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Zoom: a próxima grande revolução na fotografia de smartphones

Os sensores de (ultra)alta resolução de 200MP e a tecnologia remosaico da ISOCELL estão fazendo a ponte entre câmeras amplas e teleobjetivas de smartphones


A Samsung acaba de lançar um conteúdo em seu site global sobre as novas tecnologias e o grande salto em qualidade para zoom com smartphones. Acompanhe abaixo no comunicado para a impressa da gigante de tecnologia.


A câmera costuma ser a principal referência para julgar smartphones por dois motivos: primeiro, é o recurso mais usado no dia a dia e, segundo, avaliar seu desempenho é possível até mesmo para o olho humano não treinado. As câmeras de smartphones melhoraram rapidamente na última década, mas ainda há limitações óbvias devido ao fator de forma compacto. A cada ano, os usuários de smartphones esperam que seus novos dispositivos tenham câmeras melhores em um corpo mais fino e leve. Ao mesmo tempo, mais e mais vozes de tecnologia estão comentando sobre o tamanho do bump da câmera e a espessura e peso geral do dispositivo.

Uma das principais soluções para esse desafio é a câmera teleobjetiva, que tem resultado em melhorias graduais na tecnologia de sensores telefoto pela indústria. Com vários grandes fabricantes de smartphones anunciando a inclusão de câmeras telefoto aprimoradas em seus principais dispositivos, a câmera telefoto agora está sendo vista como a segunda câmera principal em vez de apenas uma câmera extra ou secundária. Olhando para o futuro, a câmera telefoto emergiu como um fator-chave que impulsiona a melhoria das especificações da câmera do smartphone.





Na foto à esquerda acima, a distorção do objeto ocorreu devido a tirar uma foto de close-up com a câmera principal, wide, que tem uma distância focal de 24mm e um campo de visão de cerca de 84°. Essa distorção surge devido à curta distância de disparo da câmera larga para uma foto em close-up. Como a forma 3D do rosto humano é projetada no sensor de imagem 2D, o centro do rosto é estendido em comparação com o periférico do rosto por causa da distância relativa da câmera. Isso é chamado de "distorção de extensão". Distâncias de tiro mais curtas aumentam a diferença de distância relativa das formas faciais 3D, portanto, quanto menor a distância de disparo, maior a distorção de extensão. Isso explica por que a câmera wide é adequada para tirar fotos de pessoas contra um fundo de paisagem (como em um ponto turístico), mas não para imagens em que as pessoas são os principais assuntos. Por outro lado, uma câmera telefoto com uma distância focal de 85mm e um campo de visão de 29° é muito menos distorcida na ampliação mais comum de 3-3,5x, tornando-a mais adequada para fotografia retrato.

Outra razão pela qual as câmeras teleobjetivas se destacam na fotografia retrato é o efeito fora de foco produzido pela distância focal. Quando todas as outras variáveis são iguais, quanto maior a distância focal, menor a profundidade de campo. Em outras palavras, o fundo ao redor do assunto ficará desfocado e fora de foco, resultando em uma foto mais focada no assunto. Assim, enquanto uma câmera ampla é ótima para capturar pessoas e fundos em um ponto turístico, uma câmera telefoto é muito melhor para cenas que se concentram nas próprias pessoas.

As limitações das câmeras teleobjetivas até agora

Atualmente, as câmeras teleobjetivas são mais usadas em smartphones high-end. O formato óptico dos sensores de imagem para câmeras amplas neste segmento varia de 1/1,4" a 1", com qualidade de imagem correspondente ao seu tamanho e características, como alta faixa dinâmica (HDR) e disparo de alta velocidade. Em comparação, o formato óptico dos sensores de imagem teleobjetiva é relativamente pequeno, variando de 1/2,7" a 1/2" (além de algumas exceções). Do ponto de vista do usuário, essa diferença na especificação significa que as câmeras teleobjetivas oferecem qualidade de imagem, cores e experiências HDR diferentes das câmeras amplas. As câmeras teleobjetivas são frequentemente usadas para rastrear assuntos à distância, como em estádios ou salas de concerto, e os usuários podem achar difícil capturar fotos e vídeos no nível de qualidade que desejam.




Por que as câmeras teleobjetivas são a próxima grande onda

A fotografia de retrato é uma das áreas em que as características da tele-fotocâmera realmente brilham. Para fotografar fotos distantes, muitos usuários de smartphones usam o modo de alta ampliação em sua câmera teleobjetiva. Quando se trata de retratos, no entanto, eles tendem a tirar fotos usando o modo amplo. A questão é que o campo de visão distorce objetos próximos, tornando difícil capturar o assunto com precisão.



Fechar a lacuna entre câmeras wide e teleobjetivas tornou-se um desafio fundamental para a indústria de smartphones, com a necessidade de sensores telefoto para eventualmente atingir o mesmo nível que as especificações e funções dos sensores amplos. Felizmente, à medida que os módulos de sensores de grande angular se tornaram progressivamente maiores e mais altos, o espaço para módulos de sensores de imagem teleobjetiva cresceu correspondentemente. Atualizar o tamanho e os recursos do sensor de imagem telefoto não apenas permite que os usuários mantenham cenários de filmagem próximos aos dos sensores amplos, mas também tem o benefício adicional de fornecer melhor foco externo para fotografia retrato. Isso ocorre porque, para o mesmo campo de visão, um sensor de imagem maior terá uma distância focal maior, resultando em uma profundidade de campo mais rasa do que um sensor telefoto menor.

