Sledujte nás na YouTube

Duální fotoaparát na čtyři způsoby: jak fungují, čím se liší a jsou vůbec potřeba?

Duální kamery již dávno nejsou výsadou vlajkových lodí. Najdeme je už i na úplně základních telefonech a dá se říct, že se v podstatě stávají novým standardem. Někteří výrobci dokonce experimentují s ještě větším počtem snímačů.

Možná ne každý však ví, že není duální kamera jako duální kamera. Implementace jednotlivých výrobců se poměrně zásadním způsobem liší. Nejen principem fungování, ale i tím, jaké to ve výsledku přináší uživateli funkce a benefity. V dnešním díle našeho seriálu SMARTtech se proto podíváme na jednotlivé varianty duálních kamer a ukážeme si zásadní rozdíly mezi nimi.

Jako již tradičně se budeme zaměřovat spíše na uživatelský aspekt celé věci, podrobný rozbor technického fungování tedy nečekejte.

Kamera jako snímač hloubky ostrosti: slepá ulička oživená OnePlus

Jedním z prvních telefonů s duální kamerou byl HTC One M8. V té době se sice termín duální kamera ještě moc nepoužíval, nicméně v podstatě šlo jen o jinou variaci na dnes používané konfigurace.

U HTC One M8 druhá kamera pomáhala telefonu lépe „vnímat“ prostorové rozložení scény a pracovat tak s hloubkou ostrosti. V podstatě šlo o to, že telefon dokázal rozpoznat hloubkové rozložení jednotlivých objektů a podle toho následně pracovat s ostrostí pozadí. Relativně zajímavá byla také funkce posunu ostřícího bodu až po vyfocení snímku, což bylo umožněno právě dvojitou kamerou.

Šlo však o jednu z prvních implementací této technologie podle toho to také vypadalo. Například Google dnes u svých Pixelů (recenzi modelu 3 naleznete zde) dokáže imitovat bokeh efekt čistě softwarově s výsledkem, který vypadá lépe, než fotografie z One M8. V dnešní době tedy výrobci pro podobné úkoly používají buď softwarové efekty, nebo sekundární kameru s pevným zoomem. O té se ale budeme bavit později.

Využití druhé kamery pouze jako pomůcky pro určení hloubky ostrosti se ukázalo jako slepá ulička. Dnes se již tato konfigurace téměř nepoužívá. Trochu ji oživilo pouze OnePlus u modelů 6 a 6T (recenze), kde je druhá kamera používána v podstatě jen pro portrétní režim, kde pomáhá vytvářet rozmazané pozadí. V ostatních scénách je však prakticky k ničemu. Nesmyslnost této implementace ukazuje i fakt, že obdobných výsledků lze na OnePlus 6/T dosáhnout i při focení portrétů přední kamerou, která je pouze jedna.

Optický zoom: problematická klasika

Zřejmě úplně nejpoužívanější variantou duální kamery je čočka s optickým zoomem. Ten je zpravidla dvojnásobný, což je „trend“ nastavený iPhonem 7 Plus. Výhodou tohoto systému je jeho jednoduchost – přínos přibližovací kamery je snadné marketingově vysvětlit širokým masám.

Zoomovací kamera je vcelku užitečná i v běžném používání a pro její využití najdete pravděpodobně celkem hodně příležitostí. Většina lidí neváhá přibližovat na telefonech i digitálně, takže dedikovaný optický zoom zajistí, že nedojde ke ztrátě kvality, resp. rozlišení. I když uživatel bude přibližovat dále za hranici (například dvojnásobného) optického zoomu, pořád se pracuje s výřezem z už opticky zvětšeného obrazu. Snížení kvality tedy není tak patrné, jako kdyby šlo od počátku o digitální zoom.

Jak již bylo zmíněno v minulé sekci článku, kamera s optickým zoomem taky převzala úkol lepšího určování hloubky ostrosti. Portrétní režim je tak u telefonů s touto konfigurací pořizován právě teleobjektivem, takže k bokeh efektu dochází přirozeně, byť mu většinou aplikace pomůže i softwarově.

