5 апреля 2016

Лица инноваций: о камере в Samsung Galaxy S7 и S7 edge

Константин Иванов

По материалам samsung.com

Полное удовлетворение пользователя – это намного сложнее, чем то, что можно увидеть, бросив взгляд на список характеристик устройства. Цифры могут впечатлять, но только тогда, когда вы сами попробовали на практике, что они значат. И поэтому в Samsung заново создали камеру, которая и так была популярна в своей предыдущей итерации. Камера Galaxy S7 стала лучше, поскольку технология двойного пикселя позволяет делать высококлассные снимки даже в условиях низкой освещенности.

Galaxy S7 – первый смартфон, который использует технологию двойного пикселя, и результат очень значим для Samsung. Пользователям стало проще запечатлеть конкретный момент тогда, когда они хотят, и быть уверенными, что их воспоминания сохранятся в высоком качестве. И улучшения реальны, а не просто обозначены на бумаге.

Эксперты компании расскажут о том, что стояло за созданием камеры Galaxy S7, что было предпринято, чтобы сделать ее лучшей камерой, которую когда-либо делали в Samsung. В интервью участвуют Youngmin Nam, старший менеджер Global Product Planning, главный инженер Hwayoung Kang и старшие инженеры Youngsoo Bok и Beomjoon Kwon из Camera R&D.

Слева направо: главный инженер Hwayoung Kang, старшие инженеры Beomjoon Kwon и Youngsoo Bok, и Youngmin Nam, старший менеджер Global Product Planning

Почему вы применили технологию двойного пикселя? Какие ограничения существуют сейчас для типичной камеры в смартфоне?

Youngmin Nam: К развитию технологии двойного пикселя нас подтолкнули потребности покупателей. Люди говорят, что камера задействует свет. Но если подумать, правильнее будет сказать, что камера задействует свет и время. Камера должна хорошо контролировать освещение, чтобы позволять делать четкие снимки, и время, чтобы пользователь мог поймать нужный момент. Принимая это во внимание, в Samsung постарались изо всех сил. Например, мы улучшили автофокус посредством применения датчика определения фазы – впервые в смартфоне.

Но пользователям было нужно большее. Некоторые жаловались не недостаточную яркость кадров при съемке в темном месте – они получались мрачными и мутными.

Hwayoung Kang: Прежде чем обратиться к технологии двойного пикселя, мы проводили исследования во всех возможных областях, связанных с камерой, где можно было добиться улучшений, это не только матрицы, но и инструменты, и ПО. Мы рассмотрели все существующие технологии, связанные со смартфонами и камерой, и пришли к выводу, что наиболее инновационным аппаратным решением будет установка матрицы с двойным пикселем.

Какие процессы предшествовали применению матрицы с двойным пикселем? Что было наиболее сложным и больше всего запомнилось?

Kang: Поскольку прецедентов использования технологии двойного пикселя в смартфоне не было, при установке новой матрицы существовал большой риск. Поскольку камера была одним из важнейших преимуществ Galaxy S7 и S7 edge, а технология двойного пикселя была определяющей для ее работы, мы чувствовали ответственность за то, чтобы применить ее правильно.

Youngsoo Bok: Качество получаемого снимка в большой степени зависит от матрицы и объектива. В случае Galaxy S7 и S7 edge мы столкнулись с доселе не известными проблемами, поставив матрицу с двойным пикселем и более светлый F1.7 объектив. К примеру, нам был нужен новый чип, который мог бы собирать и обрабатывать информацию с сенсора с двойным пикселем, где в пикселе два фотодиода.

Если говорить о качестве изображения, даже когда пользователь выбирает автонастройки, настройки камеры будут отличаться в зависимости от условий. И при всех этих разнообразных условиях и настройках камера должна обеспечивать наилучшее качество снимка. Поскольку мы установили новую матрицу и объектив, все связанные с ними процессы нужно было выстраивать заново, с самого начала.

Как вам пришлось тестировать технологию двойного пикселя внутри компании?

Kang: Это был особый продукт. До самого последнего момента мы размышляли о том, было ли это решение оптимальным. А до того мне пришлось провести годы, изучая одинарный сенсор и думая, как его усовершенствовать в рамках его возможностей. Но теперь с двойным пикселем речь шла об абсолютно новой технологии. Мы невероятно тщательно изучали, насколько новая матрица будет хороша на практике в плане улучшения качества изображения и удовлетворения нужд потребителя.

Bok: В самом начале работы над этим проектом мы думали о том, как раскрыть две сильнейшие стороны технологии двойного пикселя – по-настоящему быструю автофокусировку и яркие и четкие снимки при недостаточном освещении. Мы создали демонстрационный образец, который показывал, как отличается качество изображения в сравнении с другими новейшими продуктами.

Nam: Говоря о новой технологии и качестве изображения, следует отметить, что технология двойного пикселя обеспечивает совершенно иной уровень качества. Но мы очень беспокоились о том, как она будет принята потребителем. Тем не менее, когда инженеры продемонстрировали явно улучшившийся результат при недостаточном освещении, чего так жаждали покупатели, мы сочли это убедительным.

Какие изменения внесла замена в аппаратной части в процесс разработки?

Bok: Для того, чтобы продемонстрировать реальную скорость автофокусировки, мы можем замерить время, которое потребуется, и представить его в числовом выражении. Однако нам хотелось бы сделать это более понятным для потребителя. Здесь мы применили сравнительный подход, а не просто выдали характеристики. Нам нужно было показать, насколько новый продукт быстр по сравнению с уже существующими.

