Огляд камери iPhone 14 Pro

Коли iPhone вперше був представлений, він містив чимало інновацій. В легендарному виступі Стів Джобс оголосив, що Apple випускає широкоекранний iPod, телефон і комунікатор для доступу в Інтернет. На той час, його слова були приголомшливими, бо три пристрої будуть не окремими новими гаджетами, вони будуть функціями одного нового революційного пристрою: iPhone.

Якщо подивитися, сьогодні ми побачимо в цій лінійці помітну відсутність фото/відео камери. Недарма Джобс не згадував про камеру у своєму новому пристрої. Перший iPhone був з 2-мегапіксельною камерою та з фіксованим фокусом. Ніхто не міг уявити, що iPhone замінить ваш фотоапарат.

Перенесемося у сьогодні - головною особливістю більшості смартфонів є інноваційні камери. З того моменту коли iPhone був представлений вперше, він пройшов від однієї двохмегапіксельної камери з фіксованим фокусом до цілого комплексу камер.

Із iPhone 14 Pro компанія Apple внесла величезні зміни у всю свою систему камер — і все ж, здається, багато рецензентів і публікацій не можуть погодитися, чи це маленький крок, чи величезний стрибок у світі фотографії.

Тому давайте зануримось у технічні деталі нового iPhone 14 Pro та постараємося відповісти на запитання: чому камера у iPhone 14 Pro – це величезний стрибок.

Фронтальна

Фронтальна камера в iPhone 14 Pro зазнала одне з найбільших оновлень: сенсор, об’єктив і програмна обробка.

Хоча розмір сенсора передньої камери не є великим (та і не повинен бути), оновлення об’єктива та сенсора дозволили значно покращити динамічний діапазон, різкість і якість. Фактично, стрибок між фронтальною камерою iPhone попереднього покоління та цією новою камерою досить значний, щоб більшість людей одразу помітили зміни. Під час нашого тестування, iPhone 14 Pro отримав набагато чіткіші знімки та значно ліпший динамічний діапазон і деталізацію.

Попередні камери просто не здатні були створювати високоякісні зображення, чи відео, при поганому або контровому освітленні. Ми бачимо у iPhone 14 Pro деякі значні досягнення у якості фото, завдяки кращій програмній обробці (те, що Apple називає Photonic Engine) і апаратному забезпеченню.

iPhone 13 Pro

iPhone 14 Pro

Зростання деталізації величезне. Це масштабне оновлення фронтальної камери.

Незважаючи на те, що сенсор став більше і тепер є змінний фокус (так, тепер ви можете використовувати ручне фокусування на камери для селфі) не треба очікувати красивого ефекту боке, автофокус просто забезпечує набагато більшу різкість по всьому кадру з легким розмиттям фону, коли ваш об’єкт (безсумнівно, обличчя) знаходиться досить близько.

Тепер фронтальна камера здатна фокусуватися досить близько до об’єкту, що приводить до приємної невеликої глибини різкості між об’єктом, який ви знімаєте крупним планом, і фоном:

Знімки при поганому освітленні тепер виходять абсолютно якіснішими з меншою кількістю шумів.

Ультраширокий

Час розібратися в цьому великому виступі камери на задній панелі iPhone 14 Pro. Ультраширока камера, представлена ​​в iPhone 11 у 2019 році, довгий час відігравала фонову роль основної ширококутної камери через менший сенсор та низьку деталізацію.

В 2021 році Apple здивувала нас суттєво модернізувавши всю надширококутну систему: складніша конструкція об’єктива дозволила зробити автофокус та надзвичайно близьке фокусування для макрознімків, а більший сенсор збирав більше світла та дозволяв робити набагато більш детальні знімки.

Ми оцінили її як таку, яка нарешті стала самостійною камерою на кожен день. У той час, як ультраширокі знімки були вражаюче захоплюючими, ультраширокі знімки iPhone 11 і 12 Pro були недостатньо чіткими, щоб зафіксувати важливі спогади та моменти. Але з iPhone 13 Pro він був настільки ретельно оновлений, що ознаменував значну зміну якості і, як наслідок, ми не очікували суттєвих змін у цій камері в iPhone 14 Pro.

Але Apple зробила майже неможливе і змогла здивувати нас. Ультраширока камера iPhone 14 Pro оснащена набагато більшим сенсором, новим об’єктивом та вищою чутливістю ISO. Хоча діафрагма трохи зменшилася, більший датчик з легкістю компенсує це.

Ультраширокі об’єктиви відомі тим, що вони менш різкі, оскільки вони повинні збирати неймовірну кількість зображення під вражаючими кутами. Лінзи, зроблені з прозорого матеріалу, заломлюють світло під кутом, що призводить до розділення кольорів. Чим ширше поле зору об’єктива, тим складніше створити чітке зображення.

Ця камера iPhone має дуже широкий об’єктив. «Ultra-wide» завжди виправдовував свою назву: з повнокадровою еквівалентною фокусною відстанню 13 мм, він майже наближається до бінокулярного поля зору людини. GoPro та інші екшн-камери мають подібне поле огляду, що забезпечує дуже широкий кут для зйомки ефектного відео та знімків у обмеженому просторі. Однак ці камери традиційно не славляться оптичною якістю, і ми не бачили, щоб Apple кидала виклик цій нормі. Чи відрізняється цьогорічна камера?

Apple не вдавалась у подробиці про зміни апаратного забезпечення камери, але експерти розібрали весь комплект камери. Новий датчик розміром 40 мм² майже на 50% більший за сенсор iPhone 13 Pro – 26,9 мм². Хоча його діафрагма трохи «повільніша» (тобто менша), більший датчик це компенсує.

Що на практиці дає зміна сенсора та об’єктива? iPhone 14 Pro легко перевершує попередній iPhone, створюючи набагато чіткіші знімки:

iPhone 13 Pro ліворуч, iPhone 14 Pro праворуч. iPhone 14 Pro демонструє набагато більше деталей, особливо в темних областях. Обидва знімки зроблені в ProRAW.

Приємною побічною перевагою більшого сенсора – є трохи менша глибина різкості. На повнокадровому еквіваленті 13 мм ви дійсно не можете очікувати занадто великої деталізації об’єктів, але на цьому знімку видно кілька гарних розмитих фігур на задньому плані.

Новий Photonic Engine від Apple, і більший фотосенсор сприяють набагато більшій деталізації кадру, що робить можливим обрізати найцікавіший момент у фото, як на знімку вище.

Низьке освітлення

Одна річ, яку ми дійсно хотіли перевірити, це якість фото при слабкому освітленні.  Apple використовує більші сенсори в iPhone 14 Pro, але також стверджує, що новий процесор Photonic Engine може запропонувати більш ніж у 2 рази вищу продуктивність при слабкому освітленні.

Дивлячись на надширококутне зображення при недостатньому освітленні, ми бачимо деякі покращення:

Ми робили зйомку при різному освітленні: від змішаного освітлення вдень, до вечірніх і нічних знімків. І виявили, що надширокоугольна камера все ще не дуже добре працює при слабкому освітленні. Знімки, безумовно, хороші: але обробка алгоритмом зображень сильна та очевидна, отримати чіткі знімки може бути складно, а шумозаглушення дуже помітне.

З увімкненим нічним режимом обробка виглядала однаково ефективною для iPhone 13 Pro та iPhone 14 Pro.

Загалом, ми вважаємо цю камеру одним із важливіших оновлень. Кілька поколінь тому це була б фантастична основна камера, навіть якщо її обрізати до поля зору звичайної ширококутної камери. Зараз це важливе покращення.

