دوربین سه‌گانه‌ی Huawei P20 Pro چگونه کار می‌کند؟

برای سال‌های متوالی رقابت بر سر عدد مگاپیکسل دوربین از گوشی‌های هوشمند رخت بربسته بود اما هواوی در جدید‌ترین پرچمدار خود با دوربین سه‌گانه و سنسور اصلی 40 مگاپیکسلی باردیگر این رقابت را به میان میدان آورده است.

Huawei P20 Pro در مجموع با چهار دوربین خود از جمله دوربین اصلی 40 مگاپیکسلی و دوربین سلفی 24 مگاپیکسلی، به اندازه‌ی 92 مگاپیکسل سنسور را در بدنه‌ی 7.7 میلی‌متری خود جای داده است.

این اولین باری نیست که یک سنسور 40 مگاپیکسلی را در دوربین گوشی موبایل مشاهده می‌کنیم و قبلاً سنسور‌هایی با این اندازه را سال‌ها پیش در گوشی‌های Nokia 808 Purewview و Nokia Lumia 1020 دیده بودیم. اما استفاده از سنسور‌هایی با این اعداد عجیب در دوربین گوشی‌ها مدت‌ها بود فراموش شده بود. اکنون باید دید قصد هواوی که سال‌ها در پرچمداران خود از سنسور‌های 12 مگاپیکسلی سونی استفاده می‌کرد از بکارگیری یک سنسور 40 مگاپیکسلی در ترکیب دوربین سه‌گانه چیست. در ادامه نحوه‌ی کارکرد دوربین این گوشی را بررسی می‌کنیم.

این ترکیب سه‌گانه چطور کار می‌کند

Huawei P20 Pro در پشت خود سه دوربین دارد که سنسور اصلی 40 مگاپیکسل با گشودگی دیافراگم f/1.8 و سنسور دوم و سوم به ترتیب 20 و 8 مگاپیکسلی با گشودگی دیافراگم f/1.6و f/2.4 هستند.

دوربین 40 مگاپیکسلی این گوشی عملکرد‌های مختلفی را بر عهده دارد. اولین عملکرد آن این است که به هواوی امکان تبلیغ فراوان در برابر اپل را می‌دهد. یک دوربین 40 مگاپیکسلی بسیار پیشرفته‌تر از دوربین 12 مگاپیکسلی آیفون 10 به نظر می‌رسد.

این دوربین همچنین به گوشی این امکان را می‌دهد که در نور کافی بدون استفاده از تنظیمات با حساسیت بالا که باعث ایجاد نویز و کاهش کیفیت می‌شوند تصاویری با جزئیات بسیار زیاد ثبت کند.

کاربرد دیگر این سنسور این است که از آن در کنار دوربین سوم این گوشی برای زوم 5 برابری هیبریدی بدون کاهش کیفیت استفاده می‌شود.

دوربین سوم پی20 پرو دارای زوم سه برابری بر روی سنسور 8 مگاپیکسلی خود است. زمانی که بیشتر از این مقدار تا میزان 5 برابر زوم کنید، هواوی از تکنیک زوم هیبریدی استفاده خواهد کرد. این گوشی همچنین قادر به زوم دیجیتالی تا 10 برابر نیز است که تصاویر آن کیفیت قابل قبولی دارد.

تصاویر ثبت شده توسط دوربین زوم 8 مگاپیکسلی و بخشی از تصویر دوربین زاویه گسترده‌ی 40 مگاپیکسلی ترکیب می‌شوند که به پردازشگر تصویر امکان تولید تصویر واضح تری در زوم بیشتر از میزان طبیعی می‌دهد. از سنسور سوم تله‌فوتو طبق معمول برای ثبت تصاویر بوکه نیز استفاده می‌شود. این سنسور بر خلاف دو سنسور دیگر دارای OIS یا لرزشگیر نوری تصویر نیز هست که باعث می‌شود تصاویر زوم شده دارای وضوح بیشتر و نویز کمتری باشند. دلیل عدم وجود OIS در دو سنسور دیگر مخصوصاً سنسور اصلی این است که هواوی ادعا می‌کند با وجود AIS که در ادامه معرفی خواهد شد دیگر نیازی بهOIS در دوربین گوشی نیست.

مشکل سنسور‌های رزولوشن بالا

یکی از مشکلات استفاده سنسور‌های با رزولوشن بسیاربالا این است که برای جای دادن این تعداد زیاد از پیکسل در سنسور، باید سایز هر پیکسل بسیار کوچک باشد.

در گوشی هواوی پی20 پرو سایز هر پیکسل 1 میکرون یا میکرومتر مربع است. این عدد در دوربین پی20 استاندارد 1.55 میکرون و در گلکسی اس9 نیز 1.4 میکرون است.

هرچقدر سایز پیکسل‌ها کوچکتر باشد توانایی ثبت یا دریافت نور کمتری را خواهند داشت. این موضوع وقتی بدانیم سنسور‌های 40 مگاپیکسلی گوشی‌های 808 Pureview و Lumia 1020 که برای سال‌ها پیش بودند نیز به مراتب سایز پیکسل‌های بزرگتری نسبت به پی20 پرو داشتند، نگران کننده می‌شود. سایز پیکسل این دو گوشی به ترتیب 1.4 میکرون و 1.12 میکرون بود.

