Покупка данного стартапа далеко не самая затратная в истории корпорации, но ее значение для эволюции камер iOS-гаджетов переоценить сложно. С доставшимся им богатством купертиновские инженеры будут разбираться с детским восторгом в глазах долгие месяцы.
Информация позаимствована из официальной презентации LinX Imaging в июне 2014-го.
Нет необходимости в массивном объективе
Косметический дефект iPhone 6 и iPhone 6 Plus, заметно выступающий над корпусом глазок камеры, не будет унаследован следующими моделями смартфонов. Мультиапертурная технология LinX строит картинку, собирая воедино данные от нескольких сенсоров, объединенных в массив. Сам по себе каждый них прост, недорог и миниатюрен, нет никаких проблем изготовить модуль в 1,5, а то и в 2 раза тоньше, чем те, что установлены сейчас в яблочных смартфонах. Наращивание мощности происходит за счет добавления еще одного сенсора или пары – камера разрастается вширь, оставаясь такой же плоской.
Специалисты LinX потратили несколько лет, тестируя различные комбинации сенсоров в массиве камеры. Вот плюсы и минусы самых практичных вариантов:
- Пара цветных или монофонических датчиков – никаких видимых преимуществ с точки зрения улучшения качества изображения. Но весьма удобно для вычисления глубины сцены и последующей фокусировки.
- 1 цветной и 1 монофонический сенсор – отличные показатели при работе в условиях плохой освещенности. Не идеал, но достичь желаемого результата гораздо проще, чем при использовании камеры с единственным объективом.
- Массив 2×2, любые сочетания монофонических и цветных сенсоров – универсальное решение. И этим все сказано.
- Пара маленьких сенсоров и один полноразмерный – первые формируют карту глубины и передают данные на второй, которой и делает снимок. Солидное увеличение скорости автофокусировки, устранение ложных срабатываний, минимальный уровень погрешности при любом освещении.
SLR-качество и размер пикселя
Существует зависимость между разрешением матрицы камеры, ее физической площадью и толщиной всего модуля. Взяв два сенсора по 4 Мп, инженеры Linx получили количество пикселей, аналогичное тому, что используется в 8 Мп камере iPhone 5S. Но, будучи размещены рядом, они образуют площадку для приема фотонов большую по площади, чем у яблочного смартфона, при этом вся система почти вдвое тоньше. Поместив прежнее количество виртуальных пикселей на более широкое пространство, получаем увеличение области, которую занимает каждый из них. У iPhone это 1,5 мкм, а у массива камер LinX – 2 мкм.
С практической точки зрения это означает, что камера сможет уловить значительно больше света, а значит и зафиксировать массу мелких деталей. Системе не придется принудительно отсеивать очень крохотные фрагменты картинки, что влечет за собой закономерное увеличение четкости изображения, контрастности, снижение уровня зашумления и т.д. Полученный результат сродни SLR-качеству съемки классической зеркальной камерой, чем в Linx необычайно гордятся.
Чем больше света камера может уловить единомоментно, тем меньшая величина выдержки требуется. Вкупе с использованием многоканальной системы это ведет к значительному снижению размытия картинки и служит подспорьем при съемке в условиях плохой освещенности. Речь идет о диапазоне 40-50 люкс, характерном для большинства баров, жилых помещений, ночных улиц городов – излюбленные места для съемки у обывателей со смартфонами в руках.
Миниатюризация пикселей
Обратная ситуация – если ключевым фактором являются компактные размеры смартфона, то пиксели приходится сжимать, чтобы сохранить приемлемый уровень разрешения и не разочаровывать покупателя скромными характеристиками. Современные технологии позволяют создавать CMOS с пикселями шириной всего 1,12 мкм, со дня на день ожидается покорение планки в 0,9 мкм. Это слишком близко к границе длин волн света, что провоцирует паразитное воздействие различных физических эффектов и высокий уровень помех. В LinX утверждают, что их технология «четких пикселей» позволяет решить данную проблему с максимальной выгодой.
А именно – в мультиапертурной системе суммарное разрешение всех матриц плавающее. Поэтому нет проблемы смонтировать массив из двух 5-мп сенсоров и после обработки получить результат, идентичный 8-мп камере iPhone 5S. Датчики полноразмерные и занимают большую площадь, поэтому величина пикселя у них 1,12 мкм и никаких проблем с улавливанием света нет, как нет и избыточного шума на картинке. Изюминка в том, что 2×5-мп устройство тоньше 8-мегапиксельного, а весь массив в сборке обойдется минимум на 50% дешевле, чем оригинальная камера в iPhone 5S. Или аналогичный модуль в Galaxy S4 – данное решение специально спроектировано для удешевления производства ультратонких гаджетов.
Карта глубины кадра
Пожалуй, самая интересная и многообещающая разработка – за счет того, что сканирование ведется несколькими объективами, появляется возможность взглянуть на каждую точечную область пейзажа немного под иным углом. Если на субпиксельном уровне заметна разница, система путем сложных, но быстрых вычислений определит, что находится ближе, а что дальше от камеры. И построит карту глубины, разметив красным, зеленым и синим ближние, средней удаленности и далекие объекты, соответственно. Наличие яркого солнечного света, контрастных теней, сумрачной погоды и т.д. не помеха, процедуру можно провести и при свете вспышки в полной темноте.
Применений у таких карт масса, начиная от использования в системах «умной автофокусировки» и заканчивая улучшенными способами цветопередачи. Особняком стоит то, что iPhone еще не доступно – 3D-сканирование в реальном времени. Для обработки объекта размером с мужскую шляпу камере LinX требуется порядка 10 мс, после чего в отдельный файл можно сохранить нестандартную, но очень реалистичную трехмерную модель. А это и подспорье дизайнеру, и источник данных для навигационных приложений, и способ удаленного измерения габаритов предметов. Более того, судя по представленным скриншотам, это может стать даже новым видом изобразительного искусства.