Внутри камеры-легенды: разбираем инновацию смартфона Huawei Pura 80 Ultra по винтикам

Флагманский смартфон Huawei Pura 80 Ultra впечатляет возможностями своих камер. Но настоящий фурор произвел его инновационный телефотомодуль с двумя объективами и одним сенсором. Постарались разобраться, как он устроен, какие задачи решали инженеры и каких результатов им удалось достичь.

Телефотомодуль – это та часть камеры, которая отвечает за приближение с сохранением детализации. Если мы хотим сфотографировать что-то, расположенное очень далеко, или просто сфокусироваться на важном – тут-то он на помощь и приходит.

Huawei Pura 80 Ultra получил телефотомодуль с необычной конструкцией. Главная ее особенность – два объектива, которые используют один сенсор. Объективы обеспечивают 3,7-кратный и 9,4-кратный зум соответственно. Переключение между ними осуществляется с помощью подвижной платформы с двумя призмами.

Но описание основных характеристик этого телефотомодуля не дает представления о масштабе сложности всей конструкции. Куда более показательны такие цифры: он состоит из 143 компонентов, в то время как обычно такой модуль собирают из 60-70 деталей.

Технологический процесс сборки тоже непростой: для сборки зум-камеры Huawei Pura 80 Ultra требуется более 150 операций на производстве. На фото ниже представлена наглядная схема этого техпроцесса.

Для сравнения – так выглядят этапы сборки типичного телефотомодуля.

Проблемы и их решения

Но зачем нужна такая сложность? Тем более что в 2020 году Huawei уже выпускал смартфон, оснащенный двумя телефотомодулями. Они обеспечивал 3-кратный и 10-кратный оптический зум соответственно. Это был Huawei P40 Pro+.

Ответ тут простой – всегда найдется то, что можно улучшить. Да, для своего времени это было действительно смелое и прогрессивное решение. Но требования к возможностям камер у пользователей постоянно растут. Мы сегодня уже воспринимаем как норму, что во флагманских смартфонах основная камера умеет одинаково хорошо снимать и днем, и ночью. И хотелось бы, чтобы зум-камера тоже так умела. А этому ей еще предстояло «научиться», ведь сделать телефотомодуль одновременно светосильным и длиннофокусным – сложная техническая задача.

Одновременно инженеры Huawei поставили своей целью улучшить еще два аспекта: прокачать эффект боке, чтобы размытие фона смотрелось великолепно без использования цифровых алгоритмов, а также сделать так, чтобы с помощью телефотомодуля можно было вести макросъемку.

Чтобы добавить телефотомодулю светочувствительности, инженеры Huawei использовали большой сенсор размером 1/1,28 дюйма. Это настоящий гигант по меркам зум-камер. Расчет тут простой – чем больше площадь матрицы камеры, тем больше она улавливает деталей и тем эффективнее работает ночью.

При этом было важно сохранить два популярных фокусных расстояния, которые соответствуют примерно 4-кратному и 10-кратному увеличению. Первый используется преимущественно для портретов и среднего зума, второй – для дальних кадров. Совместить два объектива с одним сенсором было решено с помощью подвижной конструкции с двумя призмами и сложной оптической системы с многократным отражением света.

Отдельная проблема – как «подружить» между собой огромный сенсор и сложную оптическую систему? Ведь если разместить сенсор вертикально (как это обычно принято), то он бы просто не помещался по габаритам, если горизонтально, то шахта модуля занимала бы всю ширину смартфона. В результате приняли нестандартное решение – разместили сенсор по диагонали.

Такой подход потребовал использовать более массивный стабилизационный механизм. А прочностную надежность камеры пришлось кардинально увеличить из-за выросшей в 4,5 раза нагрузки на компоненты.

В свою очередь, из-за внедрения системы переключаемых объективов, количество подвижных элементов в телефотокамере выросло с 2 до 5. А чтобы призма могла перемещаться с точностью от 3 до 5 микрон, разработали специальную 18-осевую оптическую соединительную систему.

Механизм уровня механических часов

По сложности конструкцию телефотокамеры Huawei Pura 80 Ultra можно сравнить с механическими часами от таких престижных швейцарских производителей как Vacheron Constantin и Patek Philippe. А точнее, с эксклюзивными их моделями. Поскольку они часто сопровождаются множеством усложнений, которые несут с собой дополнительные функции.