Toto řešení má však i nevýhody. Tou hlavní je zejména to, že v naprosté většině případů kamera se zoomem nedosahuje kvalit té primární. Někdy je rozdíl větší, někdy menší, ale patrný je téměř vždy. To je dáno několika faktory. Čočka s dvojnásobným zoomem má vždy horší světelnost, je tedy náchylnější na vznik šumu a není vhodná pro focení špatně osvětlených scén.

To je navíc často spojeno s absencí optické stabilizace a někdy také nepochopitelně s vyšším rozlišením senzoru. Snímač s velkým rozlišením sice teoreticky umožňuje aplikovat větší digitální zoom při zachování rozumného rozlišení, jenže jednotlivé pixely jsou pak menší a fotka je tak méně kvalitní.

Širokoúhlá kamera: praktická specialita

Širokoúhlá kamera je tak trochu opakem té přibližovací. Scénu jakoby zabírá z větší vzdálenosti a na snímek se tak vejde mnohem více věcí než při běžné ohniskové vzdálenosti. Jedná se tak o ideální volbu pro cestovatele, neboť umožňuje pohodlně fotit různé krajinky, historické budovy a další scény. Vhod může přijít například také při focení větších skupin osob či prostor v interiérech.

Nevýhod není mnoho, tou nejzásadnější je zkreslení perspektivy. Pokud je širokoúhlost dotažena do extrému, dochází již k poměrně znatelné deformaci scény. Efekt známý jako „rybí oko“ většina lidí pravděpodobně zná třeba ze záběrů z akčních kamer typu GoPro. Tuto deformaci lze poměrně úspěšně softwarově korigovat a v průběhu času lze pozorovat u výrobců zlepšení.

Širokoúhlá sekundární kamera není vhodná pro tvorbu bokeh efektu a v této oblasti se tedy musí výrobce spolehnout na softwarovou simulaci. Jinak jde však o velmi praktické řešení, které asi ocení zejména lidé, kteří telefonem fotí i serióznější fotky, a ne pouze rychlé momentky.

To je však asi i jeden z důvodů nízkého rozšíření. Výhody nejsou nezkušeným uživatelům na první pohled patrné a hůře se prezentují. Širokoúhlá sekundární kamera je tak vcelku specialita, na kterou jsme zatím naráželi především v telefonech LG. Tímto směrem se ale už vydala také například Motorola.

Černobílá kamera: podceňovaný „zlepšovák“

Asi nejméně běžnou variantou sekundární kamery je použití „černobílého snímače“. Tato varianta je velmi vzácná a „proslavil“ ji Huawei u modelu P9. Většinově bývá přehlížena jakožto nepříliš užitečná, avšak ve skutečnosti jde o možná nejzajímavější pokus, jak co nejvíce vytěžit z druhé kamery.

Běžný uživatel by si mohl říct, že „černobílý snímač“ nemá opodstatnění – vždyť přeci barevný obrázek lze jedním kliknutím převést do odstínů šedi. Ovšem v této technologii nejde ani tak o černobílé snímky, jako spíše o zvýšení kvality fotky, a to i té barevné.

Nebudeme zabíhat do detailního fungování snímačů. Velmi zjednodušeně si řekněme, že informace o barvě jsou získávány pomocí filtru, který do každého z pixelů pouští jednu ze základních barev RGB spektra. To ale pochopitelně znamená, že je redukována celková intenzita dopadajícího světla a snímky jsou tedy méně detailní. „Černobílý snímač“ filtr nemá vůbec a místo barev tedy pracuje vlastně jen s intenzitou světla. Alespoň teoreticky tedy takto pořízené černobílé snímky mají více detailu a lepší světelnost.

A toho se právě využívá v konfiguraci dvou kamer. Primární kamera vytvoří barevný snímek, sekundární detailnější černobílý. Následně dojde k softwarovému sloučení obou snímků. V podstatě by se dalo říct, že se obarví detailnější černobílý snímek podle informací z méně kvalitního barevného.

Kvůli slučování se většinou používají identické snímače i optika, takže lze informace z druhé kamery využít také pro práci s hloubkou ostrosti, podobně jako u předchozích variant. Černobílá varianta duální kamery tedy v podstatě nemá žádné nevýhody a preferuje obrazovou kvalitu před množstvím „funkcí“ v podobě jiné ohniskové vzdálenosti. To je však pravděpodobně také ten důvod, proč nejde o příliš rozšířenou konfiguraci. Uživatel totiž opět na první pohled nezískává nic tak extra.

