روند تغییر دوربین‌های موبایل طی ۲۰ سال گذشته

دوربین‌های موبایل طی دو دهه گذشته با تغییرات بزرگی همراه بوده و حالا با گذشت بیش از ۲۰ سال از عرضه نخستین گوشی دوربین‌دار دنیا که شرکت ژاپنی شارپ در سال ۱۹۹۷ معرفی کرد، دوربین گوشی موبایل چنان پیشرفتی کرده که حتی اگر نتوانیم آن‌ها را در رده دوربین‌های DSLR قرار دهیم، چیزی کمتر از این دوربین‌ها ندارند. یکی از اولین قدم‌های قابل توجه در این حوزه را نوکیا برداشت. سال ۲۰۱۰ این شرکت از گوشی N8 با دوربین ۱۲ مگاپیکسلی پرده برداشت که رقم بالایی بود و کیفیت عکاسی در گوشی‌های موبایل را متحول کرد. سنسور ۱/۱.۸۳ اینچی دوربین این گوشی از دوربین‌های کامپکت هم بزرگتر بود و قابلیت‌هایی داشت که تجربه تصویربرداری را لذت بخش می‌کرد، از قابلیت ضبط ویدیوهای 720p گرفته تا نمایش عکس‌های ثبت شده روی صفحه نمایش سوپر امولد و با کیفیت دستگاه.

بعد از نوکیا شرکت‌هایی مثل سامسونگ، سونی، ال جی، اچ تی سی، اپل و بقیه هم ساخت گوشی‌هایی با دوربین با کیفیت را آغاز کردند. قدم اول ساخت دوربین ۸ مگاپیکسلی بود که لنزی با ضریب اف ۲/۶ داشت و می‌توانست ویدیوهایی با رزولوشن 1080p ضبط کند. در سال‌های ۲۰۱۲ و ۲۰۱۳ رزولوشن دوربین‌ها به ۱۲ و ۱۳ مگاپیکسل افزایش پیدا کرد و تولید کنندگان موفق شدند ضریب اف را تا ۲/۲ کاهش دهند، خصوصیتی که کیفیت عکاسی در شب را بهبود می‌داد. سال ۲۰۱۴ کم کم دوربین‌های ۱۶ و ۲۰ مگاپیکسلی روی گوشی‌های موبایل پدیدار شدند، مثل سونی اکسپریا زد ۱ که به حسگر ۲۰/۷ مگاپیکسلی، لنز سری G‌ سونی و فلش LED مجهز بود. یا دوربین ۱۶ مگاپیکسلی گلکسی اس ۵ که به سنسور ایزوسل ساخت سامسونگ مجهز بود. قابلیت Selective Focus به دوربین این گوشی امکان می‌داد چند تصویر ثبت کند و با ترکیب آن‌ها زمینه‌ی سوژه را به شکل دلپذیری مثل دوربین‌های عکاسی محو کند، قابلیتی که تا آن زمان یکی از نقطه ضعف‌های اصلی گوشی‌های موبایل در برابر دوربین‌های عکاسی محسوب می‌شد.

سامسونگ در نسل بعدی گوشی‌های سری گلکسی یعنی اس ۶ از سنسور ۱۶ مگاپیکسلی IMX240 ساخت سونی با ضریب اف ۱/۹ بهره برد. همزمان شرکت سونی هم گوشی Z3 را با پشتیبانی از حساسیت ایزو ۱۲۸۰۰ معرفی کرد در آن زمان بالاترین رقم در دنیای گوشی‌های موبایل بود. این میزان از حساسیت ایزو به گوشی‌های سری Z3 امکان می‌داد که در محیط‌های تقریبا تاریک، بدون نیاز به فلش عکس بگیرند.

اما سال ۲۰۱۶ به جای افزایش مگاپیکسل دوربین، شرکت‌ها اقدام به ارایه امکانات بیشتر روی دوربین‌ گوشی‌هایشان کردند. اندازه پیکسل‌های حسگر دوربین در این سال از ۱/۱۲ به ۱/۴ میکرون رسید و از طرفی شاهد لنزهایی با دیافراگم f/1.7 بودیم تا دوربین در محیط‌های تاریک نیز تصاویر بهتری ثبت کند. سال ۲۰۱۷ هواوی با عرضه گوشی میت ۹ تحولی تازه در بخش دوربین گوشی‌های هوشمند ایجاد کرد. شرکت چینی دوربین دوگانه‌ی این محصول را در همکاری با شرکت آلمانی و معتبر لایکا توسعه داده بود. البته این همکاری بیشتر در قالب نرم‌افزار و توسعه الگوریتم‌های نرم‌افزاری بود و لایکا صرفا روی طراحی لنزهای دوربین نظارت داشت. دوربین دوگانه میت ۹ به یک سنسور ۱۲ مگاپیکسلی رنگی و یک سنسور ۲۰ مگاپیکسلی مونوکروم یا سیاه و سفید مجهز بود. میت ۹ همچنین از سیستم جدیدی برای فوکوس روی سوژه بهره می‌برد. هواوی نام سیستم جدید را چهار به یک هیبریدی گذاشت که در واقع سیستم فوکوس، ترکیبی از تشخیص کنتراست، تشخیص فاز، فوکوس لیزری و همچنین اطلاعات عمق بود.