Механические часы тоже состоят из множества деталей. Внутри находятся десятки микроскопических шестеренок, оси, мосты, пружины, камни для уменьшения трения, винты и многое другое. Все это вмещается в корпусе диаметром всего 2-3 см.

Стандартные часы собираются примерно из 130-200 деталей, а в особо сложных механизмах их количество может насчитывать от 600 и выше. Каждое дополнительное усложнение, например, календарь, хронограф или лунный индикатор, значительно увеличивает количество компонентов.

Так, выпущенные в 1989 году часы Patek Philippe Calibre 89 состоят из 1728 деталей. Механизм модели насчитывает 33 усложнения. В их числе – вечный календарь, время восхода и захода солнца, термометр, индикация даты Пасхи и карта звездного неба. Более трех десятков функций помещены в корпус диаметром 88 мм и толщиной 41 мм. Весит этот уникальный гаджет тоже немало – целых 1,1 кг.

Создание подобных устройств требует ювелирной точности. А предварительные работы часто начинаются задолго до появления в продаже коммерческих образцов. Например, разработка часов Patek Philippe Calibre 89 стартовала еще в 1980 г. и длилась 9 лет: пять лет ушло на исследования, еще четыре года – на создание рабочего прототипа. В случае с Huawei Pura 80 Ultra отсчет можно вести как минимум от 2019 года, когда был выпущена модель Huawei P30 Pro. Это был первый смартфон компании Huawei с перископическим телеобъективом.   .

Разумеется, использование большого количества деталей отражается на габаритах и весе. Инновационный телефотомодуль получился довольно большим, и блок камер заметно выступает над корпусом. Впрочем, совсем уже абсурдного увеличения размеров удалось избежать: Huawei Pura 80 Ultra все еще выглядит как смартфон, а не как фотоаппарат, через который можно звонить. Устройство хорошо сбалансировано для использования одной рукой, держать его удобно. И при этом не пришлось жертвовать объемом батареи или другими привычными функциями.

Пользователь Huawei Pura 80 Ultra при этом еще получает в свое распоряжение интересную инновацию, которая не исключено, что в будущем получит более массовое распространение. А пока что она делает только свои первые шаги.

Чего удалось добиться

Усилия инженеров Huawei не пропали даром. Применив сложное и смелое решение, им удалось создать телефотокамеру, которая демонстрирует впечатляющий уровень съемки сразу в нескольких важных аспектах. Во многом именно благодаря ей камера Huawei Pura 80 Ultra даже сумела занять первое место в мировом рейтинге камер смартфонов от DXoMark.

В частности, пользователям инновационной телефотокамеры доступны:

• сильное приближение с высокой детализацией – без потери качества вплоть до 10x;
• качественная ночная съемка – с высокой четкостью и яркостью;
• естественное размытие фона оптическим способом, а не с опорой на цифровые алгоритмы;
• эффектная макросъемка с расстояния 5 см;
• съемка видео в формате 4K HDR.

При этом, телефотокамера Huawei Pura 80 Ultra выдает естественную цветопередачу, используя данные со встроенного колориметра (он работает со всеми тремя камерами смартфона), который распознает 1,5 млн цветов. А эффективная оптическая стабилизация помогает избежать тряски в кадре.

Все эти возможности можно сравнить с теми сами усложнениями, которые получают дорогие швейцарские часы.

Заключение

Сложность как новая форма простоты – вот главный посыл инновации Huawei. Путь от идеи до массового производства занял 13 лет и потребовал создания механизма, сравнимого по точности со швейцарскими часами. В результате пользователь получает не просто набор характеристик, а бесшовный опыт: возможность снять любой кадр в любой момент, не задумываясь о технических ограничениях.

Это тот самый случай, когда технологическая инновация приносит осязаемую практическую пользу. Пользователь получает не просто длиннофокусную камеру, а универсальный инструмент для портретов, макросъемки и ночной фотографии с приближением. Новаторский модуль Huawei Pura 80 Ultra – наглядное доказательство того, что будущее мобильной фотографии определяется не только умной цифровой обработкой, но и прорывными аппаратными решениями.