В чем уникальность зум-камеры HUAWEI Pura 80 Ultra?

HUAWEI Pura 80 Ultra стоит 139 999 рублей, HUAWEI Pura 80 Pro – 89 999 рублей. При этом почти по всем характеристикам они идентичны. Разве что Ultra крупнее, тяжелее и получила уникальный телефотомодуль с двумя объективами, который в одиночку вызвал прирост не только габаритов, но и цены сразу на 50 (!) тысяч рублей. Откуда это взялось и почему он уникален – разбираемся.

Идея оснастить телефон камерой не просто высокого уровня, выдающей фотографии, сравнимые с профессиональной техникой, но еще и обеспечивающей зум, живет примерно так же давно, как вообще существуют телефоны. Для этого применялись и полноценные камеры с изменяемым фокусным расстоянием, как на фотомыльницах (вспомним хотя бы Samsung Galaxy Zoom), и, затем, производители пришли к идее использования многокамерных систем, где каждый модуль отвечает за свое фокусное расстояние.

Дальше, добившись от смартфона самой способности снимать с приближением (пока максимальным оказалось десятикратное), производители стали думать о том, как улучшить качество съемки – обеспечить одновременно серьезное масштабирование и опцию хорошего уровня съемки в темноте.

В смартфонах всегда присутствует одно, казалось бы, непреодолимое ограничение – физические размеры используемого сенсора и оптики. В миниатюрном корпусе (даже условно миниатюрном, как на современных гаджетах) невозможно разместить, допустим, полнокадровую матрицу, прикрепив к ней светосильную оптику весом в килограмм. В итоге маленькие сенсоры в сочетании с оптикой светосилой в f/2,4 или f/3,6 (чем более длиннофокусная оптика, тем больше ограничений по ее габаритам и, соответственно, светосиле) физически не могут улавливать столько света, сколько необходимо для получения приемлемого результата при съемке в темноте.

HUAWEI P20 Pro

Первым смартфоном Huawei с выделенным зум-модулем была модель P20 Pro, где использовался как раз-таки простенький 8-мегапиксельный модуль, но этого на тот момент было достаточно – сама опция съемки на смартфон с трехкратным оптическим зумом (важно, что оптическим – тогда уже появлялись Quad Bayer-сенсоры с доступным зумом «гибридным») уже впечатляла семь лет назад.

Тыльная камера HUAWEI P30 Pro

Следующим этапом эволюции стала перископическая камера – за счет особой конструкции линз ее удалось разместить не «плашмя» в корпусе, параллельно внешнему стеклу линзы, а перпендикулярно. Что, в свою очередь, позволило увеличить размер сенсора без катастрофического ущерба габаритам смартфона. У Huawei этот модуль дебютировал в модели P30 Pro – по сей день этот смартфон кажется едва ли не самым удачным в истории компании (во многом за счет того, что это последний на данный момент флагман компании с Google Mobile Services).

HUAWEI P40 Pro

На HUAWEI P40 Pro перископический модуль обеспечивал уже 10-кратный зум. И на протяжении пяти лет в дальнейшем «экстенсивном» развитии зум-камер Huawei словно бы взяла паузу. Да, они получали сенсоры с повышенным разрешением, что позволяло добавлять к оптическому зуму «гибридный» (и избавляться от особо длиннофокусных модулей с недостаточной светосилой), использовалась короткофокусная оптика, работающая в том числе в макрорежиме, в P60 Pro удалось установить сенсор покрупнее (Ultra Light Telephoto Camera). Но ключевой момент – как сделать телефотомодуль на смартфоне одновременно светлым и длиннофокусным – оставался будто бы неразрешимым. Вплоть до HUAWEI Pura 80 Ultra.

Здесь инженеры Huawei превзошли себя, продемонстрировав не просто интересную технологию (в том или ином виде уже встречавшуюся), а нечто совсем уникальное – модуль, где на один сенсор оказались смонтированы сразу два объектива – с 3,7-кратным и 9,4-кратным зумом. Сам сенсор – габаритами 1/1,28", ничего подобного на камерах этого рода на мобильных устройствах мы еще не видели.

Принцип работы таков: на одном сенсоре используется два объектива с фокусным расстоянием 83 мм и светосилой ƒ/2,4 и с фокусным расстоянием 212 мм и светосилой ƒ/3,6. Первый объектив экспонирует весь 50-мегапиксельный датчик полностью, а второй охватывает лишь центральные 12,5 мегапикселей. Вы выбираете нужное фокусное расстояние, система блокирует поток света на один из двух объективов, оставляя открытым необходимый. Для этого используется конструкция с двумя призмами, состоящая из четырех линз, которая создает длинный путь с многократным отражением света. Призмы и зеркала двигаются, сенсор и объективы неподвижны.

Чтобы создать этот модуль, производителям пришлось решить ряд очень сложных задач. Во-первых, он не должен был быть излишне огромным, чтобы смартфон сохранил адекватные рынку габариты. Во-вторых, на устройстве с и так сложной громоздкой конструкцией надо было каким-то образом реализовать оптический зум. В-третьих, крупный сенсор даже в перископическом модуле привел бы к тому, что шахта оказалась бы шириной с весь смартфон.

Все эти вопросы оказались решены благодаря использованию призмы Шмидта-Пехана (что относительно ожидаемо для любого смартфонного «перископа»), расположению сенсора под углом, расположением стабилизатора на сенсоре, ну и, само собой, сложной конструкцией с использованием 143 (!) отдельных деталей. На фото, приложенных к этому материалу, можно увидеть весь процесс сборки модуля из отдельных компонентов.

Модуль в итоге получился действительно огромным для смартфона – что легко объясняет и его высокий вес, и габариты с очень сильно выступающим блоком камер – но при этом в аналог того же Samsung Galaxy Zoom десятилетней (с лишним) давности HUAWEI Pura 80 Ultra не превратился – это очень большой, но ожидаемо большой смартфон, в котором даже не пришлось слишком уж жертвовать батареей или такими компонентами, как беспроводная зарядка.

А вот цена действительно очень выросла – слишком уж сложен в исполнении этот один элемент. Который, да, обеспечивает несравненное качество зума при съемке как с 3,7-кратным масштабированием, так и с 9,4-кратным. Впрочем, об этом, с многочисленными примерами съемки, мы уже много раз рассказывали (превью, обзор, прогулка с фотографом).