Новейший флагман южнокорейской компании LG G3 обзавёлся огромным количеством интересных особенностей. Помимо невероятного дисплея с разрешением 2560×1440 пикселей, 3 ГБ оперативной памяти и замечательной 13-мегапиксельной камеры, внутри корпуса новинки нашлось место для еще одной инновации. Речь идёт о лазерном автофокусе, благодаря которому сфокусироваться на нужном объекте удаётся за рекордные 276 миллисекунд. Как удалось достичь подобного результата, и, главное, в чём скрываются особенности данной технологии? Давайте разбираться. Прежде всего, следует углубиться в реалии. Иначе говоря, узнать о наиболее распространённом типе автофокуса, который встречается в подавляющем большинстве современных устройств.

Контрастный автофокус Название данной технологии непосредственно связано с принципом её работы, который заключается в постоянном считывании и анализе изображения с матрицы. Занимается этим нелёгким делом микропроцессор. Главной его задачей является перемещение объектива в поисках зоны с наибольшим контрастом. Её нахождение и есть то, что мы привыкли называть «попаданием в фокус».

Наиболее очевидный недостаток контрастного автофокуса - его медлительность. Сделать вывод о наивысшем уровне контраста можно лишь после анализа всего изображения и возвращения объектива обратно, что тоже требует некоторое время.

Лазер Решением проблемы должен был стать лазер. Последний, к слову, довольно давно используется для определения расстояния. Как он функционирует? Устройство излучает невероятно тонкую полосу света, которая отражается от всевозможных поверхностей и возвращается обратно. Смартфон высчитывает время путешествия лазера, умножает результат на скорость света и делит на 2. Конечная цифра и будет расстоянием до объекта, благодаря чему и удаётся сфокусироваться.

Очевидно, что лазер обладает некоторыми преимуществами, а именно высокой точностью вычисления и приличной скоростью работы. Но не обошлось и без недостатков. Дело в том, что крохотные размеры луча являются причиной неэффективности его работы на больших расстояниях или на открытом пространстве.

Лазерный автофокус Инженеры LG решили взять лучшее от обеих технологий, соединив их на задней крышке G3. Во время запуска камеры смартфон излучает луч света, чтобы проверить, есть ли поблизости какие-либо предметы. В случае их отсутствия устройство начинает использовать контрастный автофокус, пропустив определённое расстояние (наши коллеги из androidauthority заявляют о 60 сантиметрах).

Зачем это нужно? Очевидно, что самый большой плюс - скорость фокусировки и её более высокая точность на близких дистанциях. Помимо этого, лазер окажется полезным в тёмных помещениях, где сфокусироваться при помощи контрастного метода практически невозможно.

А довольны ли вы тем, как работает камера на вашем смартфоне? Поделитесь этим немного ниже.

Рассказываем о широко распространенной и полезной технологии в камерах смартфонов.

Все хотят, чтобы при съемке фотографии получались ясными и четкими, а фотографируемый объект - отчетливым и резким, то есть находился в фокусе. В настоящее время во всех современных гаджетах есть автоматический фокус, при котором устройство самостоятельно размещает линзы на таком фокусном расстоянии, которое позволит запечатлеть предмет съемки без смазывания.

Со стороны кажется, что все происходит просто и быстро - достаточно навести камеру на нужную область кадра, и фотография готова. На самом деле за короткий промежуток времени происходит масса незаметных нам процессов и вычислений.

В большинстве устройств используется автоматическая фокусировка, реализованная на основе сканирования световых фаз - фазовый автофокус. Попробуем описать его принцип действия доступным языком.

Впервые такой тип автофокусировки был установлен в зеркальных фотоаппаратах, где зарекомендовал себя как стабильный и быстрый. Позже фазовым автофокусом стали снабжаться фотокамеры смартфонов - сейчас этим никого не удивить.

Как работает фазовый автофокус?

От всех областей фотографируемой картинки потоки света попадают в объектив камеры, а после этого на светочувствительный сенсор - матрицу камеры. На ней расположен фазовый датчик (зачастую не один), который анализирует равномерность поступивших световых фаз. Если они одинаковы, фокусное расстояние относительно объекта съемки выбрано верно. При расхождении характеристик полученных световых потоков этот датчик сообщает об этом процессору камеры, который перемещает линзы объектива для получения верных параметров световых фаз. Эти измерения происходят очень быстро.

В большинстве мобильных камер фазовые датчики располагаются равномерно по площади будущего кадра, чтобы охватить зоной резкости любой отдельный объект. Благодаря этому возможно объединение резкости на нескольких объектах съемки, находящихся на примерно одинаковом расстоянии от объектива.