Dvě, tři, čtyři… nebo jedna?

Popsali jsme si čtyři nejpoužívanější varianty duální kamery. Pochopitelně v případě, že má telefon kamer více než dvě, může používat hned několik těchto variant najednou. Přínos jednotlivých řešení je do značné míry subjektivní. Je tak zjevné, proč někteří výrobci záda telefonů postupně plní dalšími a dalšími čočkami.

Na celou věc se lze však dívat také z jiného pohledu, který říká, že mít více než jednu zadní kameru je nesmysl. Tuto teorii razí v podstatě osamoceně Google u svých Pixelů, které ale přesto patří k absolutní špičce mobilní fotografie. Jak je možné, že výrobně levnější a jednodušší řešení často předčí zdánlivě lépe vybavenou konkurenci? Odpověď je poměrně jednoduchá.

Smartphony zkrátka v první řadě kvůli velikostním omezením nejsou ideální platformou na focení. Aby se tedy z miniaturních snímačů a optiky dala vytvořit kvalitní fotka, musí software do celého procesu zasahovat mnohem více, než u klasických fotoaparátů s velkým snímačem a kvalitní optikou. A zde má právě Google navrch. Jeho technologie využívající strojové učení a umělou inteligenci dokáží se snímkem pracovat takovým způsobem, že si s celou řadou problémů poradí čistě softwarově.

V angličtině se pro nejrůznější „zlepšovací“ procesy aplikované při focení používá termín computional photography. S tím, jak roste výkon mobilních zařízení, může se software zapojovat stále ve větší a větší míře. Je tedy možné, a dokonce asi i pravděpodobné, že budoucnost neleží v přidávání dalších snímačů, ale ve zdokonalování práce se zachycenými daty.

Že to není utopie ukazují například režimy HDR+ a Night Sight, které dokáží na Pixelech (či jiných zařízeních s portem Google Camery) dosahovat již nyní často zjevně lepších výsledků než konkurence, navzdory tomu, že hardware kamery může být objektivně horší.

Tomáš Krompolc

Fanoušek Androidu, Googlu a moderních technologií. Rád si poslechne tvrdší hudbu a mezi jeho nejoblíbenější seriály patří ty z produkce Netflixu. V současné době je spokojeným majitelem telefonu OnePlus 6.

4 komentáře

  1. Ultrawide používá také Huawei u modelu Mate 20 PRO.
    Jinak tři hlavní fotoaparáty jsou takovou nutností, je to možnost jak posunout mobilní focení o kus dále.

  2. zipiik (neregistrovaný)

    “takže k bokeh efektu dochází přirozeně” … fakt u telefonů vzniká bokeh v objektivu?

  3. mak.cz (neregistrovaný)

    1. Pevny zoom ? To zni stejne jako kulaty trojuhelnik. Zoom objektiv je objektiv s promennou ohniskovou vzdalenosti, pevny objektiv ji ma nemennou.
    2. Cockka s optickým zoomem – to je prosim co? Pokud je tim zamyslen objektiv s optickym zoomem, tak to rozhodne neni ten Vami uvedeny priklad. Telefon s optickym zoomem bylo treba Oppo s 5x nasobnym optickym zoomem v peroskopovem reseni, nebo galaxy s4 zoom, kde byl 10x nasobny opticky zoom. Vami uvedeny priklad Iphone 7 plus ma pouze dva objektivy bez moznosti optickeho zoomu. Jeden ma ohniskovou vzdalenost 28mm a druhy 56mm. Vsechna ostatni ohniska jsou pouze formou digitalniho zoomu (tedy orezu ci interpolace atd).
    3. obecne bych nezjednodusoval povedomi, ze teleobjektiv musi produkovat horsi obraz nez sirokouhly objektiv. Konstrukcne naopak byva slozitejsi ten sirokouhly. Zaroven vyssi clonove cislo sice znamena mene svetla, ale jeste neznamena automaticky horsi obraz. To se fakt tyka pouze pri nedostatecnem osvetleni.

    To je asi vse ;) Hezky den

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *