Souboj o prvenství v kvalitě fotoaparátů u chytrých telefonů je neustálým závodem v číslech. Která firma se může pyšnit největším počtem megapixelů, objektivů, nebo stále častěji, rozsahem zoomu? Fyzikální zákony však říkají, že optický zoom a tenké telefony prostě nejdou dohromady.
V červenci roku 2020 se začalo spekulovat, že by Apple mohl do budoucích modelů iPhonu implementovat periskopický teleobjektiv. Tyto objektivy nejsou žádnou novinkou a chytře obcházejí problémy s rozměry klasických teleobjektivů.
Podívejme se, jak vlastně fungují a co to znamená pro vývoj odvětví chytrých telefonů.
Velikost ve fotografii má zásadní význam
Omezení ve fotografii jsou zpravidla spíše fyzikálního než technologického rázu. Některé optické zákony nelze jednoduše obejít. Proto jsou objektivy pro DSLR a bezzrcadlovky tak rozměrné a těžké. Aby bylo dosaženo dlouhé ohniskové vzdálenosti a široké clony, musí mít samotné čočky určité rozměry.
Objektiv s ohniskovou vzdáleností 200 mm a světelností f/2.8 například potřebuje přední člen o průměru více než 70 mm. A to nezahrnuje technologické aspekty výroby.
Fotoaparáty v chytrých telefonech čelí stejným omezením, avšak v menším měřítku. Díky menším snímačům dokážou dosáhnout většího zvětšení s kratší ohniskovou vzdáleností. To s sebou ale přináší řadu kompromisů.
Například iPhone 11 Pro disponuje 52mm teleobjektivem (ekvivalent full-frame), který je ve skutečnosti jen 6mm. To znamená, že pro pořízení stejné fotografie s profesionální DSLR budete potřebovat 52mm objektiv. Díky tomu, že snímač teleobjektivu v iPhonu má velikost 1/3,6 palce (přibližně 5 mm úhlopříčně), získáte ekvivalentní zvětšení.
Výrobci však narážejí na limity. Snímače fotoaparátů nelze zmenšovat do nekonečna bez toho, aby to nemělo negativní dopad. Malé snímače mají horší výkon při slabém osvětlení a mají složitější práci při vyšším rozlišení.
Pokud by Apple chtěl do iPhonu zabudovat větší zoom, mohl by (teoreticky) zmenšit velikost snímače na polovinu. Jeho výroba by však byla pravděpodobně nákladná a uživatelský zážitek by byl špatný.
Lepší alternativou je zvětšení rozměrů čočky.
Obcházení problému
Zvětšení čočky má ovšem také své problémy. iPhone 11 Pro je tlustý pouhých 8,1 mm. I když 6mm objektiv nemusí mít přesně 6 mm na délku, je mu velmi blízko. I tak zabírá značnou část prostoru v telefonu. Jednoduše není dost místa na to, abyste do telefonu tenkého 8 mm přidali 12mm čočku.
Pokud to ovšem neuděláte do boku.
Periskopická čočka funguje na principu periskopu v ponorce. Světlo vstupuje do předního prvku a odráží se o 90 stupňů od šikmého zrcadla. Poté prochází dalšími prvky objektivu, než dopadne na snímač a je zaznamenáno jako fotografie. Tím, že se směr šíření světla změní, delší čočky nemusí být tak hluboké, ale mohou být širší.
Pro výrobce telefonů je to velká výhoda. Je mnohem snazší najít prostor pro delší teleobjektiv v horizontální poloze, než zmenšovat snímač nebo vyrábět tlustší telefony.
Díky tomu se výrobci neomezují pouze na objektivy ekvivalentní 50 mm s 2x optickým zoomem (nebo s trochou marketingu 3x). Umožňuje jim to používat objektivy s ohniskovou vzdáleností 100 mm (přibližně 5x zoom), nebo dokonce 200 mm (přibližně 10x zoom).
Samozřejmě, existují kompromisy a technologie je relativně nová, ale obchází hlavní omezení, která brání přidání optického zoomu do chytrého telefonu.
Digitální vs. optický zoom
Pokud si myslíte, že váš iPhone už 10x zoom má, máte pravdu i nemáte. Důvod, proč se bavíme spíše o ohniskové vzdálenosti než o samotných násobcích zoomu, je ten, že je důležitý rozdíl mezi optickým a digitálním zoomem.
Optický zoom je výsledkem optických vlastností objektivu s delší ohniskovou vzdáleností. Vzdálené objekty se skutečně přiblíží, bez ztráty kvality, jako když se díváte dalekohledem.
Tento 10x zoom na iPhonu je ve skutečnosti jen výřezem z 2x zoomu.
Digitální zoom je jen sofistikovaný způsob, jak říct, že je fotografie oříznuta, aby vypadala zvětšeně. Je pravda, že digitální zoom udělal velký pokrok. Díky snímačům s vysokým rozlišením, slučování pixelů (více pixelů je bráno jako jeden velký pixel) a lepším algoritmům pro převzorkování, dosahují výrobci lepších výsledků.
Nicméně, je to vlastně stejné, jako když si vyfotíte fotku a později ji oříznete. Nedosáhnete skutečného přiblížení a při dalším přibližování bude vždy docházet ke ztrátě kvality obrazu.
Na tomto faktu se pochopitelně nedá postavit marketingová kampaň.
Periskopické objektivy jsou již dostupné
Apple nebude prvním, kdo se k periskopickému trendu připojí. Čínští výrobci (zejména Oppo a Huawei) s nimi experimentují už několik let. Huawei P40 Pro+ s pěti fotoaparáty má 10x periskopický teleobjektiv, ekvivalent 240mm objektivu na full-frame fotoaparátu.
Širokoúhlý fotoaparát v Huawei P40 Pro.
Široce dostupný Samsung Galaxy S20 Ultra má 5x teleobjektiv s periskopem, který je ekvivalentní 100 mm. Přehnaný marketing Samsungu se ale snaží tyto informace zastřít skutečně absurdními násobky.
Periskop s 5x optickým zoomem. Všimněte si kvality obrazu!
Stejně jako mnoho jiných funkcí, i když Apple nebyl první, jeho vstup na trh bude velký úspěch. Myslím, že můžeme s jistotou říct, že odteď, až se objeví iPhone s periskopickým objektivem, stane se tato funkce velmi žádanou.