Это касается не только автофокусировки, но и съемки при недостаточных условиях освещения и даже нулевом освещении в 0 люкс. Вся команда разработчиков камеры даже носила с собой зеркалки и прототип Galaxy S7 в поисках условий, в которых пользователь реально будет снимать на камеру.

Beomjoon Kwon: Поскольку мы поставили матрицу с двойным пикселем и ускорили автофокусировку, стал быстрее и режим непрерывной съемки. Это привело к необходимости обрабатывать больше данных при использовании этого режима. Поэтому нам требовалось улучшить ПО, которое могло бы справиться с этим, не повышая нагрузку на аппаратную часть.

Какие трудности вам пришлось преодолеть, внедряя технологию фотоаппаратов в мобильное устройство?

Kang: Несмотря на то, что матрица с двойным пикселем уже использовалась в фотоаппаратах, поставить ее в мобильное устройство стало отдельной задачей. Все дело в размере самой матрицы. В предшествующие годы у Samsung появилась технология, позволяющая увеличивать число пикселей, сохраняя размер матрицы практически неизменным, а также были партнеры, с которыми вместе осуществлялась работа по ее внедрению. И мы пробовали использовать меньшие пиксели. Мы были уверены, что у нас это получится, если сможем еще немного уменьшить размер существующих пикселей на основе имеющегося технологического процесса, объединив их.

Как внедрение технологии двойного пикселя меняет процесс разработки камеры смартфона?

Kang: Мы планировали сосредоточиться на дальнейшем улучшении технологии двойного пикселя, ее доведение до совершенства могло бы позволить наделить смартфоны лучшими чертами фотоаппаратов, что было просто невозможно представить ранее. Другими словами, это можно представить как создание инфраструктуры для дальнейшего развития камер в смартфонах.

Nam: Использование технологии двойного пикселя – пример практического применения инновации. Мы старались сделать то, что реально требовалось людям, а не поразить их новыми функциями. Мы нашли способ удовлетворить практические потребности и создать камеру, позволяющую пользователю с удобством снимать что угодно и когда угодно благодаря технологии двойного пикселя.

Что заставило вас создать «Панораму движения»? Что посоветуете тем, кто ее использует?

Nam: Мы сделали так, что на Galaxy S7 и S7 можно моментально делать снимки высочайшего качества благодаря технологии двойного пикселя и светлому объективу на основе лучшего опыта Samsung. И потратив столько усилий, чтобы донести это до потребителя, мы нашли новый способ, размывающий границы между фото и видео. На самом деле, мы хотели создать новый опыт, позволяющий пользователю сохранить живое воспоминание о моменте, в который он делает снимок. «Панорама Движения» и «Снимок Движения» тому примером.

Мы хотели вдохнуть жизнь в уже существующий режим панорамной съемки, чтобы люди могли наслаждаться более живым и динамичным видом.

«Снимок Движения» – функция, которая записывает короткое трехсекундное видео перед съемкой кадра. Как если бы вы снимали на видео то, что вы делаете перед фотосъемкой. Представьте: вы снимаете фейерверк на Galaxy S7 или S7 edge, но пропустили лучший момент. Используя «Снимок Движения», вы можете отмотать время назад, выбрать и посмотреть тот момент, который хотите, и даже сделать снимок и сохранить его.

«Снимок Движения» и «Панорама Движения» – это новый уровень удовольствия, которое приносят кадры, а не только момент, когда вы их снимаете. С этими двумя режимами, глядя на кадр в движении, вы можете коснуться нужной сцены, изменить наклон экрана и в общем развлечься, исследуя возможности получения кадров на основе снятого видео.

Какие трудности вы испытывали, создавая «Панораму Движения»? Как работает ее запись?

Kwon: Самым трудным при разработке софта было удостовериться, что новые функции не будут пересекаться с существующими, поскольку настройки в различных камерах были очень разными. Мы серьезно думали над тем, как эффективно заставить пользователя почувствовать отличие конкретной функции от других.

Когда вы включаете «Снимок Движения», камера начинает снимать, даже если вы не нажимаете кнопку затвора. В этом случае пользователь может беспокоиться об энергопотреблении или обработке данных. И по этой причине мы всегда заботимся о том, как заставить устройство работать более эффективно. Более того, между разными отделами была длинная дискуссия на тему того, сколько секунд должна записываться картинка в движении.

А что насчет «Гиперлапса»? Что скажете тем, кто будет пользоваться этим режимом?

Nam: Люди часто используют таймлэпс, когда им надо снять длинное видео и посмотреть его за короткий промежуток. «Гиперлапс» – функция, которая приспособила идею такой записи к мобильной съемке. «Гиперлапс» не просто выбирает и сжимает время, она анализирует видео и пишет его так, что при меньшем движении запись идет быстрее, а при большем – медленнее. Кроме того, при съемке уменьшается эффект от тряски камеры.

Представьте, что вы в музее или на знаменитом аттракционе. Вы не можете записать все, да и записывать, когда вы хотите увидеть все своими глазами, не очень удобно. В этом случае вам просто надо включить «Гиперлапс» и носить с собой ваш S7 или S7 edge. С «Гиперлапсом» вы можете даже просмотреть запись всего пребывания в парке развлечений за одну минуту. И конечно, мы также оставили и существующую функцию таймлэпс.

[iframe url=»//www.youtube.com/embed/Z-7Uv9Z_Sm4″]