Desde que a primeira câmera foi colocada em um telefone celular, os fabricantes têm estado em uma corrida armamentista perpétua para incluir o melhor sistema de câmera em seus dispositivos. Isso tem sido ótimo para os consumidores, já que quase todos os telefones disponíveis hoje podem tirar fotos decentes (especialmente em comparação com as câmeras de 1 MP que tínhamos no início). A vanguarda da fotografia móvel reside principalmente no lado computacional, mas um avanço de hardware, em particular, está mudando o que podemos fazer com a câmera do nosso smartphone e como a usamos: a câmera periscópica. Vamos explorar do que se trata esta câmera.
Cartilha de fotografia
Para entender o que uma câmera periscópica faz e o problema que ela resolve, precisamos saber um pouco sobre como funcionam as câmeras. No nível mais básico, as lentes focam a luz em um sensor de câmera (ou filme em alguns casos), que converte essa luz em uma imagem. A maioria dos smartphones vem com uma câmera que possui um amplo campo de visão porque, em geral, as pessoas desejam capturar o máximo possível em suas fotos. Ainda assim, a limitação física da profundidade do telefone limita a distância focal máxima da câmera (e, por extensão, o zoom e o campo de visão).
Para obter um zoom maior, a câmera precisa ter uma distância focal maior. É por isso que as lentes zoom que você vê nas câmeras de corpo inteiro tendem a ser mais longas do que as lentes grande angulares. Alguns fabricantes de telefones tentaram superar as distâncias focais limitadas integrando lentes de zoom óptico diretamente nos telefones. A Samsung deu uma chance com seu Galaxy Zoom, que tinha uma lente telescópica que podia atingir zoom de 10x. Por alguma razão, os híbridos câmera/telefone nunca se popularizaram e desapareceram nas notas de rodapé da história dos smartphones.
Fonte: Samsung
Embora a primeira incursão convencional na fotografia com zoom móvel tenha fracassado, o sonho continuou vivo em um conceito conhecido como óptica dobrada. Como qualquer pessoa que já olhou para um espelho sabe, a luz não viaja necessariamente em linha reta; seu caminho pode ser distorcido, distorcido ou desviado dependendo dos objetos que encontrar. Os smartphones modernos tiram vantagem disso observando o design do periscópio.
A ideia por trás das câmeras periscópicas é simples. Enquanto as lentes de zoom móveis anteriores se estendiam para fora do corpo do telefone, as lentes de zoom de uma câmera periscópica se estendem por todo o comprimento ou largura do interior do telefone e usam um prisma para curvar a luz de maneira semelhante ao periscópio de um submarino para alinhar a abertura (onde o a luz entra) com os outros sensores da câmera.
O caminho para o zoom móvel
Embora a Samsung estivesse tentando transformar lentes de zoom telescópicas em 2013, a câmera móvel periscópio já havia sido lançada e silenciosamente esquecida 9 anos antes. Em 2004, a Sharp lançou seu telefone flip 902. Ele foi vendido por US$ 200, tinha uma câmera impressionante de 2 MP (que na verdade era bem grande para a época) e tinha a primeira câmera periscópica em um telefone celular.
A Sharp não administrou muito bem a distribuição e o marketing do 902, então seu zoom 2x mal deixou uma onda na história dos smartphones. O Asus Zenfone Zoom 2015 foi o próximo telefone a incluir uma câmera periscópica, que tinha zoom 2x, sensor de 13 MP e o que há de mais moderno em tecnologia de foco automático e estabilização de imagem. Apesar das críticas favoráveis, o ZenFone Zoom não movimentou o mercado nem impulsionou a implementação generalizada de câmeras periscópicas.
Fonte: Huawei
A mudança radical nas câmeras periscópicas ocorreu em 2019, quando o Huawei P30 Pro foi lançado com zoom 5x e um pipeline de processamento de imagem de última geração. O P30 Pro mudou a conversa da noite para o dia, forçando os OEMs concorrentes a seguir seu rastro. Hoje, você pode encontrar câmeras periscópicas em smartphones de primeira linha, como o Galaxy S23 Ultra e o Pixel 7. E a Apple está finalmente entrando no jogo das câmeras periscópicas com seu iPhone 15 Pro Max.
