Будущее мобильной фотографии: каких инноваций ждать от камер смартфона в 2025...2030 годах. Личное мнение

Мобильная фотография — одна из самых быстро развивающихся технологий для смартфонов. И, возможно, единственное место, где гаджеты ещё могут стать лучше для среднего пользователя. За последние 10 лет мы стали свидетелями настоящей революции: от простеньких ~12-мегапиксельных камер «одним модулем» индустрия пришла к настоящим фотографическим комбайнам с несколькими объективами, сенсорами на десятки (а то и сотни) мегапикселей и продвинутыми алгоритмами обработки изображений.

Сегодня даже «бюджетники» могут похвастаться камерами с разрешением 64 мегапикселя и оптической стабилизацией. Флагманы же и вовсе напоминают швейцарские ножи — тут вам и широкоугольники, и телевики, и макрообъективы. А использование искусственного интеллекта и нейросетей в обработке фотографий стало уже общепринятым стандартом, хотя, стоит признать, не все производители одинаково успешно справляются с этой задачей.

Предлагаю заглянуть в недалёкое будущее и попробовать представить, какими будут камеры смартфонов через 5-10 лет. Конечно, это лишь моё личное мнение, основанное на анализе текущих трендов и технологий. Но, надеюсь, оно окажется близким к реальности.

Возвращение стереофотографии на новом уровне

Помните ли вы эксперименты с 3D-фотографией на мобильных устройствах? Десяток лет назад некоторые производители пытались внедрить эту технологию, но она не прижилась. Однако я уверен, что скоро мы увидим возрождение стереофотографии в смартфонах, но уже на совершенно новом уровне. Я вижу появление уже в ближайшее время серийного камерного модуля с двумя линзами и двумя сенсорами, расположенными рядом.

И наличие 3D-экрана для реализации потенциала стереокамеры совершенно необязательно — она нужна для другого. Такая конструкция позволит получать полноценные 3D-снимки. Но главное преимущество этой технологии — не в создании объёмных изображений для просмотра на специальных экранах. Ключевой момент здесь — получение точной карты глубины сцены.

Имея достоверную информацию о расстоянии до каждого объекта в кадре, нейросетевые алгоритмы могут творить настоящие чудеса. Например, станет возможной визуализация трёхмерной сцены, в которую пользователь сможет «войти» и осмотреться. При этом искусственный интеллект сможет достраивать недостающие детали — например, обратные стороны предметов или скрытые от камеры участки. Правда, это, полагаю, будет возможно только на ПК или «в облаке», но всё же.

К числу более реалистичных возможностей можно причислить улучшение качества апскейла: данные с двух сенсоров позволят извлечь гораздо больше информации из микродеталей при съёмке с высоким разрешением. Например, при фотографировании кирпичной стены издали можно будет «вытянуть» куда больше информации — как за счет самого факта съёмки с двух точек, так и за счет той же карты глубины.

Плюс, для профессионалов, станет возможной мгновенная фотограмметрия без профессионального оборудования и на неподготовленной площадке: при наличии стереофотомодуля и более-менее точного сенсора положения достаточно обойти «сканируемый» объект по кругу, а дальше выгрузка 3D-модели становится делом техники.

Оптический зум станет стандартом

Сегодня наличие оптического зума — это новинка и прерогатива флагманских устройств. Однако история показывает, что инновации в мобильной фотографии обычно «спускаются» от топовых моделей к среднему сегменту, а затем и к бюджетным устройствам за 3-5 лет. Мы наблюдали этот процесс сначала на примере появления нескольких камер, затем — увеличения разрешения сенсоров для нейросетевого даунскейлинга, а после — массового внедрения оптической стабилизации изображения (OIS).

Следуя этой логике, можно с уверенностью предположить, что к 2026-2030 годам оптический зум станет стандартной функцией для смартфонов среднего и нижнего ценового сегмента. Устройства стоимостью 20-25 тысяч рублей будут оснащаться камерами с 3-кратным или даже 5-кратным оптическим зумом, что сегодня доступно лишь в дорогих флагманах.

Эволюция нейросетей от коррекции к достройке

Нейросетевые технологии уже стали неотъемлемой частью мобильной фотографии. Но то, что мы видим сейчас — лишь верхушка айсберга. Сегодня нейросети в основном занимаются «спасением» данных с сенсора: уменьшают шумы, корректируют цвета, повышают чёткость при даунсемплинге. Но будущее может дать гораздо более впечатляющие возможности.

Уже сейчас ведутся разработки по интеграции более мощных нейросетевых моделей в мобильные процессоры. Мне видится во флагманах уже через год-два первый смартфон с тензорным ядром, способным запустить урезанную версию Topaz Gigapixel или подобной ей модели.

После этого нейросети в камерах смартфонов смогут не просто обрабатывать полученное изображение, а буквально «додумывать» недостающие детали.

Допустим, на фотографии забора видны лишь несколько размытых пикселей — нейросеть сможет воссоздать его структуру, текстуру и даже мелкие детали вроде трещин на краске. Пусть это не совсем тот забор, что был исходно (вообще — если это были буквально три пикселя, или с неправильным расположением трещинок на краске, если был виден только контур): нейросети неспособны на магию, а просто делают обоснованное предположение на основе огромного количества обучающих данных. Но для большинства пользователей такой результат будет выглядеть гораздо привлекательнее, чем размытое и шумное пятно.

Как и с подэкранными камерами, о которых будет ниже, с нейросетевой достройкой изображения уже ограниченно экспериментируют. Например, нейросети флагманов Samsung научили «достраивать» фото луны и звёздного неба. Но до «упаковки» универсальной модели пока не дошло. Пока.

