Обе фотографии сделаны EDOF-камерой смартфона Nokia E7. Субъективно, получилось весьма неплохо. Особенно обратите внимание на вторую фотографию – все объекты, начиная от верхней части туннеля, получились четкими и ясными. Кстати, приведенные примеры  наглядное свидетельство того, что в определенных ситуациях используя EDOF-камеры можно получить лучшие результаты, чем при использовании автофокусных камер. Первые смартфоны Nokia, в которых появились EDOF-камеры – E52 и E55, а из современного модельного ряда подобными модулями оснащаются С6-01, C7, E5, E6, Е7, X7. 

Что токое EDOF? 

Аббревиатура EDOF расшифровывается как  Extended Depth of Field, что в переводе на русский обозначает «Расширенная Глубина Резко Изображаемого Пространства». Согласно Википедии, «глубиной резкости изображаемого пространства» (ГРИП) называют расстояние между ближней и дальней границами пространства находящегося «в резкости», что иллюстрирует приведенное ниже изображение. 

В самом простом варианте мобильных камер (камеры с фиксированным фокусом) значение ГРИП велико. Линзы в подобных камерах неподвижны, а зона резкости начинается на довольно большом расстояние от объектива и простирается до бесконечности. В камерах с использованием автоматической фокусировки выбранный объект получается «в резкости» за счет перемещения линзы относительно матрицы камеры. В EDOF-модулях какие-либо механические движущиеся части отсутствуют (фактически это оптика с фиксированным фокусом), а получение резкой картинки достигается за счет специальных алгоритмов обработки фотографий. Если не вдаваться в технические детали, то эта операция аналогична наложению на фотографию увеличивающего резкость фильтра. 

Модули камер телефонов Nokia (слева направо) – Nokia N73, N86, N97, C7 (последняя без автофокуса) Благодаря исключению механических движущихся частей EDOF-камеры могут быть значительно компактнее автофокусных и дешевле в производстве.

Плюсы EDOF-камер:

• Несмотря на использование сложных алгоритмов обработки фотографий, подобные модули дешевле в производстве и, за счет отсутствия движущихся механических частей, надежнее в эксплуатации.
• Компактные размеры модуля, благодаря чему можно уменьшить толщину мобильного устройства.
• Для их работы не требуются двухпозиционные кнопки затвора, а достаточно самых простых кнопок с двумя положениями «замкнуто» и «разомкнуто». Начинающим пользователям снимать EDOF-камерой легче, чем автофокусной.
• Отсутствует «задержка срабатывания затвора» и задержка на фокусировку. EDOF-камеры способны сделать снимок менее чем за секунду, при этом они не столь чувствительны к движению объекта.
• Позволяют снимать более качественное видео (об этом ниже).

Минусы EDOF-камер

• Не поддерживают режим макросъемки (получить резкое изображение на расстоянии менее 40 см практически нереально);
• В погоне за компактными размерами модуля камеры уменьшается светосила его объектива, что крайне отрицательно сказывается на качестве снимков, особенно, если условия далеки от идеальных (естественное освещение, солнечный день, но без чрезмерной засветки). 

На мой взгляд, переход к EDOF-камерам – это попытка совместить снижение себестоимости модулей с уменьшением их габаритных размеров, но при сохранении приемлемого (в большинстве ситуаций) качества снимков. Тем более что примеров установки в телефоны 5 / 8 Мп модулей камер с автофокусной оптикой, но дающих не самые качественные снимки более чем достаточно. 

Кому подойдут устройства с EDOF? 

Существует интересное мнение, что только 1% пользователей смартфонов необходимо нечто большее, чем EDOF-камера. Видимо подобной позиции придерживается и компания Nokia, решившая, что EDOF-камерам самое место в массовых продуктах. В приведенной ниже таблице собраны типичные ситуации, когда может потребоваться мобильная фотосъемка. Обратите внимание, приведенное сравнение относится к фотосъемке при достаточном уровне освещения. При слабом освещении существенную роль начинает играть не наличие или отсутствие автофокуса, а светосила объектива, зависящая от размеров модуля камеры.

Итого — из 9 типовых ситуаций возможного использования камеры мобильного телефона лишь две последние представляют для EDOF-камер реальную проблему. Более того, в трех случаях с помощью EDOF-камер можно получить  даже более качественную фотографию, чем при использовании автофокусной оптики. Но, тем не менее, в интернете очень часто встречаются мнения, где EDOF-камера считается недостатком устройства. Да, этот тип камер не справляется с макросъемкой, но так ли часто она используется на мобильном телефоне, особенно если сравнить это с количеством пейзажных или портретных фотографий. А если к этому добавить то, что для получения снимка с EDOF-камеры нужно меньше времени, то для многих наличие автофокуса может оказаться весьма сомнительным достоинством. В целом, для массовых устройств EDOF-камеры вполне приемлемы, особенно если речь заходит о телефонах небольшой толщины. Хотя конечно, не стоит пытаться сравнивать их профессиональной фототехникой. 