Кілька слів про макро

Минулого року Apple зробила сюрприз та анонсувала надшироку камеру з підтримкою макрозйомки. Макрознімки iPhone 13 Pro, які ми робили, часто були вражаючими для телефону, але все ще не досконалими. Маленькі деталі зберігались погано, особливо під час використання функції нейронного процесу Halide.

Макрозйомка на iPhone 14 Pro

Фотографи, які активно займаються макрозйомкою, будуть раді бачити набагато більше деталей на своїх знімках. Саме тут більший сенсор і краща програмна обробка роблять велику різницю.

Головна

З 2015 року iPhone має 12-мегапіксельну основну (або «ширококутну») камеру. Ще задовго до презентації ходили чутки про те, що ця довга ера (7 років — це практично століття з точки зору технологій) ось-ось підійде до кінця.

Дійсно, iPhone 14 Pro був анонсований з 48-мегапіксельною камерою. Якщо дивитися виключно на специфікації, це вражаюче оновлення: сенсор значно більший за розміром, а не лише за роздільною здатністю. Об’єктив трохи повільніший (його діафрагма не така велика, як у попередніх роках), але знову ж таки, загальна здатність основного сенсора iPhone до збору світла покращилася на цілих 33%.

Така зміна розміру сенсора — те, що змінює правила гри. 

Це дає нам: більше пікселів для більшої роздільної здатності; черпати більше світла для кращих знімків за слабкого освітлення, і нарешті, більший сенсор для покращень у всіх областях, включаючи меншу глибину різкості.

Quad Bayer

Датчик звичайної цифрової камери має особливий спосіб захоплення світла. 

По суті, сенсор камери містить крихітні пікселі, які можуть визначити, скільки світла надходить. Для темної ділянки зображення він точно зареєструє темряву, і навпаки для світліших ділянок. Хитрість полягає в сприйнятті кольору. Щоб отримати це на знімку, датчики мають червоні, сині та зелені лінзи на цих крихітних пікселях.

Кожну групу цієї мозаїки «суб-пікселів» можна об’єднати з інтелектуальними алгоритмами для формування інформації про колір, утворюючи кольорове зображення. Усі датчики iPhone 14 Pro, крім одного, виглядають так:

Кожен «піксель» складається з одного синього, одного червоного та двох зелених субпікселів. Але основна камера iPhone 14 Pro розміщує в чотири рази більше пікселів у цьому самому просторі:

Отже, усі цифрові матриці – чорно-білі. Колір на матриці генерують спеціальні масиви кольорових фільтрів (CFA), які, якщо спрощувати, накладені на сенсор. Далі камера процесором відтворює кольори на основі інформації з цих фільтрів.

Самих типів фільтрів безліч, але зазвичай це кілька кольорових пікселів, які розташовані в певному порядку. Найпопулярнішим є "Фільтр Байєра", де у нас є сітка з червоного, зеленого та синього пікселів, а тому процес "розцвічування" зображення називається "дебайєризацією".

Фільтри мають очевидний плюс: ваше фото стає кольоровим. Але є й мінус. Дебайєризація знижує чіткість зображення просто за своєю природою (алгоритм відтворюючи кольори жертвує різкістю), плюс перед кольоровим фільтром на матрицю наноситься ще й спеціальний низькочастотний (АА) фільтр. Він потрібен для того, щоб на картинці краще виглядали регулярні структури типу цегляних стін. Це ще раз втрата різкості.

Тому на ринку досі є ніша під величезну кількість монохромних камер: від відеоспостереження до середнього формату. Вони забезпечують визначну чіткість, так як не вдаються до фокусів з розцвічування.

Всі ці проблеми зараз не такі виражені на великих сенсорах. Зниження різкості компенсується дуже великим пікселем сучасної матриці, а роботу АА-фільтра сьогодні забирає процесинг всередині камер.

