Десять лет пути к идеальному телеобъективу: рассказываем про камеру смартфона, которая видит все

Сегодня, с выходом Huawei Pura 80 Ultra, компания демонстрирует модуль с двумя телеобъективами — систему, которая переписывает правила мобильной фотографии.

Все началось с простого желания — «видеть дальше». Первой вехой стал HUAWEI P20 Pro с первым оптическим 3-кратным зумом. Это был вызов статусу-кво. Следующий прорыв, P30 Pro, представил миру первый коммерческий перископический телеобъектив с эквивалентным фокусным расстоянием 120 мм.

В компании объяснили, что перископическая стеклянная призма была на зачаточном уровне, технологию оптической стабилизации на основе призмы никто никогда не делал. Это был первый, но не последний раз, когда Huawei пришлось реорганизовывать сборочные линии и создавать технологии с нуля.

Казалось, что 10-кратный оптический зум в P40 Pro+ — это предел. Но обратная связь от пользователей сформировала другую картину, выявив три «болезни» телефотосъемки того времени:

Компания взялась за лечение каждой. В Mate 50 RS появился телемакрообъектив, способный снять «комара с пяти сантиметров». В P60 Pro дизайн «светособирающей призмы» открыл ночную телесъемку, а большой светосильный сенсор подарил портретам красивое, естественное боке без чрезмерного вмешательства алгоритмов.

Проблема была фундаментальной: размеры смартфона — жесткий лимит. Просто увеличить модули нельзя. Решение пришло из Лаборатории 2012: общий световод и переключение фокусного расстояния с помощью движущейся призмы. Патент описывает систему, где световой путь переключается между двумя режимами, используя одну матрицу CMOS и систему стабилизации на ее основе.

Реализация превратилась в инженерный ад. Чтобы вписать все в корпус, сенсор разместили... под углом. Это был рискованный ход. Вертикальное размещение привело бы к модулю толщиной более 13 мм из-за огромного веса механизма стабилизации (в 3 раза тяжелее, чем в P60 Pro).

Размещение «накладным» способом, как в P60 Pro, сделало бы модуль длиннее ширины смартфона. Наклонный сенсор позволил использовать пространство за ним для привода стабилизатора, сжав конструкцию до возможного минимума.

На этапе массового производства команда столкнулась с тройным вызовом: точность, механизм и надежность. Для переключения между фокусными расстояниями призма должна двигаться с микронной точностью в 3–5 микрометров. В модуле, где используется 5 подвижных механизмов (против двух в обычных телекамерах), это задача титанической сложности.

Инженеры совместно с отраслевыми экспертами разработали 18-осевое устройство оптической связи и специальные алгоритмы, добившись субмикронной точности сборки. Подвижная фокусная призма весит в три раза больше, чем в предыдущем поколении, а необходимый для ее работы диапазон хода в 9.36 мм в три раза превышает отраслевые стандарты.

Вместо скользящих штифтов пришлось разработать высокоточный механизм зубчатого привода с шаговым двигателем, позаимствовав опыт создания выдвижного объектива Pura 70 Ultra. Именно этот двигатель дает пользователю тот самый тактильный отклик при переключении на 10-кратный зум.

Инженеры Huawei провели год на фабриках партнеров, чтобы «вытянуть» этот, возможно, самый сложный проект в истории компании.

Что это дает пользователю? Pura 80 Ultra стал «шестигранным бойцом», справляющимся с шестью сценариями: ночная и макросъемка, сценические и портретные фото, съемка луны и сверхдальние планы. Качество предпросмотра на 20-кратном зуме сопоставимо с 50-кратным у других, а портретный режим доступен даже на фокусном расстоянии 240 мм. Серьезный рейтинг DXOMARK 180 баллов за фото отражает уровень Huawei Pura 80 Ultra в передаче света и детализации.

Будущее, по мнению Huawei, за дальнейшим сжатием технологий и развитием алгоритмов. Модуль с двумя объективами и одним сенсором — лишь этап на этом пути.

Компания продолжает исследовать сценарии — от театральных постановок до лунных пейзажей — веря, что телефотосъемка станет одним из основных и самых любимых способов фотографировать на смартфон.