كانت المنافسة على كاميرات الهواتف الذكية دائمًا لعبة أرقام. فأي شركة يمكنها التباهي بأكبر عدد من الميجابكسلات أو الكاميرات أو (بشكل متزايد) التقريب؟ ولكن عندما يتعلق الأمر بقوانين الفيزياء، فإن التقريب البصري والهواتف الرقيقة لا يسيران جنبًا إلى جنب.
في يوليو 2020، كان يشاع من المتوقع أن تضيف شركة أبل عدسة مقربة إلى هاتف آيفون في المستقبل. لقد كانت عدسات المنظار موجودة منذ فترة، وهي تتغلب بشكل أنيق على مشاكل الحجم التي تعاني منها العدسات المقربة التقليدية.
وإليك كيفية عملها، وما يعنيه هذا لمستقبل صناعة الهواتف الذكية.
في التصوير الفوتوغرافي، الحجم مهم
كانت أكبر القيود التي تواجه التصوير الفوتوغرافي دائمًا ما تتعلق بالجوانب المادية، وليس التقنية. فهناك بعض قوانين البصريات التي لا يمكنك التغلب عليها بسهولة. ولهذا السبب فإن عدسات الكاميرات الرقمية ذات العدسة الأحادية العاكسة والكاميرات التي لا تحتوي على مرايا كبيرة وثقيلة للغاية. ولتوفير أطوال بؤرية طويلة وفتحات واسعة، يجب أن تكون العدسات نفسها بحجم معين.
على سبيل المثال، يجب أن تحتوي عدسة ذات طول بؤري يبلغ 200 مم وفتحة قصوى تبلغ f/2.8 على عنصر عدسة أمامي يزيد عرضه عن 70 مم (أو 3 بوصات). وهذا لا يشمل أي اعتبارات تصنيع.
تواجه كاميرات الهواتف الذكية نفس القيود، ولكن على نطاق أصغر كثيرًا. ولأنها تحتوي على مستشعرات أصغر حجمًا، فإنها تحصل على تكبير أكبر من خلال أطوال بؤرية أقصر. ومع ذلك، فإن هذا الترتيب يتضمن الكثير من التنازلات.
على سبيل المثال، يحتوي هاتف iPhone 11 Pro على عدسة مقربة تعادل الإطار الكامل بقطر 52 مم، وهي في الحقيقة 6 مم فقط. وهذا يعني أنه إذا كنت تريد التقاط نفس الصورة باستخدام كاميرا DSLR احترافية، فستحتاج إلى عدسة بقطر 52 مم. ولأن مستشعر الكاميرا المقربة في هاتف iPhone يبلغ حجمه 1/3.6 بوصة (حوالي 5 مم قطريًا)، فإنك تحصل على تكبير مكافئ.
ومع ذلك، بدأت الشركات المصنعة تواجه مشكلات. فلا يمكنك تقليص حجم مستشعرات الكاميرات إلى حجم أصغر كثيرًا دون أن تصبح التنازلات غير قابلة للإدارة. فالمستشعرات الصغيرة تعمل بشكل أسوأ كثيرًا في الإضاءة المنخفضة وتواجه صعوبة أكبر في التعامل مع الدقة الأعلى.
إذا أرادت شركة أبل الحصول على مزيد من التكبير في هاتف آيفون، فيمكنها (نظريًا) تقليص حجم المستشعر إلى النصف. ومع ذلك، فمن المحتمل أن يكون إنتاجه مكلفًا وسيئ الاستخدام.
الخيار الأفضل هو زيادة حجم العدسة.
تجنب المشكلة
إن زيادة حجم العدسة تأتي مع بعض المشاكل أيضًا. يبلغ سمك iPhone 11 Pro 8.1 مم فقط. حتى لو لم يكن من الضروري أن تكون العدسة ذات البعد البؤري 6 مم بطول 6 مم بالضبط، فيجب أن تكون قريبة. لذا، ستظل تشغل قدرًا كبيرًا من المساحة المتوفرة على الهاتف الذكي. لا توجد مساحة كافية لإضافة عدسة مقاس 12 مم إلى هاتف يبلغ سمكه 8 مم فقط.
إلا إذا قمت بذلك بشكل جانبي.