Гораздо важнее другое. В условиях недостаточной освещенности получить с помощью камеры телефона хорошую фотографию вообще проблематично. Причем, тут все упирается в законы физики. Принцип действия цифровой фотокамеры заключается в фиксации модулем камеры светового потока с его последующим преобразованием в цифровую форму. И именно в световом потоке и кроется главное ограничение компактных модулей камер. При хорошей освещенности даже компактный модуль камеры фиксирует достаточно света для получения качественных снимков. Но, чем меньше попадающий на матрицу камеры световой поток, тем большее влияние на качество снимков будет оказывать шумы матрицы, вызванные неопределенностью состояния ее светочувствительных элементов. Подобное ограничение относится к любой цифровой фотокамере и полностью зависит от диафрагмы объектива и от физических размеров матрицы.

Как уже упоминалось, EDOF-камеры компактнее, чем камеры с автофокусом. И это одно из их главных преимуществ. Использующий EDOF-камеру телефон можно сделать тоньше. Но, в тоже время именно компактность является их слабым местом, так как автофокусные модули камер, как правило, оснащены более крупной оптикой и матрицами. На практике это обозначает то, что при снижении освещенности качество фотографий EDOF-камер будет падать быстрее, чем у их автофокусных собратьев. В какой-то мере помогает наличие двойной светодиодной вспышки, но в итоге фотографии все равно получаются довольно сильно зашумленными.

Примеры фотографий полученных EDOF-камерами в различных условиях:

Дети, играющие в парке. Съемка велась в пасмурную погоду (т.е. условия не идеальны), при этом на фотографии запечатлены движущиеся объекты, сфотографированные без каких-либо особенных искажений. Получить подобную фотографию на автофокусной оптике без некоторых навыков — весьма проблематично.

Для EDOF-камер тяжелее всего дается съемка предметов с небольшого расстояния. Однако при желании ей тоже можно пользоваться. Приведенная выше фотография сделана с расстояния порядка 60 см (чтобы объект попадал в допустимый для EDOF-камер диапазон) после чего из оригинальной фотографии был вырезан нужный фрагмент. Обратите внимание, компактная EDOF-камера не смогла справиться с ярким солнечным светом, давшим на фотографии белую засветку, что еще раз подчеркивает – EDOF-камеры хороши лишь для условий нормальной освещенности, а при ее недостаточности или избыточности сказываются ограничения связанные с физическими размерами модулей. Но в любом случае, для повседневного использования, чтобы запечатлеть любимое растение или животное, фотографий подобного качества вполне достаточно.

Этот снимок получен в помещении паба при неярком искусственном освещении. Хотя не стоит забывать, что Nokia E7 (с помощью которого и была получена эта фотография) оборудован светодиодной, а не ксеноновой (как на N8) вспышкой. Конечно, по качеству фото получилось отнюдь не лучшим. Но справедливости ради надо отметить, что большинство других телефонов с компактной, пусть и автофокусной оптикой, в аналогичных условиях вряд ли обеспечили бы гораздо более высокое качество снимков. Зато нет задержек на фокусировку, а значит куда больше шансов запечатлеть интересный момент. Кстати, это фото сделано человеком вообще далеким от всякой техники (ему даже пришлось показывать, где находится кнопка спуска затвора), причем с первой попытки. Согласитесь, с автофокусной камерой подобный трюк мог и не пройти.

Видеосъемка

Как упоминалось выше, EDOF-камеры позволяют решить извечную проблему выбора режима, в которого производится видеозапись. При их использовании больше не надо выбирать между режимом с фиксированным фокусом, фокусировкой на определенный объект или непрерывной фокусировкой (или даже без фокусировки на всех). Кстати,  Nokia N8 изначально настроен на то, чтобы при видеосъемке обеспечивать большую глубину резкости примерно от 60 см и до бесконечности.  В тоже время при видеосъемке  с помощью EDOF-камер в резкости оказываются все предметы, находящиеся на расстоянии более 40 см от объектива. Пример видео снятого в аналогичных условиях Nokia E7 и Nokia N8 приведен ниже.

В целом качество видео, полученного с помощью камеры Nokia E7, впечатляет и для разрешения 720p подобных камер вполне достаточно. При хорошем освещении по качеству видеосъемки EDOF-камеры выглядят вполне достойно и могут составить достойную конкуренцию мобильным фото-решениям, в частности, Nokia N8. Пусть и за счет дополнительной программной обработки. Причем, для 90% пользователей видеосъемка с помощью EDOF-камер будет очень проста — достаточно нажать кнопку и все, что находится на расстоянии большим 40…50 см от камеры, будет видно четко и ясно.   

Резюме 

Споры о том, какие модули камер лучше для мобильных устройств, не прекращаются. Сторонники того или иного варианта приводят различные доводы в свою пользу. В этой статье мы попытались рассмотреть сильные и слабые стороны EDOF-камер. В целом для массовых устройств их использование выглядят весьма привлекательно и оправданно. EDOF-камеры дешевы в изготовлении и просты в эксплуатации. Для получения с их помощью качественных снимков достаточно просто нажать кнопку, главное чтобы хватило освещенности. Также не следует забывать, что подобная зависимость от освещенности — бич всех компактных модулей камер для мобильных устройств.  Конечно, не стоит ждать, что все мобильные телефоны или смартфоны Nokia (или других производителей) будут оснащаться EDOF-камерами. Автофокусные модули в телефонах останутся, но на их долю будет приходиться не более 10...20% телефонов, но остальные устройства вполне могут обзавестись компактными, легкими, надежными EDOF-камерами, позволяющими в большинстве ситуаций получить снимки приемлемого (для телефона) качества.