Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Пиксеllфоны: настоящее и будущее

АрхивЦифрография
автор : Иван Гагнидзе   08.12.2004

Какое применение найдет в будущем мобильный телефон со встроенным фотоаппаратом? Перспективы могут оказаться самыми неожиданными, ведь лучшие образцы камерофонов уже сегодня могут поспорить с любительскими фотокамерами, работающими с аналогичным разрешением.

Теперь уж и не вспомнить (года два с половиной прошло), какой именно телефон первым, распахнув свой циклопий глаз, воззрился на окружающий мир. В семействе GSM им, кажется, была Nokia 7650, но, может, я и ошибаюсь. Текла вода, вместе с нею и жизнь, но камеры телефонов самого распространенного стандарта связи оставались неизменными. Лишь в Японии и Корее люди пользовались одно- и двухмегапиксельными аппаратами, а жители других стран по-прежнему таскались с камерофонами, дававшими темные картинки все того же незавидного VGA-формата (640х480 точек), и убеждались в безнадежности встроенной оптики. Так что, неужели у подобных устройств нет никаких перспектив?..

Небезызвестный читателю Илья Хрупалов, с которым я обсуждал предлагаемую вашему вниманию статью, высказался в том смысле, что хорошо было бы усовершенствовать программное обеспечение трубок (необходимость улучшения аппаратной части, особенно фотоблока, и так очевидна). Если бы ПО позволяло прикреплять к записям в ежедневнике и телефонной книге звуковые отрывки и различные изображения, в том числе со встроенной камеры, вот таким мобильным терминалом он бы заинтересовался. Допустим, вы отправились в гости в малознакомый район, а чтобы не брать с собой карту, фотографируете нужный ее фрагмент и ставите ему в соответствие запись в телефонной книге.

Случаям, когда пригодится четкая подробная фотография, несть числа.  Современные же интегрированные фотографические установки в серой своей массе готовы запечатлеть, да еще в условиях хорошей освещенности, лишь довольно крупную схему или текст. Сейчас и без того не особенно светосильные объективы цифровых фотокамер адаптируются, чтобы вписаться в рамки телефона. К тому же роль приемника фотонов играют матрицы-невелички разрешения VGA, поэтому рассчитывать на вразумительные снимки наивно. Мегапиксельные матрицы (1152х864 пикселей) в сочетании с немудреной оптикой дают более или менее удовлетворительные результаты: кадры, сделанные Nokia 7610, могут соперничать со снимками того же разрешения любительского фотоаппарата, при условии, что степень сжатия картинки последнего будет средней или высокой. Качество повышается, размер изображения возрастает, хотя картинки, сделанные Nikon Coolpix 4500 с заданным разрешением 1024х768 точек и щадящей компрессией, выглядят более четкими. Так что  совершенствование алгоритма сжатия и повышение частоты процессора позволят сэкономить время и повысить качество съемки. Уместно вспомнить и о разрешении, точнее, о разрешающей способности оптической системы - эта характеристика позволяет оценить возможность прибора давать раздельное изображение двух близких друг к другу точек объекта. Подозреваю, фоточувствительные элементы камерофонов способны дать более детализованный снимок при условии, что на их поверхность будет проецироваться достаточно подробное изображение. Забота о светосиле объектива и вспышке тоже представляется своевременной, так как освещенность объекта съемки часто оставляет желать лучшего. «Пролить свет» на него позволяют диоды, которыми с недавних пор оборудуют трубки. Кроме того, в последних моделях (к примеру, Samsung SPH−2300 и Curitel&Pantech PH−S5000V) появились миниатюрные импульсные вспышки, сходные по устройству с используемыми в обычных фотоаппаратах.

Однако в общем и целом ничего революционного не предложено. С фантазией конструируются разве что объективы — лаборатории корпорации Philips к весне этого года сумели создать жидкостную линзу. Ее образуют два вещества (токопроводящий водный раствор и масло-диэлектрик) с различными коэффициентами преломления, заключенные в прозрачный цилиндр. Изнутри на его боковые поверхности и одно из оснований нанесено гидрофобное покрытие. «Нежелание» соприкасаться с ним вынуждает жидкость принять форму полусферы и образовать некое подобие линзы. Придать линзе другие очертания можно, уменьшив гидрофобность напыления под действием электрического поля (явление сие назвали электрическим смачиванием). В результате изменения поверхностного натяжения водный раствор начинает смачивать стенки емкости. Размеры жидкостного объектива — 3х2,2 мм — делают его идеальным для встраивания в миниатюрные приборы. Фокусное расстояние системы может быстро меняться в пределах от 5 см до бесконечности. Одно плохо — объектив требует куда более бережного обращения, чем коктейль Джеймса Бонда. Если супершпион предпочитал водку с мартини «shake, not stir», то новинка от Philips вообще «neither shake, nor stir».

