyć do tego samego celu także głównego aparatu – zdjęcia zrobione w ten sposób będą znakomitej jakości. Podekranowy aparat służy tam w zasadzie wyłącznie do rozmów online i tu nie jest niezbędna walka o jakość. W komunikacji online, konferencjach, etc. od lat standardem jest webcam o rozdzielczości 720p lub 1080p i okazuje się, że tyle zupełnie wystarczy do codziennych potrzeb. Jeśli się jednak pomylę gdybając, to tym lepiej – naprawdę fajnie jest oglądać inżynierów, robiących rzeczy niemożliwe.