تعمل عدسة المنظار بشكل مشابه جدًا للمنظار الموجود في الغواصة. يدخل الضوء إلى العنصر الأمامي ثم ينعكس بزاوية 90 درجة بواسطة مرآة مائلة. يمر الضوء عبر أي عناصر عدسة أخرى قبل أن يصل إلى مستشعر الكاميرا ثم يتم تسجيله كصورة. من خلال تغيير الاتجاه الذي ينتقل فيه الضوء، لا يتعين على العدسات الأطول أن تكون عميقة لأنها يمكن أن تكون واسعة.
بالنسبة لمصنعي الهواتف، فإن هذا يشكل ميزة كبيرة. فمن العملي أكثر أن تجد المساحة اللازمة لعدسة تليفوتوغرافي أطول أفقيًا بدلاً من تقليص حجم المستشعر أو جعل الهاتف أكثر سمكًا.
بهذه الطريقة، لا يقتصر المصنعون على العدسات المكافئة لـ 50 مم ذات التكبير البصري 2x (أو 3x عند الضغط عليها وفي ظل بعض التسويق المشكوك فيه). وهذا يجعل العدسات المكافئة لـ 100 مم (حوالي 5x تكبير) أو حتى 200 مم (حوالي 10x تكبير) ممكنة.
بالتأكيد، لا تزال هناك بعض التنازلات والتكنولوجيا جديدة، ولكنها تتخطى ببراعة أكبر قيد يتمثل في إضافة التكبير البصري إلى الهاتف الذكي.
التقريب الرقمي مقابل التقريب البصري
الآن، إذا كنت تعتقد أن جهاز iPhone الخاص بك يحتوي بالفعل على تكبير 10x، فأنت محق، ولكنك مخطئ تمامًا أيضًا. هناك سبب يجعلنا نشير في الغالب إلى البعد البؤري، بدلاً من مضاعفات التكبير.
يرجع هذا إلى وجود تمييز مهم بين التقريب البصري والتقريب الرقمي (أو التقريب الفائق الدقة أو التقريب الفضائي أو التقريب بمساعدة الذكاء الاصطناعي). في التقريب البصري، يكون التكبير نتيجة للخصائص البصرية للعدسة ذات البعد البؤري الأطول. تبدو الأشياء البعيدة أقرب حقًا، كما لو تم رؤيتها من خلال تلسكوب، دون أي فقدان في جودة الصورة.
إن التقريب الرقمي، في أشكاله المتعددة، ما هو إلا طريقة خيالية لقول إن الصورة يتم اقتصاصها لتبدو وكأنها صورة مكبرة. ومن المؤكد أن التقريب الرقمي قد قطع شوطًا طويلاً. فبفضل أجهزة الاستشعار عالية الدقة، و”التصنيف” (معاملة العديد من البكسلات باعتبارها بكسلًا واحدًا كبيرًا)، وخوارزميات التحسين الأفضل، يحصل المصنعون على نتائج أفضل.
ومع ذلك، فإن الأمر في الواقع يشبه التقاط صورة ثم اقتصاصها لاحقًا. فأنت لا تحصل على تكبير حقيقي، وسوف يكون هناك دائمًا فقدان في جودة الصورة كلما قمت بتكبيرها أكثر.
وبطبيعة الحال، لا يمكنك بناء حملة تسويقية حول تلك الحقيقة.
عدسات المنظار متاحة
لن تكون شركة Apple هي الأولى التي تنضم إلى حفلة Periscope. فقد كانت الشركات المصنعة الصينية (Oppo وHuawei، على وجه الخصوص) تلعب بها منذ عدة سنوات. يحتوي هاتف Huawei P40 Pro+ ذو الخمس كاميرات على عدسة مقربة Periscope 10x تعادل عدسة 240 مم في كاميرا ذات إطار كامل.
يحتوي هاتف Samsung Galaxy S20 Ultra المتوفر على نطاق واسع على عدسة تليفوتوغرافي 5x تعادل تقريبًا عدسة 100 مم. ومع ذلك، تبذل سامسونج قصارى جهدها لإخفاء هذه المعلومات ببعض مضاعفات سخيفة حقا.
مثل العديد من ميزات الهواتف الأخرى، حتى لو لم تكن شركة أبل هي الأولى في هذا المجال، فسوف تظل هذه الميزة تثير ضجة كبيرة عندما تدخل السوق. وأعتقد أنه يمكننا أن نفترض بأمان أنه بين الآن ومتى يتم إطلاق هاتف آيفون المزود بعدسة منظار، سوف تصبح هذه الميزة أكثر طلبًا.