Для підвищення якості використовується ряд інших фокусів, особливо актуальних для мобільних сенсорів, де індивідуальний піксель на матриці невеликого розміру. В iPhone 14 Pro використовується "Квад Байєр". Це коли розрізнені кольорові пікселі на фільтрі поєднуються в групи по 4 пікселі на один колір.

На практиці це суттєво збільшує світлочутливість, динамічний діапазон та перенесення кольорів. Але й ефективний дозвіл такого сенсора треба ділити на 4. Наприклад, у світі великої фотографії Sony A7s III теж має структуру «квад Байєрі» чорно-білий цифровий сенсор там - 48 мегапікселів, як у 14 Pro. Але на виході утворюються 12 ефективних мегапікселей, саме через великий кольоровий піксель.

iPhone 14 Pro знімає так само. Ефективна роздільна здатність сенсора - 12 мегапікселів. Але Apple на презентації заявила, що їхня камера здатна віддавати 48 мегапікселів в окремому режимі. Як це виходить, якщо сенсор ділиться на 4 при розфарбовуванні?

Відповідь досить нудна – обчислювальна фотографія. Нейромережі поєднують кілька знімків до дебайєризації, а вже після розфарбовують знімок. Напевно будуть втрати в різкості та кольорі у так званому RAW (який у iPhone - лінійний DNG), але сам факт дуже вражає.

Природне боке

Більший сенсор означає краще боке. Причина цього полягає в тому, що більше поле зображення може забезпечити більш виражений ефект глибини різкості. Під час свого тестування ми виявивили, що iPhone 14 Pro створює чудове природне боке на об’єктах із близьким фокусом:

На жаль, ви побачите цей ефект рідше. Мінімальна відстань фокусування основної камери змінилася до 20 см або трохи менше восьми дюймів — на кілька сантиметрів менше, ніж у iPhone 13 Pro і будь-якому попередньому iPhone. На практиці це також означає, що камера набагато частіше перемикається на надшироку камеру з підтримкою макрозйомки.

Примітка про ЛІДАР

Хоча Apple не згадувала і не рекламувала датчик LIDAR на iPhone 14 Pro, вони над ним також попрацювали. За точковим охопленням він відповідає новій, ширшій фокусній відстані 24 мм основної камери. Розпізнавання глибини здається ідентичним за якістю та швидкістю порівняно з попередніми iPhone.

На жаль, датчик LIDAR не покращив свої функціональні можливості. Хоча це і сприяє швидкості автофокусування та захопленню глибини, спробувати зробити знімок через вікно за допомогою камери все одно не вийде.

Оскільки LIDAR сприймає скло, як непрозоре — будь то вікно кімнати, літака тощо — він фокусуватиме камеру на ньому, а не на фоні. Ми сподіваємося, що майбутній чіп A17 матиме спроможність виявлення вікон за допомогою ML.

Нічне фото

Нарешті, ви можете відправитися на природу та зробити кілька справді приголомшливих знімків нічного неба за допомогою нічного режиму.

Хоча справжня астрофотографія залишається областю професійних камер з великими модифікованими сенсорами, для нас було абсолютним божевіллям, коли ми це зробили, притуливши свій iPhone до каменя на 30 секунд у нічному режимі:

Це неймовірно. Дуже вражає, що це можна зробити на камеру телефона. Якщо би ви показали це зображення лише п’ять років тому, ніхто не повірив, що це фото зроблено на iPhone.

Висновок

Зазвичай, нечесно порівнювати нову камеру iPhone із камерою iPhone, який вийшов всього за рік до цього. Ці невеликі зміни можуть бути більш-менш значними, більшість людей не оновлюють свої телефони кожен рік. Важливо, як камера справді працює під час використання.

Цього року все трохи інакше.

В iPhone 14 Pro Apple представила камеру, яка за всіма параметрами ближче до «справжньої» камери, ніж будь-який інший телефон. 

Ці всі зміни є величезним стрибком у якості зображень для всіх нас – володарів Айфонів у кишені.