اما در عین حال که سونی در رده بزرگ‌ترین تولیدکنندگان دوربین در دنیا به شمار می‌رفت، نه تنها روی دوربین دوگانه روی گوشی‌هایش تمرکز نکرد، بلکه تصمیم گرفت رقم مگاپیکسل دوربین‌هایش را نیز کاهش دهد. این کمپانی از سنسور Motion Eye پرده برداشت که در اصل یک سنسور ۲۳ مگاپیکسلی بود، اما سونی با کاهش رزولوشن به ۱۹ مگاپیکسل، سایز هر پیکسل را افزایش داد. این سنسور از لرزش‌گیر دیجیتال و سیستم فوکوس خودکار لیزری و تشخیص فاز بهره می‌برد و قادر بود خنده سوژه را تشخیص دهد. سال ۲۰۱۸ سامسونگ از اولین گوشی با قابلیت تغییر ضریب دیافراگم پرده برداشت، قابلیتی که دوربین گوشی‌های موبایل را بیش از پیش به دوربین‌های حرفه‌ای DSLR شبیه می‌کرد. گلکسی اس ۹ به یک حسگر ۱۲ مگاپیکسلی با ابعاد ۱/۲.۵ اینچی که سایز پیکسل‌هایش به ۱.۲۲ میکرومتر می‌رسید. این دوربین در محیط های پر نور با ضریب اف ۲/۴ عکاسی می‌کرد اما در صورت کاهش نور قادر بود ضریب اف را به ۱/۵ تغییر دهد و عکس‌هایی با روشنایی بهتر ثبت کند.

تغییر دیافراگم دوربین در حالت Auto به‌صورت خودکار انجام می‌شد اما در حالت Pro، امکان تغییر دستی دیافراگم نیز وجود داشت. ماژول دوربین اصلی از لرزش‌گیر اپتیکال تصویر و فناوری فوکوس خودکار تشخیص فاز Dual Pixel نیز بهره می‌برد. ماژول دوم گلکسی اس ۹ پلاس از سنسوری ۱۲ مگاپیکسلی با ابعاد ۱/۳.۶ اینچی و پیکسل‌هایی یک میکرومتری بهره می‌برد که در پس لنز تله‌فوتو با دیافراگم ثابت f/2.4، لرزش‌گیر اپتیکال تصویر و فوکوس خودکار جای داشت و امکان زوم اپتیکال ۲ برابری را برای محصول فراهم می‌کرد. اواخر سال ۲۰۱۸ دوباره هواوی با عرضه میت ۲۰ که به دوربین سه گانه مجهز بود، تحولی جدید در عرصه دوربین گوشی‌های موبایل ایجاد کرد. این کمپانی ترکیب ۱۶، ۱۲ و ۸ مگاپیکسلی را برای میت ۲۰ انتخاب کرده بود. هواوی در خانواده میت ۲۰ به جای حسگر مونوکروم، از حسگر رنگی و لنزی فوق ‌عریض استفاده کرد. حسگر مونوکروم عموما برای بهبود گستره دینامیکی تصاویر به‌کار می‌رود؛ اما این جابجایی قطعا برای عکاسی کاربردی‌تر بود. دوربین سوم در این گوشی‌ امکان ثبت تصویر مایکرو تا فاصله ۲/۵ سانتی‌متری را فراهم می‌کرد.

در این میان اپل هم از سال ۲۰۱۶ با عرضه آیفون ۷ پلاس به جمع تولیدکنندگانی پیوست که دوربین دوگانه روی گوشی‌هایشان ارایه می‌کردند. آیفون XS Max در سال ۲۰۱۸ با دوربین دوگانه متشکل از سنسورهای ۱۲ مگاپیکسلی و لرزش‌گیر اپتیکال تصویر معرفی شد. این دوربین به لنزهای ۶ لایه‌ عریض و تله‌فوتو مجهز بود و از ضریب اف ۱/۸ و ۲/۴ بهره می‌برد. اپل با هدف بهبود گستره دینامیکی تصاویر، ثبت سوژه‌های در حال حرکت و کاهش میزان نویز در محیط‌های تاریک قابلیتی به نام Smart HDR را ارایه کرد که بر اساس آن سنسورها از عملکرد سریع‌‌‌تر و الگوریتم‌های پیشرفته‌تر پردازش تصویر برخوردار شدند و باعث شد هنگام ثبت عکس، ۴ فریم میانی و یک فریم با نوردهی طولانی نیز ثبت ‌شود، سپس با ترکیب‌ تمام فریم‌ها، عکس نهایی تولید می‌شد.