Конечно, такая технология вызовет немало споров. Ведь фотография всегда считалась способом запечатлеть реальность, а не создавать её. Но для тех, кто ценит точность, наверняка будет предусмотрена возможность отключения этой функции, тогда как для большинства пользователей нейросетевая достройка станет настоящим прорывом, позволяющим получать красивые и детализированные снимки даже в сложных условиях съёмки.

Кроме того, если в мобильный «тензорник» удастся упаковать

OEIT-трекинг картинки

Оптоэлектронный трекинг изображения (OEIT) — это технология, которая сегодня используется в дорогих профессиональных видеокамерах. Однако нет никаких технических препятствий для её реализации в смартфонах, особенно когда разрешение широкоугольных камер достигнет 64-128 мегапикселей.

Суть этой технологии заключается в следующем: записываемое поле зрения камеры сужается до половины или даже меньше от технически возможного (по сути, программный зум — почему нам и нужна именно широкоугольная камера, если делать поправку на технические ограничения смартфона). К выбранному объекту съёмки «привязывается» точка, и виртуальный фрейм камеры следует за этим объектом. В сочетании с уже привычной оптической стабилизацией изображения (OIS) это даёт потрясающий эффект.

С такой технологией можно снимать видео, активно двигаясь или даже прыгая, — картинка при этом останется идеально стабильной (микродвижения гасит OIS, макродвижения — смещение фрейма), а объект съёмки будет неизменно находиться в центре кадра как при ваших движениях, так и при перемещении объекта. Стабильность кадра сохраняется до тех пор, пока одна из сторон виртуального фрейма не «упрётся» в реальный край зоны записи камеры (то есть пока вы не повернёте камеру на слишком большой угол).

Чисто технически, для трекинга нужны лишь достаточно мощный процессор, камерный модуль высокого разрешения и возможность отслеживать точку. Трекинг фокуса на смартфонах уже есть и работает (как минимум, в GCam), мобильных SoC уже сейчас «за глаза» для этой задачи даже в среднем сегменте — вопрос только за разрешением камеры и технической раализацией, так что, думаю, как «фичу» мы это увидим уже в ближайшие пару лет.

Именно благодаря «скрытому» оптоэлектронному трекингу картинка с плечевых камер телерепортёров остаётся идеально стабильной даже при активном движении. И теперь эта технология может прийти в наши карманы. Более того, OEIT может быть использован не только для видео, но и для фотосъёмки. Например, можно будет сделать идеальный снимок мчащегося мотогонщика, который всегда будет оставаться точно в центре кадра, несмотря на его скорость и ваши движения (а нейросети уберут размытие в движении).

«Невидимая» подэкранная фронталка

Одна из самых интригующих разработок в мире мобильных технологий — это попытки интегрировать светочувствительные элементы непосредственно в OLED-дисплей. Идея заключается в том, чтобы заменить часть активных пикселей дисплея на фотоэлементы. Учитывая, что плотность пикселей современных дисплеев часто превышает разрешающую способность человеческого глаза, такая замена может пройти незаметно для пользователя. Альтернативный подход — разместить камеру под самим полупрозрачным дисплеем: при успешной реализации, оба дадут примерно одинаковый итог.

Если любую из двух технологий удастся довести до ума, мы сможем получить смартфоны, у которых весь экран — или, по крайней мере, значительная его часть — будет одной большой фронтальной камерой. Это позволит навсегда избавиться от вырезов, «чёлок» и прочих дырок в экране.

Стоит отметить, что первые подэкранные камеры уже существуют (например, на некоторых смартфонах Samsung), но технология пока находится на ранней стадии развития. Основная проблема заключается в том, что область дисплея над камерой имеет заметно меньшую плотность пикселей, что делает её видимой невооружённым глазом. Кроме того, качество получаемых изображений пока оставляет желать лучшего из-за того, что свет должен проходить через слой дисплея, активно вносящий искажения и мешающий фокусировке.

Для решения этих проблем требуется дальнейшая миниатюризация компонентов и разработка более совершенных алгоритмов обработки изображений. Вполне вероятно, что к концу рассматриваемого периода (2025-2030 годы) мы увидим первые действительно качественные реализации этой технологии во флагманских устройствах. Однако стоит признать, что это одна из самых сложных задач в области мобильной фотографии, и её массовое внедрение может занять больше времени — так что в этом «сценарии» я уверен меньше всего. Но очень на него надеюсь, ибо вырезы БЕСЯТ.

Заключение: будущее непредсказуемо, но захватывающе

Как и в любом прогнозе, здесь есть место ошибкам и неожиданностям. Технологии развиваются стремительно, и то, что сегодня кажется фантастикой, завтра может стать реальностью. Возможно, какие-то из описанных инноваций не воплотятся в жизнь в ожидаемые сроки.

Нельзя исключать и появления совершенно неожиданных инноваций. Кто знает, может быть, Apple или другой производитель представит нечто революционное — встроенный в смартфон тепловизор, инфракрасную камеру или продвинутый лидар? История техники знает немало примеров, когда неожиданные решения техногигантов задавали тренды.

Однако, основываясь на текущих тенденциях, доступных и разрабатываемых технологиях, а также общем векторе эволюции мобильной фотосъёмки, я могу с уверенностью сказать, что как минимум три, а скорее всего — четыре из описанных выше технологий действительно появятся в массовом сегменте смартфонов в ближайшие 5 лет. По крайней мере, на мой сугубо личный взгляд. Если вам есть, чем дополнить статью или обсудить прогноз — прошу в комментарии.