كيف تطورت كاميرات الهواتف الذكية: الجزء الأول

خلال عقد من الزمن تطورت كاميرات الهواتف الذكية بشكل مذهل وغير مسبوق وجعل مئات الملايين يعتمدون عليها. في هذا المقال نبدأ في التعرف على طريقة تطوير الشركات للكاميرات حتى وصلت لشكلها الحالي مما أدى إلى الاستغناء بشكل كبير عن الكاميرات الرقمية المستقلة.

من المؤكد أنه ثمة اختلافات فنية بدرجات متفاوتة بين التصوير الفوتوغرافي وما به من فنون التصوير، والكاميرات في الهواتف المحمولة. ولا شك أن الأخيرة في تطور مستمر، فهل سيأتي يوم ويتم الاستغناء بها عن أي كاميرات أخرى؟ إليك نظرة على الطرق التي تحسنت بها هذه التقنية على مر السنين.

المزيد من الميجابيكسل

عدد الميجابيكسل، أول شيء يتبادر إليه الذهن عند الكلام عن الكاميرات. فهو المعيار الأساسي لدقة الصورة التي يتم التقاطها بكاميرا الهاتف كما يتوهم البعض. لم يكن الهاتف الذكي الأول يحتوي على كاميرا بأي حال من الأحوال، وفي بداية ظهور الهاتف الذكي بالمعنى الحقيقي وبالتحديد عند ظهور الآي-فون في عام 2007 كانت الكاميرا الخلفية 2 ميجابيكسل فقط، ويشترط تركيزاً ثابت أثناء التصوير، وكان قادرا على التقاط صورة بحجم 1600*1200 بيكسل. بينما يحتوي سامسونج S9 وآي-فون X على كاميرات بدقة 12 ميجابيكسل.

في الأيام الأولى من كاميرات الهواتف الذكية، كان الميجابيكسل هو المعيار الأساسي الذي يتم الحكم به على أفضلية الكاميرات. واتضح بعد ذلك أن هذا الحكم جائر وغير صحيح، إذ لا بد من توافر مجموعة من العوامل الأخرى التي تؤثر على جودة الصورة، كما سنرى بعد قليل.

تكمن المشكلة في زيادة عدد البيكسلات على حساب حجم البيكسل نفسه. فكلما أصبحت وحدات البيكسل أصغر حجما كلما سمحت بدخول قدر أقل من الضوء والعكس صحيح. وأول محاولة لتقليل عدد الميجابيكسل، وزيادة حجم البيكسل، كانت في تقنية HTC UltraPixels بهاتف One الذي تم تقديمه في عام 2013، مما جعل المستشعر يلتقط مزيدا من الضوء ويبقى غالق الكاميرا مفتوحاً  لفترة أطول “أجزاء من الثانية”. لقد كانت HTC في طريقها إلى شيء ما، ولكنها لم تستمر و لا ندري ماذا حدث. من الممكن أن نقول إن سباق الميجابيكسل قد انتهى، وبدأت حقبة جديدة من الصراع بين صناع الهواتف الذكية في نواح أخرى. أو أن أزمات HTC المالية وحالتها الشبه مفلسة قللت الانفاق في الأبحاث.

مستشعرات أكبر

هذه حقيقة أخرى متفق عليها عالميا، أنه كلما كان مستشعر الصورة أكبر في الكاميرا، كانت النتيجة النهائية أفضل “فهذا يتيح التقاط مزيدا من الضوء والتفاصيل الملونة”. فبالإضافة إلى العوامل المساعدة الأخرى، يبقى مستشعر الصورة هو الأهم.

إن عدم وجود مساحة كبيرة للكاميرا في الهواتف الذكية، يجعل مساحة أجهزة استشعار الصورة تنحصر بين  1/3 و 1/2.3 بوصة، أي أصغر بكثير من تلك الموجودة في الكاميرات الرقمية المستقلة. لذلك لم يتغير حجم المستشعر كثيرا على مر السنين في الهواتف الذكية، وذلك بسبب القيود المادية، ومن ثم اتجهت التحسينات إلى نواحي أخرى.

