В течение последних нескольких лет индустрия смартфонов верным курсом шла к полному покрытию передней панели экраном. То есть, чтобы вообще не было рамок, челок, вырезов, отверстий и прочих геометрических изысков. Главной проблемой на пути к полной победе является фронтальная камера. До недавнего времени ее невозможно было никуда спрятать так, чтобы она была не видна, но выполняла свои функции. И вот теперь, похоже, это свершилось. Производители научились прятать ее под экраном так, чтобы она была полностью скрыта. Осталось только понять, за счет какой магии они этого добились и на какие компромиссы им пришлось пойти на пути достижения цели.

Камера под экраном в ранних моделях выглядела так. Теперь все должно стать намного лучше.

Телефон без передней камеры

Сами компромиссы начались еще до появления подэкранной камеры самой по себе. Такие телефоны, как ASUS Zenfone 6, устраняют необходимость в отдельной фронталке, делая камеру откидной. Но тут возникают проблемы с габаритами устройства и сложностью его защиты от воды. Подвижный механизм довольно сложно загерметизировать так, чтобы в него не попадала ни вода, ни пыль.

Были и выезжающие камеры, но любой подобный механизм имеет больше минусов, чем плюсов. Поэтому все и стремились к камере под экраном (сокращенно UDC). Мы видели это на нескольких прототипах телефонов от различных производителей, а также в различных продуктах, таких, как ZTE Axon 30 5G. А с недавним выпуском Samsung Galaxy Z Fold 3 камеры под дисплеем становятся все более популярными и массовыми.

Камера Galaxy Z Fold 3 пока является лучшим представителем подэкранных камер.

Как работает камера под экраном

Суть такой камеры в том, что она смотрит как бы через экран. То есть перед ней будет находиться решетка пикселей, но между ними будут пробелы для попадания света на матрицу камеры. Проблема создания такого экрана заключается в том, чтобы пиксели экрана были довольно плотными и не портили изображение, но при этом, чтобы между ними было расстояние, необходимое для работы камеры.

Если расширить расстояние между пикселями максимально, то мы получим то самое отверстие, от которого хотим уйти. Если наоборот, сжать их, то камера просто ничего не увидит. Остается только добавить, что такие фокусы возможны лишь с OLED-экранами. Если это IPS-матрица, то ее конструкция не позволит разместить нужным образом подсветку. С этим разобрались.

У разных производителей разные подходы к скрытым камерам. Во-первых, давайте посмотрим на Samsung в ее последнем складном телефоне. Большая часть дисплеев Galaxy Z Fold 3 использует круглые субпиксели в традиционном ромбовидном матричном шаблоне — с кластером красных, зеленых, синих, зеленых субпикселей (или R-G-B-G). Это особенность технологии, которая требует размещения двух зеленых субпикселей для достаточного количества света этого спектра. Над отверстием для камеры Fold 3 пиксели сдваиваются, объединяя свою структуру в необычный узор B-R-G-G-G-G-R-B.

Вот так выглядит место, в котором установлена камера.

Видна ли камера под экраном

При этом плотность пикселей над камерой примерно вдвое меньше, чем в обычном месте экрана. Это видно на некоторых снимках даже без специального увеличения данной области. Но даже когда экран выключен, на камеру все равно не попадает свет. Поэтому и нужно сделать щель между пикселями, чтобы она видела мир как бы через сетку.

Чтобы было понятнее, если запустить на экране картинку с полосой шириной в один пиксель, то она будет видна, а если сместить ее на один пиксель в сторону, то в районе камеры она пропадет. Этот эксперимент даже поставили наши коллеги из издания Androidcentral.com.

Вот так полоска пикселей прерывается в районе камеры.

Если не ставить себе целью увидеть под микроскопом эту решетку, то вы ее не заметите. Мало того, что разрывы минимальны, так еще и мозг сам привык достраивать изображение. То есть, если в том месте будут буквы, мозг сам дорисует их и проблем с восприятием не будет, даже несмотря на примерно вдвое меньшую плотность пикселей. Если вы смотрите видео, то из-за мелькающего изображения проблем будет еще меньше.

От чего зависит качество фотографий подэкранной камеры

Пока все технологии сводятся именно к такому компромиссу, а итоговое качество фотографий зависит от того, кто найдет более правильный баланс. Пока качество фотографий всех производителей примерно одинаковое. Дальше начнут появляться другие факторы, которые будут влиять на снимки. Например, важен будет фактический размер сенсора камеры, уровень программной обработки и даже стекло экрана.

Последнее важнее, чем кажется. Чем более прозрачным будет стекло, тем лучше будут снимки. В качестве примера можно вспомнить нашу атмосферу. Вспомните, рядом с большими городами даже ночью небо само немного светится. А если вы оказывались на расстоянии пары сотен километров от крупных населенных пунктов, то вспомните, сколько там звезд и какое темное небо. Так и с экраном. На глаз эта мутность не видна, но при свечении остальных пикселей она может сама немного светиться. Это тоже окажет негативное влияние на качество снимков. Этот эффект есть и сейчас, поэтому интерфейс приложения камеры зачастую выдержан в темных тонах.

Согласитесь, что так телефон выглядит намного приятнее, чем с вырезом

Будут ли камеры под экраном во всех телефонах

На ближайшее время можно сказать, что какой бы подход не выбрали для камеры под дисплеем, пока качество снимков будет уступать привычным камерам. В отверстии или тем более в челке. Даже увеличение размера пикселя не сыграет решающей роли.

Присоединяйтесь к нам в Telegram!

Сейчас большой вклад в улучшение фотографий с нового типа фронтальных камер делает искусственный интеллект. Системы получают изображение с сенсора и обрабатывают его. Это и называется вычислительной фотографией, на которую делается упор в современных гаджетах.

Нет сомнений в том, что камера под экраном будет становится все лучше и лучше. Особенно по мере развития OLED-технологий и алгоритмов улучшения изображений. Через некоторое время мы еще вернемся к этому разговору, а пока остается порадоваться тому, что подэкранные камеры постепенно становятся массовыми.