Чтобы наглядно представить работу и расположение фазовых датчиков на матрице, давайте вспомним процесс фотографирования на цифровой мыльнице или зеркальном фотоаппарате. Перед тем, как сделать фотографию, мы не до конца нажимаем на кнопку спуска затвора. В этот момент происходит оценка возможных объектов фокусировки - на дисплее они помечаются многочисленными квадратиками или красными точками. Это и есть проявление работы фазовых детекторов.

Плюсы и минусы

Достоинство фазового автофокуса - высокая скорость наведения, особенно по сравнению с устаревшим контрастным аналогом. Процессору камеры и детекторам необходимы доли секунды для замера и установки резкости, причем ошибки фокусировки достаточно редки.

В современных флагманских смартфонах количество детекторов настолько велико, что может покрывать до 20% матрицы, поэтому качество снимков значительно возрастает. Некоторые производители, например Samsung, снабжают матрицу камеры своих гаджетов световыми датчиками на все 100% - речь идет о технологии Dual Pixel , о которой мы подробно рассказывали .

Еще один несомненный плюс фазового автофокуса - возможность фокусироваться на движущихся объектах. Несмотря на то, что картинка в этом случае стремительно меняется, датчики наводят резкость на нужный предмет.

Недостаток фазового автофокуса - увеличение вероятности неверной фокусировки при недостаточном освещении, когда фотографируемый объект располагается на значительном расстоянии от камеры. В этом случае световым детекторам недостаточно информации о фотографируемых объектах.

Напоследок простой, но полезный совет. Чтобы получить фотографию с резкостью в нужной вам области (не только по центру), при наведении смартфона прикоснитесь к дисплею в требуемой точке фокуса.

Потребовалось больше года, пока инновационная система автофокусировки камеры на смартфонах, после выхода в свет этой технологии с LG G3, появилась еще в 9 смартфонах на Android. Благодаря этой технологии, камере смартфона LG G3 удается быстро и точно фокусироваться на предметах места происшествия. В конце статьи вы сможете ознакомится с десятью смартфонами с лазерной автофокусировкой.

Лазерный автофокус использует небольшой лазерный излучатель, расположенный на задней части смартфона, возле камеры. После запуска камеры из датчика выходит пучок лазеров, который реагирует на предметы, как только вы наводите камеру на них. Программный алгоритм вычисляет сколько времени потребовалось лучу, чтобы дойти до предмета и вернуться, и определяет расстояние до объекта, после чего камера моментально фокусируется.

Но в этой технологии есть и недостатки. На больших расстояниях луч не может вернуться обратно. А также есть проблемы с отражающими или прозрачными предметами.

Теперь, когда вы вкратце ознакомились с технологией, вот 10 смартфонов, которые имеют лазерную автофокусировку камеры:

Этот смартфон стал первым с лазерным автофокусом в 2014 году. Технология применялась в роботах пылесосах от компании LG. Устройство имеет 5,5 дюймовый экран, с разрешением Quad HD и работает на Qualcomm Snapdragon 801 в паре с 3 Гб (в варианте с двумя SIM картами) иля 2 Гб (с одной SIM картой) оперативной памяти LPDDR. Внутренней памяти в нем 32 Гб. G3 имеет съемный аккумулятор на 3000 мАч, хорошую 13-ти мегапиксельную камеру и 2,1 Мп камеру для селфи.

2. LG G4

Потомком LG G3 является G4. Смартфон терпит изменения в дизайне, дисплее, камере и получает более совершенную начинку. Задняя крышка имеет изящные кожаные варианты. Экран обновлен и имеет более широкий цветовой охват. Основная камера имеет 16 Мп и 8 Мп фронтальная. Чипсет стал быстрее.

3. LG G4 Beat

Встречайте младшего брата G4 – LG G4 Beat. Размер экрана 5,2 дюйма и разрешение до 1080р. Камера заднего вида сокращается в два раза до 8 Мп, передняя – 5 Мп. Beat также не имеет кожи на задней крышке. Чипсет у смартфона Snapdragon 615 с 1,5 Гб оперативной памяти, 8 Гб внутренней памяти и съемным аккумулятором на 2300 мАч.

4. Nexus 5X

Данный смартфон является эталонным устройством для операционной системы Android, представленный в конце сентября 2015 года. Производителем является та же компания LG, которая выпустила в 2013 году смартфон для Google - Nexus 5, и он очень хорошо себя зарекомендовал. 5X имеет 5,2-дюймовый экран с разрешением 1080р, 12,3 Мп камеру с матрицей от Sony. Передняя камера на 5 Мп. В устройстве есть сканер отпечатка пальца для обеспечения безопасности и мобильных платежей. Процессор от Qualcomm Snapdragon 808, в паре с 2 Гб оперативной памятью. Nexus 5X безусловно имеет последнюю на 2015 год версию операционной системы Android 6.0 Зефир, хоть и производительности его не будет достаточно для самых требовательных игр.