Миниатюризацией увлеклась и Sharp,  представившая пару месяцев назад модуль, включающий 2-мегапиксельную матрицу и объектив с 2-кратным увеличением и автофокусом. А в компании Samsung справедливо рассудили, что в чуть утолщенном корпусе телефона SPH-S2300 удастся расположить выдвижной объектив, часть элементов которого при сложении конструкции будет убираться вбок. Иллюстрацией такой компоновочной схемы может служить камера Casio Exilim EX-Z3. Неожиданно для себя я заметил, что и EX-Z3, и SPH-S2300 собраны на базе объектива SMC Pentax, и оба имеют разрешение 3,2 Мп. Это наводит на мысль об идентичности матриц и дает основания полагать, что типоразмер сенсора SPH−S2300 — 1/2,5 дюйма. Вероятно, дисторсия и виньетирование, присущие изображениям, полученным с EX−Z3, будут присутствовать и на снимках SPH-S2300. Но раз фотоаппарат с означенными недостатками пользуется популярностью, и вслед за ним выпускается камера Casio Exilim EX-Z30 с аналогичными параметрами, то разработчикам телефона с такими же характеристиками и подавно нечего стесняться своего детища. Что позволено быку, то, пожалуй, не возбраняется и Юпитеру. Странно, что Casio, сотворившая пионерский 3-Мп телефон A5406CA (Существует еще один аппарат с 3-Мп встроенной камерой — Curitel&Pantech PH−S5000V. К сожалению, никакие его фотографические достоинства, кроме возможности автофокусировки, не известны), не воплотила в нем решение типа Exilim EX−Z3. Правда, она взяла более качественную матрицу (1/1,8 дюйма), однако оптику, похоже, поставила скромную.

Далее. В сентябре известный производитель оптики Carl Zeiss уведомил общественность, что в его лабораториях начата разработка миниатюрного объектива (и его даже представляли на Photokina 2004). Конструкция будет не больше горошины, что накладывает ограничение на размер сенсора — его диагональ вряд ли превысит 1/2,5 дюйма. Инженеры Carl Zeiss в сотрудничестве со специалистами фирмы Dialog Semiconductor намерены объединить упомянутый объектив и КМОП-матрицу с интегрированным процессором обработки изображений. Более того, президент Dialog Semiconductor предрекает появление в обозримом будущем мобильных терминалов со встроенными 10-Мп камерами. С технической точки зрения каждое из этих решений заслуживает внимания или даже восхищения. Но будет ли удачным сочетание «гороховой» оптики и децимегапиксельных сенсоров с точки зрения потребителя, сказать трудно.

Dialog Semiconductor не одинока в желании разместить в камерах телефонов мегаматрицы. Недавно о схожих достижениях сообщили компании IC Media и Samsung. Первая приступила к серийному производству КМОП-сенсоров ICM200E формата 1/2,6 дюйма (1600х1200 точек). В габаритах чипа нет ничего примечательного. Главное, на что обращаешь внимание в информационном буклете, — широкий, 25 градусов, угол приема потока падающего света пикселем и размеры последнего, составляющие 3,45х3,45 мкм. Однако Samsung с лихвой перекрыла этот результат, представив матрицу с ячейками 2,8х2,8 мкм, способную действовать при освещенности 2 лк и расходующую в полтора раза меньше энергии, приблизительно 80 мВт. Начало поставок этих сенсоров намечено на первый квартал 2005 года. С небольшой разницей во времени должен последовать запуск производства 3- и 5-Мп матриц.

Тем не менее, нет никакой гарантии, что трубки с такими сенсорами появятся в Старом Свете. Тайваньский ресурс Digitimes в двадцатых числах ноября распространил информацию, касающуюся сроков начала выпуска мобильных терминалов с двух-трехмегапиксельными камерами: к исходу второго квартала 2005 года LG представит 2-Мп модель(и), а Motorola — еще и 3,2-Мп; Nokia присоединится к ним во втором полугодии, сразу с 2- и 3,2-Мп образцами. Недели две назад прошел слух, что и Alcatel планирует нечто подобное. Так вот, эти фотокоммуникаторы предназначены для внутреннего рынка Кореи, Японии и, может быть, Китая, обитателям же прочих стран еще не меньше года можно будет сбывать устройства с 1-Мп камерами.