بعد از عرضه آیفون ایکس اس مکس، هواوی گوشی پی ۳۰ پرو را با دوربین چهارگانه راهی بازار کرد. این دوربین‌ها به‌ترتیب ۲۰ مگاپیکسلی به لنز اولتراواید و ۴۰ مگاپیکسلی اصلی با لنز واید و ۸ مگاپیکسلی با لنز تله‌فوتو پریسکوپ مجهز شدند که ابعاد پیکسل‌ها از ۱.۰ میکرومتر به ۱.۲۲ میکرومتر رسیده و نور با برخورد به پریسکوپ، با زاویه ۹۰ درجه بازتاب داده شده و با عبور از لنز ۵ تکه‌ به حسگر می‌رسد. درکنار دوربین، فلش LED دوگانه و حسگر سه‌بعدی ToF نیز قرار گرفت. حسگر ۴۰ مگاپیکسلی پی ۳۰ پرو با ابعاد ۱/۱.۷ اینچی، ۱۲۵ درصد بزرگ‌تر از حسگر قرار گرفته در گوشی‌های گلکسی اس ۱۰ و آیفون ۱۰ اس اپل است.

هواوی مدعی است که این حسگر در مقایسه‌ با نسل گذشته ۴۰ درصد نور بیشتری جذب می‌کند. علاوه بر این لنز ۲۷ میلی‌متری با دیافراگم بازتر F/1.6 و لرزش‌گیر اپتیکال، همگی کمک می‌کنند عکس‌هایی با کیفیت بالاتر در تاریکی ثبت کنیم. لنز دوربین تله‌فوتو به ضریب F/3.4 مجهز است و می‌تواند تا ۵ برابر به شکل اپتیکال بزرگنمایی کند. همچنین با ترکیب داده‌های مربوط ‌به بزرگ‌نمایی دیجیتال و اپتیکال، امکان بزرگ‌نمایی هیبریدی ۱۰ برابری با کمترین افت کیفیت فراهم می‌شود. علاوه بر این بزرگ‌نمایی دیجیتال تا سقف ۵۰ برابر نیز وجود دارد. در همین راستا سامسونگ نیز Galaxy A9 را به چهار سنسور مختلف با کاربری‌های گوناگون ارایه کرد؛ سنسور اصلی رزولوشن ۲۴ مگاپیکسل داشت و در پس لنزی با دیافراگم F1.7 و قابلیت فوکوس خودکار قرار گرفت، سنسور دوم ۱۰ مگاپیکسلی بود و از لنزی با دیافراگم F2.4، فوکوس خودکار و قابلیت زوم اپتیکال دو برابری پشتیبانی می‌کرد. سنسور سوم وضوحی برابر ۸ مگاپیکسل به همراه لنزی با زاویه دید عریض ۱۲۰ درجه و دیافراگم F2.4 داشت و سنسور چهارم که برای تشخیص عمق به‌کار می‌رفت، ۵ مگاپیکسلی بود و از لنزی با دیافراگم F2.2 بهره می‌برد که امکان ثبت تصاویری با جزییات زیاد را فراهم می‌کند. اما نوکیا اوایل امسال از گوشی هوشمندی با دوربین ۵ گانه رونمایی کرد که هر ۵ دوربین از حسگر ۱۲ مگاپیکسلی برخوردار بودند؛ ۲ حسگر رنگی و ۳ حسگر سیاه‌و‌سفید یا مونوکروم که همه دوربین‌ها به دیافراگم f/1.8 و فاصله کانونی ۲۸ میلی‌متری مجهز شدند. هر ۵ حسگر به‌‌طور هم‌زمان در زمان فشردن کلید شاتر، تصویر مدنظر را ثبت می‌کنند. سپس با استفاده از فرایند پردازشی، اطلاعات ثبت‌شده هر ۵ حسگر با‌هم ترکیب و تصویری باکیفیت تولید می‌شود.

علاوه بر ۵ دوربین ۱۲ مگاپیکسلی، نوکیا حسگر ToF را نیز در این گوشی قرار داده تا اطلاعات مربوط‌ به عمق و جزئیاتی متشکل از ۱۲۰۰ لایه برای مناظری با عمق ۴۰ متری نیز ثبت شود. اما به تازگی اخباری مبنی بر اینکه سونی قصد دارد گوشی هوشمندی مجهز به دوربین ۶ گانه راهی بازار کند نیز منتشر شده است. اگرچه در حال حاضر سونی جزییات برنامه خود برای ساخت و عرضه این گوشی را منتشر نکرده، اما پیش‌بینی می‌شود که این گوشی از سری اکسپریا احتمالا به لنز تله فوتو عریض و فوق عریض مجهز می‌شود. از سوی دیگر با توجه به محبوبیت حسگر ToF احتمال می‌رود یکی از این لنزها به چنین قابلیتی اختصاص یابد و همچنین احتمالا سونی از لنز مونوکروم در سیستم کلی تصویربرداری استفاده خواهد کرد. درباره دوربین سلفی دوگانه هم پیش بینی می‌شود که لنز عریض در کنار لنز استاندارد قرار گیرد. به نظر شما کدام یک از تولید کنندگان گوشی موبایل بیشتر از بقیه موفق شده تجربه عکاسی با دوربین گوشی‌های موبایل را بهبود دهد؟