با این وجود، باید گفت تکنولوژی دوربین موبایل در این سال‌ها پیشرفت داشته است و به همین دلیل چاره‌ی هواوی برای این‌ کار استفاده از سنسور دوم مونوکروم 20 مگاپیکسلی بوده است. این سنسور تقریباً دارای همان میدان دید دوربین اصلی است و از تصاویر آن به صورت ترکیبی برای ثبت عکس‌های عادی استفاده می‌شود. برای فهمیدن نحوه‌ی مفید بودن این دوربین در جبران سایز بسیارکوچک پیکسل دوربین اصلی باید بیشتر در کارکرد آن دقیق شد.

در یک دوربین عادی هنگام گرفتن یک عکس نور از لنز دوربین رد می‌شود تا به سنسور برسد. اما پیش از رسیدن به پیکسل‌های سنسور این نور از یک فیلتر رنگی عبور می‌کند. این فیلتر نور را به سه رنگ اصلی قرمز، سبز و آبی (RGB) تقسیم می‌کند و هر پیکسل وظیفه‌ی ثبت نور مربوط به یکی از این بازه های رنگی را دارد.

اما در یک سنسور مونوکروم یا سیاه و سفید، رنگ وارد معادله‌ی ثبت عکس نمی‌شود و پیکسل‌های سنسور باید تنها نگران میزان نور باشند. از طرفی فیلتر رنگی نیز وجود ندارد که در حین تقسیم نور به سه بازه‌ی رنگی میزان آن را کاهش دهد. این موضوع باعث حفظ وضوح و بازیابی محدوده‌ی دینامیکی (dynamic range) تصاویر در زمان پردازش آن‌ها می‌شود.

استفاده از این روش باعث می‌شود تا تراکم پیکسل بالای دوربین اصلی تاثیر بیشتری در کیفیت عکس داشته باشد. در شرایط واقعی رزولوشن بیشتر همواره به معنی کیفیت بیشتر نیست اما این سنسور دوم کمک شایانی در این راستا خواهد کرد.

هواوی با توجه به این موضوع یک ویژگی دیگر نیز در این دوربین قرار داده است. با توجه به اینکه دوربین اصلی دارای سایز 40 مگاپیکسل است اما هواوی یک حالت 10 مگاپیکسلی برای آن قرار داده است که احتمالاً اغلب کاربران از آن برای عکاسی استفاده خواهند کرد. این حالت نه تنها باعث کاهش حجم فایل عکس‌ها می‌شود بلکه میزان نویز تصاویر و کیفیت‌شان در نور کم را نیز بهبود می‌بخشد.

هواوی همچنین از سیستم Light Fusion نیز در این دوربین بهره می‌برد که در محیط با نور‌کم با ترکیب چهار پیکسل 1 میکرونی آن‌ها را به یک پیکسل دو میکرونی برای نورگیری بیشتر تبدیل می‌کند.

حالت Super Night

تصاویر خیره‌کننده‌ی ثبت شده در شب توسط دوربین هواوی پی20 پرو که در مراسم معرفی نیز برای تمسخر آیفون 10 از آن‌ها استفاده شد و در اینترنت مشاهده می‌شوند الزاماً به دلیل وجود دوربین سه‌گانه، سنسور 40 مگاپیکسلی و به طور کلی مشخصات سخت‌افزاری دوربین نیست.

هواوی در این گوشی یک حالت به عنوان Super Night قرارداده است که جایگزینی هوش مصنوعی به جای عکاسی long exposure است. در تکنیکlong exposure یا نوردهی طولانی عکاسان شاتر دوربین را به مدت چند ثانیه یا چند دقیقه و ساعت بر روی یک صحنه باز می‌گذارند تا در شب و محیط کم‌نور تصویری با بهترین نوردهی را ثبت کنند. در گوشی هواوی در مدت چند ثانیه، دوربین‌ها از یک صحنه تصاویری با نورگیری مختلف ثبت کرده و با هم ترکیب می‌کنند به گونه‌ای که انگار تصویر توسط تکنیک نوردهی طولانی ثبت شده است.

این موضوع چیز جدیدی نیست و در گوشی‌های قدیمی‌تر هواوی نیز وجود داشته است اما یک اشکال آن که به طور کلی در تکنیک long exposureوجود دارد این است که در مدت این چندثانیه باید دوربین را توسط یک سه پایه، کاملاً ثابت نگاه دارید و گرنه از کیفیت تصاویر کاسته خواهد شد. اما در پی20 پرو به لطف قابلیتی که هواوی آن را AIS (لرزشگیر هوش مصنوعی تصویر یا Artificial intelligence Image Stabilization) می‌نامد دیگر نیازی به این کار نیست.