Sensores de ultra-alta resolução: liderando a tendência da "segunda câmera principal"

Os sensores de imagem de ultra-alta resolução da ISOCELL são a solução adequada para esta tendência de melhores câmeras teleobjetivas, permitindo que elas sejam realmente vistas como a segunda câmera principal. Sem surpresa, a maior força dos sensores de imagem de ultra-alta resolução é a sua resolução, que foi comprovada pela sua implementação bem-sucedida em vários smartphones. Eles também mostraram um valor particular em smartphones em um ponto de preço em que adotar uma câmera telefoto separada é difícil ou impossível. As imagens abaixo mostram como um único sensor de 200MP pode cumprir os papéis de telefoto e amplo, com seu zoom de 4x no sensor mostrando qualidade de imagem comparável à de um sensor telefoto convencional.





Os sensores de 200MP da ISOCELL oferecem capacidade de zoom no sensor de 2x e 4x sem perda de resolução, graças ao algoritmo remosaico superior. A cena de zoom de 4x acima mostra qualidade de imagem comparável à de um módulo óptico de 3x, uma conquista excepcional que faz com que sistemas de zoom óptico separados pareçam menos necessários. O algoritmo reorganiza os pixels coloridos em um padrão RGB Bayer, para que um sensor de 200MP possa manter 12.5MP com zoom de 1x/2x/4x sem perda de resolução. Como a câmera wide principal de um smartphone normalmente tem como padrão 12MP no modo 1x, essa tecnologia permite que os usuários experimentem a mesma resolução com zoom de 2x/4x.

Em particular, o ISOCELL HP200 de 2MP e o ISOCELL HP3 melhoram a qualidade de filmagem ampliada aplicando um algoritmo de remosaico baseado em aprendizado profundo que permite melhor a expressão de detalhes otimizados para a cena. Além disso, com os principais processadores de aplicativos (APs) como o Snapdragon® Mobile Platform, a adoção de componentes internos que favorecem a computação paralela, como processadores de sinal digital (DSPs) e unidades de processamento gráfico (GPUs), criou sinergia e melhorou significativamente a qualidade da imagem.

Uma vez que esses sensores de imagem de resolução ultra-alta são inerentemente projetados para ser o sensor principal, eles apresentam tecnologias avançadas para melhorar a qualidade da imagem. Os sensores fazem uso da função Tetra²pixel, que mescla até 16 pixels vizinhos para melhorar a qualidade da imagem com pouca luz Eles também fornecem melhor desempenho para HDR e quadros por segundo (FPS). Em seguida, há o formato óptico grande de 1/1,3" a 1/1,4", que pode capturar imagens com foco externo aprimorado quando comparado aos sensores telefoto convencionais. Através dessas principais vantagens, os sensores de imagem ISOCELL de 200MP estão superando a barreira entre câmeras amplas e teleobjetivas, fornecendo qualidade de imagem consistente entre câmeras principais e subcâmeras, bem como experiências de usuário inovadoras para usuários de smartphones emblemáticos.

Por exemplo, em um módulo telefoto 3x com um sensor de 200MP, cenários de zoom sem perdas podem ser executados de 3x a 6x a 12x. Essa capacidade impressionante significa que cenas mais diversas podem ser capturadas sem qualquer perda de resolução. No dia a dia, e especialmente em pontos turísticos, muitas vezes há momentos em que os usuários não querem apenas capturar todo o primeiro plano, mas também ampliar uma área específica, como os edifícios na imagem abaixo. Mas ter um assunto mais distante significa que mover apenas alguns passos resulta em uma imagem muito diferente da vista na grande angular anterior. Além da falta de recursos de zoom nas câmeras de smartphones existentes, a baixa qualidade de imagem dos sensores telefoto de baixa resolução é um grande ponto de frustração quando os usuários se aproximam de seus objetos. É por isso que os sensores de imagem de ultra-alta resolução em câmeras teleobjetivas são uma solução tão eficaz: os usuários podem capturar memórias mais precisas e coloridas de seu ambiente, do mesmo lugar e no ângulo de sua escolha.




A linha de sensores ISOCELL está pronta para atender às necessidades do mercado

À medida que os formatos ópticos de câmeras largas em smartphones premium aumentam de tamanho, os sensores de imagem atualmente usados em câmeras wide (1/1.3" a 1/1.4") também podem ser incorporados em módulos telefoto no futuro. A linha de sensores de 200MP da ISOCELL, incluindo o ISOCELL HP2 e ISOCELL HP3, é adequada para esse tipo de aplicação. Ambos os sensores foram projetados para atender às necessidades de sensores amplos premium no que diz respeito à qualidade de imagem, foco automático, HDR e FPS — e estão atualmente em produção para uso em vários modelos de smartphones. Embora difiram em alguns aspectos, ambos os sensores têm a mesma característica principal: um algoritmo de remosaico de aprendizado profundo de software 4×4 que permite zoom sem perdas de 2x/4x e zoom de corte no chip de 4x.

Os sensores de 200MP da ISOCELL já demonstraram o valor da resolução ultra-alta, mostrando suas impressionantes capacidades de zoom em dispositivos existentes. À medida que o cenário competitivo dos smartphones premium se torna cada vez mais focado em oferecer uma experiência de usuário diferenciada — além do hardware — os sensores de resolução ultra-alta da ISOCELL estão prontos para provar seu valor como uma solução que define tendências, permitindo um zoom melhor com detalhes épicos.

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