Впрочем, сам факт существования приборов с такими возможностями вселяет оптимизм. Пусть их великолепие преувеличено, пусть снимки уступают картинкам, добытым с помощью любительских фотоаппаратов (К Samsung SPH-S2300 замечание, вероятно, не относится, раз он своим устройством воспроизводит известный цифровой фотоаппарат. Не исключено, правда, что уровень шума на «телефонных» снимках мог возрасти за счет наводок от радиотракта), пусть сами трубки кому-то кажутся громоздкими, — главное, что начало не только положено, но, по-моему, уже пройдена как минимум половина пути к вершине. Позволяю себе подобные заявления, так как не имею особых претензий к фотографиям, сделанным цифровыми камерами разрешения 4 Мп. Если телефоны будут способны обеспечить владельцев зрительными образами не хуже тех, что откладываются в памяти того же Nikon Coolpix 4500, чего еще от трубок требовать? Роста рабочего диапазона вариообъективов? Но четырех−пятикратное увеличение является той крайней отметкой, за которой уже невозможно снимать с рук. Продолжать же погоню за нюансами картинки фотографам, не желающим сходить с насиженного места, придется с использованием штатива или какой-то еще точки опоры. Сдается мне, тренога для телефона — избыточный аксессуар (хотя, по словам Ильи Хрупалова, на минувшей «Фотокине» мини-штативы для упрощенного, посредством клипсы, крепления телефонов не предлагал только ленивый), тем не менее не удивлюсь, если через несколько лет трубки обзаведутся гнездами для крепления к обычным штативам. Также для повышения детализации изображения на помощь придут шести-, семи-, восьми- и более мегапиксельные матрицы. И хотя ожидания (по крайней мере на первых порах) не оправдаются, трубки с такими сенсорами будут востребованы — опыт обычных цифровиков показывает, что мегапиксели, несмотря ни на что, продаются тем лучше, чем их больше. Сейчас при покупке цифрового аппарата мало кто обращает внимание на соотношение между размерами и количеством ячеек фотоприемника, несмотря на то что эти сведения приводятся в описании. А вот в инструкциях к телефонам производители не указывают этих цифр (уж больно они смехотворны), хотя узнать параметры светорегистрирующих элементов 3- и 5-Мп моделей было бы любопытно.

Итак, через полтора−два года по белу свету начнут разбредаться камерофоны, приближающиеся по уровню к фотоаппаратам низшей и средней ценовых категорий. Это неминуемо повлечет за собой частичное «поражение в правах» владельцев трубок с камерами. Еще в прошлом году, а то и раньше, службы безопасности обеспокоились (и надо сказать, небезосновательно) тем, что в распоряжении многих людей оказались пусть и примитивные, но все же средства для шпионажа и вторжения в частную жизнь. Вот лишь два примера. Первый: снимки новейшего коммуникатора Sony Ericsson P900, сделанные встроенной камерой его предка Sony Ericsson P800, появились в Сети за несколько месяцев до официального объявления модели. Второй: в Корее был задержан любитель обнаженной натуры, украдкой заглядывавший в женские раздевалки спортивных клубов в надежде заполучить на свой телефон пикантную фотографию. Поэтому нет ничего удивительного в том, что парламенты некоторых стран ограничили использование и даже ношение камерофонов в общественных местах. А на днях министр юстиции Новой Зеландии сообщил о намерении ввести в 2005 году ответственность (до трех лет заключения) за распространение фото− и видеоматериалов (не обязательно «телефонных») личного свойства без согласия участников съемки. Как ни странно, в кодексе островного государства до сих пор не было подобного закона. Что касается промышленного шпионажа, крупные американские корпорации обратились к производителям мобильных терминалов с просьбой наладить выпуск бескамерных вариантов определенных моделей, а оператор связи T−Mobile уже предлагает покупателям такие разновидности новых смартфонов T−Mobile SDA и T−Mobile MDA III.