به احتمال زیاد این قابلیت به لطف واحد پردازشگر عصبی یا NPU موجود در چیپست Kirin 970 میسر شده است. این واحد برای پردازش سریعتر تصاویر و داده‌های سنسور دوربین مورد استفاده قرار می‌گیرد.

همچنین در مشخصات دوربین پی20 پرو یک نکته‌ی انحرافی وجود دارد که به نظر بیشتر تبلیغاتی می‌آید. هواوی ادعا می‌کند که حساسیت نور دوربین این گوشی یا ISO  آن تا عدد 102400 قابل افزایش است که مقدار بسیار بالایی است. حتی تصاویر دوربین‌های DSLR فول فریم نیز در این ISO بسیار تار و نامعلوم خواهند بود. ماکزیمم ISO قابل تنظیم در آخرین پرچمداران اپل و سامسونگ عدد 6400 است.

به نظر می‌رسد منظور هواوی این نبوده است که این ISO در حالت عادی مورد استفاده قرار خواهد گرفت و این میزان حساسیت نوری برای شرایط نوری بسیار کم و در هنگام استفاده از حالت Super Night خواهد بود. هواوی می‌گوید که دوربین این گوشی در محیط‌هایی با شدت نوری در حد 1 lux نیز تصاویری با کیفیت ثبت می‌کند. این میزان نور محیطی را باید قلمروISO 102400 دانست. وگرنه تصاویر واقعی با این ISO توسط یک سنسور1/1.7-inch دارای کیفیت و نویزی در حد صفحه‌ی بدون کانال تلویزیون‌های قدیمی یا اصطلاحاً Static TV خواهد بود.

اعمال پردازشی دوربین پی20 پرو

هواوی در دوربین این گوشی از اعمال پردازشی متعدد پیشرفته‌ای استفاده می‌کند که علاقه دارد نام هوش مصنوعی بر روی آن بگذارد.

زمانی که توسط دوربین این گوشی عکس می گیرید این پردازش‌های پیشرفته برای افزایش غنای رنگ‌ها، بهبود حالت رنگ پوست و ترکیب تصاویر سنسور‌های مختلف استفاده می‌شوند. همچنین همانطور که گفته شد از این پردازش‌ها در زوم 5 برابر و افزون بر آن تصاویر سلفی نیز استفاده می‌گردد.

همانند آیفون 10، دوربین این گوشی توانایی شبیه‌سازی نورپردازی‌های استودیویی را بر روی دوربین سلفی دارد.

سنسور 24 مگاپیکسلی سلفی این گوشی از face mapping یا طرح‌برداری از صورت برای سه بعدی کردن افکت‌ها به جای اعمال فیلتر به یک تصویر تخت استفاده می‌کند. این طرح‌برداری از صورت همچنین برای زیباسازی صورت، صاف کردن پوست و موارد زیباسازی دیگر نیز استفاده می‌شود.

 

هواوی از این پردازش‌های هوشمند در زمینه‌ی فوکوس نیز بهره می‌برد. قابلیت advanced object tracking یا پیدا‌کردن پیشرفته‌ی سوژه در این گوشی طراحی شده است تا تصویر سوژه را در حین حرکت نیز واضح نگه دارد. بجز این موضوع موارد دیگری همچون فوکوس لیزری، تشخیص فاز و تشخیص عمق نیز برای پیشرفته‌سازی هرچه بیشتر فوکوس دوربین این گوشی استفاده شده‌اند که هواوی نام آن‌را 4D predictive autofocusگذاشته است که بسته به صحنه و شرایط نوری کاربرد متفاوتی خواهند داشت.

جدای از دوربین، هواوی در فلاش این گوشی نیز یک حسگر حرارت رنگ تعبیه کرده‌است که این شرکت ادعا می‌کند سطح جدیدی از دقت‌ رنگ را برای تصاویر ثبت شده توسط این دوربین به ارمغان خواهد آورد.

از امکانات دیگر دوربین این گوشی می‌توان به ثبت تصاویر پانورامای سه بعدی، عکس‌های متحرک، تعداد زیادی افکت پس زمینه، قابلیت ultra snapshot که امکان فعال‌سازی دوربین از صفحه‌ی خاموش در مدت 0.3 ثانیه را می‌دهد و فیلمبرداری آهسته با سرعت 960fps نام برد.

همانطور که مشخص است هواوی زحمت بسیار زیادی برای دوربین گوشی پرچمدار خود کشیده است و حدود 1 ساعت از مراسم معرفی این گوشی را فقط به مسائل پیرامون دوربین آن اختصاص داده بود. دوربین این گوشی در حال حاضر با امتیاز خیره‌کننده‌ی 109 در صدر فهرست سایت DxOMark قرار دارد. اما باید منتظر عرضه‌ی رسمی آن به بازار ماند و دید این دوربین سه‌گانه پس از بررسی توسط کاربران مختلف چه در چنته‌ خواهد داشت و نقاط ضعف احتمالی آن چه خواهد بود.

1 دیدگاه دربارهٔ «دوربین سه‌گانه‌ی Huawei P20 Pro چگونه کار می‌کند؟»

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.