As câmeras periscópicas ainda apresentam algumas limitações
Os módulos de câmera do periscópio ainda enfrentam alguns obstáculos significativos a serem superados. Em primeiro lugar, são caros, não apenas em termos de quanto custam, mas também em termos de quanto espaço ocupam. As câmeras periscópicas custam mais do que os módulos de câmera padrão com sensores semelhantes porque possuem mais peças e são fabricadas com engenharia mais precisa. Eles também ocupam mais espaço no telefone, o que significa que os telefones precisam ser mais grossos e pesados ou sacrificar outros recursos de hardware, como conectores de fone de ouvido ou armazenamento.
Apesar de ocuparem um hardware maior no corpo do telefone, as câmeras periscópicas têm, na verdade, menos espaço para seus sensores. Os módulos de câmera tradicionais posicionam o sensor de imagem contra o restante dos componentes do telefone, com muito espaço para sensores maiores. Mas, devido à forma como as câmeras periscópicas refletem a luz para o telefone, seu sensor deve ser girado de modo que fique perpendicular aos componentes do telefone e, portanto, limitado pela profundidade do telefone. Isso impõe um limite rígido à densidade de pixels do sensor e, portanto, à quantidade de luz que ele pode coletar (impactando significativamente seu desempenho em pouca luz).
Outro problema inerente à fotografia com zoom em geral é a estabilização de imagem – quanto mais você amplia um objeto, mais o movimento ambiente se torna aparente. Nossos corpos nunca ficam parados e, embora esse movimento minúsculo seja virtualmente invisível em uma foto grande angular, ele transformará as fotos ampliadas em uma bagunça borrada se a exposição for muito longa.
Ambos os problemas têm a mesma solução: estabilização de imagem. A estabilização da imagem recebida permite que sensores menores coletem mais luz de uma cena e ajuda a compensar os artefatos de movimento exagerados inerentes à fotografia com zoom. Mas esse hardware extra ocupa um espaço maior e tem um preço mais alto.
A próxima geração de zoom móvel
À medida que as câmeras dobradas se tornam cada vez mais comuns, um recurso que se tornará mais padrão é a capacidade de dobrar o caminho da luz mais de uma vez para permitir que o sensor de imagem do periscópio seja colocado na mesma orientação que outros sensores, oferecendo maior capacidade de zoom e melhor qualidade da imagem. Esse recurso aumentará o custo de produção, mas permitirá um sensor maior. É a abordagem que a Apple está adotando com o iPhone 15 Pro Max, o que a Apple chama de “tetraprismo”, que essencialmente curva a luz quatro vezes entre a abertura e o sensor de imagem.
Outra tendência a ser observada na tecnologia de zoom móvel é o zoom óptico contínuo. A maioria dos módulos de câmera do smartphone tem um foco fixo, portanto, quando você aumenta ou diminui o zoom, seu telefone usa truques de processamento de imagem para fazer com que a transição entre a câmera grande angular e a câmera com zoom pareça suave. Os futuros módulos de câmeras periscópicas contarão com elementos móveis para obter uma faixa de zoom contínuo. Você pode experimentar essa tecnologia agora com o Sony Xperia 1 V. O monopólio da Sony no nicho de zoom óptico contínuo não durará muito, porque em dezembro de 2022, LG Innotek (um dos grandes fabricantes de módulos de câmera) anunciou seu novo módulo de câmera periscópio será capaz de atingir zoom óptico entre 4 e 9x.
Embora as câmeras periscópicas tenham tido um momento importante nos últimos anos, elas não consolidaram totalmente seu lugar como um item obrigatório para os entusiastas de smartphones. No curto prazo, estes sistemas de câmaras provavelmente permanecerão exclusivamente em telefones topo de gama, mas à medida que mais são produzidos e as economias de escala baixam os preços, é provável que estes sistemas de câmaras comecem a aparecer em telefones não emblemáticos, onde o mercado decidirá se eles afundarão ou nadarão.