Многофункциональные мобильные терминалы создадут своим хозяевам трудности и при посещении различных учреждений. Не привечают военнослужащих с камерафонами в израильской армии. Если не ошибаюсь, обладателям этих устройств уже закрыт доступ в здания британских судов: пока не сдашь трубку, перешагнуть порог дворца правосудия не удастся. Альтернативное решение предложили трое сингапурских студентов.Они написали программу, которая блокирует встроенную камеру смартфонов, работающих на платформе Nokia Series 60. Программа загружается в смартфон, оказавшийся в пределах досягаемости специального Bluetooth-устройства. Впрочем, подобная схема богата изъянами. Во-первых, Bluetooth-модуль на трубках частенько простаивает без дела; во-вторых, инсталляцию должен санкционировать пользователь; в-третьих, кто-то должен удостовериться, что приложение функционирует; в-четвертых, многие камерофоны не поддерживают беспроводную передачу данных (список возражений можно продолжить). Более эффективным было бы принудительное размещение в памяти телефонов программы, отключающей камеру при попадании в зону охвата нужной базовой станции. Правда, потребовались бы весьма точная фокусировка радиопередатчиков и локальное изменение инфраструктуры сотовой сети, а это операторы вряд ли встретят с энтузиазмом. В общем, вопрос остается открытым.

Камере, однако, можно подыскать занятие и помимо фотографирования. Вам об этом, может, еще не известно, но, по счастью (решайте сами, ставить ли здесь кавычки), многое уже продумали за нас на годы вперед. Своими соображениями и примерами рационального применения встроенных оптических приборов поделилась корпорация Intel в июльском информационном бюллетене. Бросается в глаза, что, по мнению авторов обзора, неотъемлемым атрибутом камерофонов считается Bluetooth, который в жизни далеко не всегда им сопутствует. Значительная доля прожектов Intel предполагает совместное использование камеры и беспроводного протокола, а порой даже исключительно последнего. Получается «каша из топора»: будет хороша, ежели в нее еще всыпать крупы, соли и положить масла.

О том, какой толк может выйти из умело употребленного Bluetooth, я, разумеется, рассказывать не буду, поскольку это идет вразрез с темой материала, упомяну лишь о находках в сфере эксплуатации камер. Итак. Персонал отдельных косметических салонов Японии высылает в аналитические отделы своих компаний фотографии клиентов для получения высококвалифицированных рекомендаций по уходу за данным типом кожи. Пожарные в некоторых странах Европы снимают ожоги пострадавших перед отправкой в больницу, чтобы врачи могли заранее подготовиться к операции. В общем, упор делается на то, что надо совершенствовать способы взаимодействия человека посредством подобных терминалов с окружающей средой. В частности, предлагается наносить на товарные упаковки и плакаты особые метки, которые бы распознавались при помощи интегрированной камеры и специального ПО. Скажем, вы изучаете афишу и хотите узнать, где идет тот
или иной фильм, сколько стоит билет, как его заказать — словом, получить дополнительные сведения. Для этого надо лишь отсканировать посредством камеры вашей трубки соответствующий графический символ, а программное обеспечение позаботится о том, чтобы снабдить вас исчерпывающей информацией об интересующей ленте. Но это игрушки. Камерофон может пригодиться и сисадмину, если, например, понадобится быстро определить конфигурацию компьютера (достаточно наклеить на него ярлык с условным знаком). В результате отпадет необходимость копаться в системных данных или недрах корпуса (хотя существует такая программа, как Everest, бывшая AIDA 32, которая может рассказать о начинке компьютера намного больше, чем собирался производитель).

В конце ноября компания Xerox объявила о создании технологии, позволяющей превратить телефоны в сканеры. Программа умело обрабатывает снимок, повышая его четкость и сжимая до размеров, составляющих десятую, а то и меньшую часть от объема того же изображения в формате JPEG. Коллеги с легкостью смогут обмениваться документами, на тот же носитель поместится на порядок больше данных, сократится нагрузка на сети, раз передавать нужно будет файлы меньшего размера. Правда, когда мы сумеем ощутить всю прелесть находки, одному богу известно.

Несомненно, вскоре нам поведают о многих заманчивых перспективах применения телефонов с расширенной функциональностью. Дайте срок, а разнообразные идеи, как «развратить» людей и заработать на этом, не заставят себя долго ждать.

Пикcellфону придумают и другие столь же бес- и полезные занятия, а встраиваемые камеры и какие-нибудь сенсоры микроскопических размеров проникнут повсюду, где от них будет хоть какая-то польза. Они облегчат и украсят наше бытие, помогут преодолеть некоторые барьеры и возвести новые, — выражаясь иносказательно, окажутся альфой и омегой, началом и концом, такова уж особенность и противоречивость прогресса. И однажды, вероятно, сами того не заметив, мы очутимся в «вишневом саду», где, перефразируя Петю Трофимова, «с каждой вишни в саду, с каждого листка, с каждого ствола глядят на нас…» только не человеческие существа, а объективы. Поэтому важно, заботясь об их возможностях и радея за развитие, неизбежное и необходимое, не забыть научить их на что-то глаза все же закрывать.

- По материалам журнала "Компьютерра"

© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.