5. Google Nexus 6P

Nexus 6P сделан компанией Huawei и представлен на той же презентации, что и предыдущий смартфон. Создан специально для операционной системы Android 6.0. Это фаблет, который имеет диагональ экрана 5,7 дюймов с разрешением 1440р. Amoled экран от Samsung работает от процессора премиум класса Qualcomm Snapdragon 810 в паре с 3 Гб оперативной памяти. Камера с лазерной автофокусировкой имеет 12,3 Мп, передняя 8 Мп. На задней панели сканер отпечатка пальцев NFC.

После выпуска One M9, HTC пошли на обновление своего героя и выпустили One M9+ Aurora Edition. Смартфон имеет Quad HD экран, процессор Media Tek Helio X10 с 8 ядрами. Оперативной памяти 3 Гб. Камера аж на 21 Мп с оптической стабилизацией изображения с помощью лазера. Дизайн всем знакомый, из полированного металла, который демонстрирует высокие стандарты компании HTC. К сожалению Оne M9+продается только в Тайване.

Данный смартфон выполнен из алюминия и поставляется с 6-ти дюймовым экраном, разрешение которого 1080р. Чипсет Snapdragon 615. Оперативной памяти 3 Гб. Камера на 13 Мп имеет двойную светодиоидную вспышку и лазерный автофокус. Передняя камера на 8 Мп. Работает R7 Plus от батареи на 4100 мАч. Телефон делает хорошие фотографии за счет хорошего программного обеспечения (в том числе). Но, к сожалению, остальные характеристики не дотягивают до того, чтобы отдавать за смартфон более 500$.

8. Meizu MX 5

MX5 от китайского производителя является самым пока амбициозным смартфоном Meizu. Имеет металлический корпус, процессор MediaTek Helio X10 Turbo с 8 ядрами, 3 Гб оперативной памяти. Задняя камера в этом устройстве имеет колоссальные 20,7 Мп и модуль с лазерным автофокусом. Камера записывает видео в разрешении 4K. Передний модуль имеет 5 Мп. Все это звучит хорошо, но есть у устройства и минусы. Дисплей не самый качественный, пользовательский интерфейс полусырой.

Второй флагманский смартфон от китайской выскочки OnePlus, предлагает хорошее сочетание дизайна и аппаратного обеспечения при умеренной, но точно не бюджетной, стоимости. Мобильник примечателен корпусом из сплава алюминия и магния и вилкой USB Type C. OnePlus Two имеет процессор Qualcomm Snapdragon 810 и 4 Гб оперативной памяти. Батарея емкостью 3300 мАч. Задняя камера на 13 Мп с лазерным автофокусом, передняя на 5 Мп.

10. Asus Zenfone 2 Laser

Единственный смартфон с лазерным автофокусом и соответствующим названием Laser. Он имеет разрешение экрана 720р, 5 дюймов и работает на чипсете Snapdragon 410 в паре с 2 Гб оперативной памяти. Тем не менее, этого достаточно для хорошей производительности. Изюминкой Asus ZenFone 2 Laser является камера на 13 Мп с лазерным автофокусом, который позволяет сфокусироваться на объекте всего за 0,3 секунды. Плюс ко всему это двухсимочник. Имеет 16 Гб встроенной памяти.

Как работает автофокус в смартфоне? Какой тип автофокуса работает лучше? Плюсы и минусы лазерного, фазового и контрастного АФ. Чем так хорош dual-pixel?

Как работает автофокус в смартфоне? На этот вопрос нет простого ответа. Нужно разобраться с каждой разновидностью автофокуса, изучить особенности конкретной технологии фокусировки. Только после этого можно делать хоть какие-то выводы. Поэтому сейчас мы поговорим и о разновидностях технологий автоматической фокусировки, и о достоинствах и недостатках каждой из них.

Что такое фокус и автофокус камеры

Тут все просто: линза объектива преломляет лучи и собирает весь свет в одной точке – фокусе. И если в этой точке находится сенсор матрицы, то кадр получается более детализированным и качественным. Естественно этим физическим явлением пользуются все фотографы. Они помещают «в фокус» какую-либо часть кадра, настраивают объектив вручную и акцентируют внимание зрителя на переднем или заднем плане, главном объекте или второстепенной детали. Остальная часть картинки окажется размытой.

