كيف تطورت كاميرات الهواتف الذكية: الجزء الثاني

ذكرنا في الجزء الأول بالأمس ثلاثة عوامل مهمة لتطور كاميرات الهواتف الذكية على مدار السنين وما لاقته من تحسينات حتى وصلت إلى شكلها الحالي. وكان من أهمها عدد البيكسل وحجمه، وحجم مستشعر الصورة، وفتحة العدسة -راجع المقال للمزيد-. اليوم نكمل بقية العوامل المهمة التي لجأت إليها الشركات المصنعة للهواتف لإنتاج صورة أفضل.

فلاش أفضل

لا يقل الفلاش أهمية عن باقي المكونات الأخرى بل أحياناً وفي الإضاءات الضعيفه يكون له دور رئيسي؛ لذا تم التركيز على تحسين الفلاش كثيراً مثله مثل باقي المكونات. وقد استفادت الهواتف القديمة من فلاش Xenon شديد السطوع، وخاصة هواتف نوكيا وسوني، ولكن ما يعيب هذا الفلاش هو كبر حجمه واستهلاكه مزيدا من الطاقة.

اليوم يتم استخدام فلاش LED أو LED ثنائي، ويتم استخدام الأخير في إعطاء درجة حرارة مختلفة للألوان بشكل طفيف. ويتم استخدام هذا النوع من الفلاش للحصول على نتيجة أفضل لتوازن الألوان.

تشتمل أحدث هواتف الآي-فون على مزيد من التحسينات في الفلاش، وأصبح هناك انسجام وتناغم بين الفلاش والكاميرا لتحقيق نتائج أفضل من الأجيال السابقة. ففي عام 2016 تم تقديم فلاش Quad-LED. وفي عام 2017 تم طرح طرازات أخرى تسمى فلاش Slow Sync الذي تم تقديمه في آي-فون 8 وآي-فون X، فهو يعمل على تحسين جودة الصورة، حيث أنه يحافظ على فتح غالق الكاميرا لفترة أطول “أجزاء من الثانية” لالتقاط المزيد من الضوء والتحكم في الضوء المطلوب من الفلاش.

تركيز أسرع

إذا كنت من هواة تصوير الألعاب الرياضية أو الحياة البرية، فأنت بحاجة ماسة إلى خاصية التركيز التي تجعل من صورتك واضحة المعالم. وتعمل هذه الخاصية عن طريق تحريك عدسة الكاميرا حتى يتم ضبط التباين الأنسب في الصورة.

قبل عام 2015، كان تركيز الكاميرات يستند إلى التباين الذي يمكن اكتشافه في المشهد. ثم بعد ذلك وبدءا من هاتف جلاكسي S5 وآي-فون 6 تم إضافة ما يعرف “بالكشف عن الطور” أو Phase detection وتم إنشاؤه في المستشعر. حيث يتم تقسيم الضوء الوارد إلى أزواج من الصور ومقارنتها. ويستخدم المعلومات الواردة من جانبي العدسة لحساب المكان المثالي للتركيز “حيث يجب ان تلتقي نقاط الضوء. إنها أسرع من طريقة اكتشاف التباين القياسية، ولكنها لا تزال غير جيدة في الإضاءة الخافتة. ويعد

التثبيت البصري للصورة OIS

يعد التثبيت البصري للصورة أكثر أهمية. فهو يجعل الصورة ثابتة غير مهتزة، ويحافظ على إبقاء غالق الكاميرا مفتوحا لمدة أطول لالتقاط الضوء وتصوير المشهد دون تأثير على جودة الصورة. وآلية عمل التثبيت البصري تكمن في وجود عدسة عائمة على محرك كهرومغناطيسي صغير، إضافة إلى مستشعرات حركة الجهاز مثل الجيروسكوب التي تقوم بقراءة حركة الجهاز على عدة محاور ورصد أي حركة أو اهتزاز وعند اكتشاف أي اهتزازات يقوم المحرك بدوره لامتصاصها، تخرج الصورة أكثر ثباتا.

ويذكر أن هناك شركات تطور تثبيت إليكتروني في الصور وعلى رأسها جوجل في هواتفها “بيكسل” وحققت نجاحات كبيرة نظراً لتطور جوجل في مجال الذكاء الصناعي. فكرة هذا التثبيت الإلكتروني EIS أن النظام تلقائياً يتعرف على الحركة ويلغيها. شاهد فيديو مقارنة بين تثبيت بصري في الآي فون 7 وتثبيت إلكتروني في جوجل بيكسل الأول

الكاميرات المزدوجة

هذا ما يود الجميع فهمه. ما فائدة كاميرتين أو أكثر بجوار بعضهما “هواوي P20 يضم 3 كاميرات”. في الحقيقة لجأ صانعوا الهواتف إلى الكاميرات المزدوجة عندما لم يتمكنوا من زيادة حجم عدسة الكاميرا أو مستشعر الصورة. وتم استخدام عدستين أحدهما رئيسية تقوم بكل شيء، والعدسة الأخرى مساعدة تقوم مثلا بالتقاط مزيدا من الضوء، أو تستخدم للتقريب البصري حتى 2x كما فعلت أبل في آي-فون 7 بلس، أو استخدام مستشعرات كما فعلت هواوي في هاتفها  Mate 10 Pro حيث أضافت مستشعرا أحادي اللون في الكاميرا الثانوية لجمع معلومات إضافية عن السطوع والتباين. و P20 يضم 3 عدسات الأولى تصوير تقليدي والثاني أحادي اللون والثالثة للتقريب. وبالطبع الصورة الناتجة ليست من أحدهم بل نتيجة جمع العدسات سوياً

وكان من أول المستخدمين لتقنية الكاميرات المزدوجة هي HTC في هاتفها Evo 3D ثم قدمتها مرة أخرى ولكن أكثر تطورا في هاتفها one M8. وأول من استخدم تلك الكاميرات المزدوجة بالمفهوم الحالي هي LG مع هاتفها G5 وهواوي في هاتفها P9. وأول من قدم عدسة ثلاثية هواوي في P20.

تحسين المعالجة

أخيرا، بالرغم من القفزات الكبيرة والتطور الملموس في كاميرات الهواتف الذكية، إلا أن المعالجة الأفضل للصورة هي من تضع نهاية لتلك التطورات. خذ مثالا على ذلك: تأثيرات HDR على هاتف بيكسل 2 ، يتم معالجتها لحظياً في الوقت الفعلي، وذلك لاحتواء الهاتف على معالجات قوية، على عكس كثير من الهواتف الذكية التي تستخدم تلك الميزة، فكم مرة التقطت صورة بصيغة HDR ووجدتها مشوهة وذلك بسبب المعالجة الضعيفة التي تحتاج إلى ثبات أثناء التصوير لبعض الوقت حتى يتم معالجتها بدقة. رأينا المعالجة المحسنة بشكل واضح على آيفون 8 وآيفون X مثل الإضاءة البورترية، وذلك بفضل التطبيقات الذكية المقدمة من آبل وقبل ذلك معالج A11 Bionic .

ما ذكرناه كان اختصارا شديدا لأهم التطورات التي حدث في كاميرات الهواتف على مدار الأعوام الماضية إلى يومنا هذا. ونأمل أن نرى تطورا ثوريا في المستقبل القريب .

المصادر:

Gizmodo