سيصعب عليك البحث عن هاتف يحمل مستشعر صورة ذو حجم كبير. ولكن هاتف Nexus 6P في عام 2015 كان استثناء، كانت الكاميرا الخاصة به 12.3 ميجابيكسل، ومستشعر صورة يبلغ 1/2.3 بوصة، يعد من بين أكبر الهواتف التي تحتوي على هذا الحجم، وكان يحتوي أيضا على حجم بيكسل 1.55 ميكرومتر، وهو أكبر من هاتف بيكسل 2 الذي يحتوي على حجم بيكسل أصغر بمقاس  1.4 ميكرومتر بالإضافة إلى حجم مستشعر 1/2.6 بوصة. وبالنظر إلى هكذا هاتف فإن حجم المستشعر بمفرده لا يعد معيارا على جودة الكاميرا، فالهواتف الحديثة أفضل منه ومن أمثاله القدامى على أي حال.

بالطبع لا يتم الإعلان عادة عن حجم المستشعر، ولا يبحث عنه إلا المتخصص. فهل بحثت ودققت يوما عن حجم هذا المستشعر قبل أن تشتري هاتفك؟ الأعم الأغلب “لا”، إنما نبحث فقط عن عدد البيكسل!

فتحة عدسة أوسع

إن لكاميرات الهواتف فتحة عدسة مثل الكاميرات الرقمية المستقلة. وفتحة العدسة تتحكم في مقدار الضوء الذي يصل إلى مستشعر الصورة. في الكاميرات المستقلة، يتم التحكم في فتحة العدسة لتحسين ظروف الإضاءة، والتعتيم، وما إلى ذلك، بينما في الهواتف يكون الأمر مقيداً بشكل كبير. وتعمل شركات الهواتف جاهدة في تطوير فتحة عدسة أكبر بقدر الإمكان، وهذا شيء صعب بعض الشيء، إذ لابد من الحفاظ على سرعة الغالق بدرجة كافية حتى لا تخرج الصورة ضبابية. باختصار، تحتوي الفتحات الكبيرة جدا على جوانب سلبية، لا يتسع المجال لذكرها.

يتم قياس حجم فتحة العدسة بالرمز f أو f-stop مثل f/1.5، وكلما كان الرقم كبيراً، كلما كانت فتحة العدسة صغيرة، وكلما كان الرقم صغيراً كلما كانت فتحة العدسة كبيرة. أي أن مقاس f/1.4 يشير إلى فتحة عدسة كبيرة، بينما f/22 يشير إلى فتحة عدسة صغيرة.

في العام الماضي 2017 قدمت شركة LG هاتفها V30 الرائع بكاميرا 16 ميجا بيكسل بفتحة عدسة مقاس f/1.6 وكانت تعتبر أوسع فتحة كاميرا بين الهواتف الموجودة، ووصفته LG “السحر الحقيقي” وحق لها ذلك، لأنها قد تجاوزت تقنية الفتحة المزدوجة التي قدمتها سامسونج في S9 التي تتيح لك التبديل بين فتحات العدسة f/1.5 و f/2.4 .

وما زال التطوير مستمراً، وتعمل الشركات على توسيع فتحات الكاميرات قدر الإمكان لإدخال مزيدا من الضوء للمستشعر والحصول على صورة أكثر وضوحا من ذي قبل.

لم ينتهي المقال بعد، فما زالت هناك عوامل أخرى لم نذكرها من خلالها تكتمل جودة الصورة وتضح معالمها وتفاصيلها الدقيقة، عليك معرفتها ليتسنى لك الحكم على كاميرا أي هاتف ذكي من حيث جودتها وجودة إنتاجها، وبالتالي تكون خبيرا في هذا المجال.

المصادر:

Gizmodo | HTC