Ну а начинающие фотографы могут воспользоваться системой автоматической фокусировки, когда автоматика захватывает «в фокус» один или несколько объектов в кадре, управляя и объективом, и матрицей. И эти объекты (или объект) получаются максимально резкими и детализированными. И никакого мастерства и чувства кадра здесь уже не нужно.

Вероятно, именно поэтому цифровая фотография стала более популярной, чем пленочно-бумажная версия искусства. Ведь автофокус в камере телефона или дешевого фотоаппарата позволяет сделать детальный снимок без лишних усилий. Весь процесс сводится к простому правилу: «наводи и щелкай».

Разновидности автофокусов и базовые принципы их работы

Линза камеры фокусирует лучи, отраженные от предмета, расположенного в пространстве перед объективом. При наведении фокуса камера ориентируется на расстояние до объекта и на интенсивность свечения, исходящего от него. На сегодня существует две разновидности режимов автоматической фокусировки:

1. Активный вариант – он базируется на измерении расстояния с помощью локатора-дальномера.
2. Пассивный вариант – он работает со световым пучком, замеряя его интенсивность.

Первый (активный) режим использует лазерное инфракрасное или ультразвуковое излучение с известной скоростью распространения волны в воздухе. Модуль-излучатель испускает направленный поток, который отражается от объекта и улавливается модулем приемником через некоторый промежуток времени. Далее вычислитель автофокуса умножает это время на известную скорость распространения волны и делит результат на два, получая точное значение расстояния. Направив излучатель на нужную область, пользователь получает оптимальную фокусировку, ориентируя внимание зрителя именно на этот участок фотографии.

Второй (пассивный) режим устроен несколько иначе. Он использует особые датчики (фотодиоды), измеряющие интенсивность свечения и специальный процессор, который определяет фокус по величине этого параметра. На практике это выглядит вот так: датчики фиксируют интенсивность свечения, далее процессор сдвигает фокус, после этого происходит повторный замер интенсивности, если плотность потока увеличилась, то фокусировка считается приемлемой. Если нет – происходит повторное смещение фокуса. И так до обнаружения максимальной интенсивности. В матрицах серьезных камер присутствует до 40-60 фотодиодов.

На основе этих принципов работают самые известные системы фокусировки: фазовая, лазерная, контрастная и dual-pixel. И далее по тексту мы каждый вариант, оценив попутно их базовые достоинства и недостатки.

Достоинства и недостатки лазерного автофокуса

В этом случае в модель камеры телефона встраивают лазерный излучатель и приемник. Первый генерирует узконаправленный луч, второй принимает отраженный сигнал. В итоге скорость наведения фокуса сокращается до тысячных долей секунды. Обычно речь идет о 250-300 миллисекундах, поскольку лазер распространяется со скоростью света.

Основное достоинство лазерного фокуса – высокая скорость реакции модуля, а основной недостаток – частые сбои. Узконаправленный лазерный излучатель иногда «стреляет» мимо цели, а отраженный сигнал легко теряется, особенно на открытых пространствах. Поэтому лазерный автофокус в камере смартфона в большинстве случаев работает в паре с фазовым или контрастным вариантом наведения.

Особенности фазовой фокусировки

Технология основана на дроблении луча, проходящего сквозь объектив на два потока. Это делается для того, чтобы замерить расстояние между потоками, проходящими сквозь противоположные края объектива. Если это расстояние укладывается в определенные величины, заданные в массиве данных, картинка считается сфокусированной. Для фиксации расстояния используются особые датчики, реагирующие на свет. Их сигналы обрабатываются процессором, который сравнивает считанные параметры с базовым массивом данных и дает сигнал сдвинуть фокус в нужную сторону.

Основное достоинство технологии – готовность поймать в фокус движущийся объект. Кроме того, этот вариант работает быстрее контрастного автофокуса. А еще эту систему можно использовать для подсчета такого параметра, как глубина резкости.

Главный минус фазовой технологии – сложная реализация. Система призм, зеркал, линз требует сверхточной физической юстировки и не менее скрупулезной программной настройки. Кроме того, точность такого фокуса зависит от светосилы объектива, а у мобильных телефонов с этим параметром бывают большие проблемы.

Плюсы и минусы контрастного фокуса

Технология не меняет ни матрицу, ни оптическую систему камеры смартфона. В качестве датчика тут используют либо весь фотосенсор, либо его часть. Процессор считывает текущую гистограмму с сенсора и оценивает контрастность кадра. А потом объективу дается команда сместить фокус, после чего происходит новое считывание гистограммы с переоценкой контрастности. И весь цикл повторяется до достижения максимального уровня контрастности в выбранной области кадра, на которую наводится фокус.

Главное достоинство технологии – это сочетание простоты реализации, дешевизны конструкции и компактных размеров. Такими автофокусами пользуются все производители бюджетных смартфонов.

Ключевой недостаток данного варианта – очень медленная скорость работы. Иногда процессор уходит в режим вечной «охоты за фокусом», которая кончается потерей редкого кадра.

Технология Dual Pixel

Такая технология фокусировки используется в дорогих зеркальных камерах. В мобильных устройствах ее пока применяют лишь во флагманских моделях Samsung, намеренно занижая разрешение фотографической матрицы с одновременным увеличением ее физических габаритов.

На эти ухищрения идет из-за желания привязать к каждому пикселю фотографического сенсора индивидуальный датчик, реагирующий на интенсивность свечения. Потом сигналы от датчиков обрабатывают и по фазовому и по контрастному алгоритму фокусировки, добиваясь не только идеально резкого, но и максимально контрастного изображения.

Если в случае с классическим фазовым фокусом на долю датчиков приходится не более 10% от общего числа пикселей в камере, то в случае с Dual Pixel они делятся в пропорции 50/50. Проще говоря, каждый пиксель является светочувствительным элементом и датчиком одновременно. Данная технология обеспечивает более точную и быструю фокусировку.

Из недостатков Dual Pixel следует отметить очень сложную реализацию подобных решений. Такими фокусами оснащают только флагманские устройства, например, аппараты из S-серии компании Самсунг (от седьмой модели и выше). Нечто подобное есть в последних iPhone (от шестой модели и выше), но у Apple эта технология фокусировки называется Focus pixels, и она ближе к обычному фазовому автофокусу, чем к Dual Pixel.

Начнем, пожалуй, с того, что же такое автофокус. Это система, которая обеспечивает автоматическую фокусировку объектива фотоаппарата, видеокамеры на объект (или несколько объектов) съемки. Обозначают автофокус чаще всего как AF.

Существует два режима работы автофокуса: пассивный и активный . Смысл в том, что системе требуется определить расстояние от фокальной плоскости до объекта съемки, и активный автофокус добивается этого за счет элементов, взаимодействующих с объектом съемки (ультразвуковой или инфракрасный локаторы), а пассивный не взаимодействует с самим объектом и ничего не излучает — он лишь анализирует световые пучки, попадающие в камеру.

Всю свою работу автофокус выполняет за считанные мгновения и практически без непосредственного участия самого фотографа. Данное устройство предусмотрено во всех современных фотоаппаратах и различается по своему типу. Как правило, выделяются следующие виды:

• Фазовый автофокус
• Контрастный автофокус
• Гибридный автофокус

Рассмотрим каждый из них поподробнее. Работа фазового автофокуса основывается на использовании специальных датчиков, собирающих лучи света из разрозненных фрагментов, которые поступают к ним из разных точек кадра благодаря системам зеркал (в некоторых устройствах они заменены линзами). После этого весь свет разделяется на два потока и отправляется на светочувствительный сенсор. Окончательная наводка происходит в определенный момент, когда разделенные лучи будут находится на заданном устройством датчика расстоянии. Проведя расчет необходимой дистанции, устройство само определяет каким образом нужно изменить положение линз, для того чтобы был получено изображение лучшего качества. К неопровержимым достоинствам автофокуса фазового типа можно смело отнести точность и быстроту фокусировки, особенно это важно, если вы снимаете движущуюся сцену. Большое количество датчиков буквально следит за изображением, добиваясь максимального качества. Фазовый АФ применяется в зеркальных системах.

Следующий вид фокусировки – контрастный автофокус . Его работа основана на специальных светочувствительных элементах, которые проводят исследования контраста снимаемой сцены. Точная фокусировка происходит в тот момент, когда данное изображение обретет максимально отличающуюся от фона резкость и контрастность. Для достижение лучшего результата микропроцессор подобных устройств может смещать линзы из первоначального положения. К достоинства такого типа автофокуса можно отнести простоту, достаточно маленькие размеры и отсутствие необходимости в каких-либо дополнительных датчиках. Благодаря особенностям данной системы её используют в «мыльницах», камерах современных смартфонов и т.п.

Еще один вид, заслуживающий внимание фотографа – гибридный автофокус . Изначальная мысль заключалась в том, чтобы объединить пассивный и активный АФ. Современные же разработки гибридного автофокуса основаны на комбинации фазовой и контрастной технологии. Данный тип автофокуса сегодня внедряют в беззеркальные системы, где такой АФ показывает более убедительные результаты, чем контрастный, который использовался до этого.