От Samsung Galaxy S3 до S10+: восемь лет эволюции камер наглядно

Раньше было лучше? Мегапиксели раздувают, а качества никакое? Знакомые фразы. Но насколько они справедливы? Мы набили рюкзак смартфонами S-серии от Samsung, выпущенными за последние 8 лет, и сравнили их камеры в равных условиях. Выводы получились интересные. Что же происходило с фотомодулями всё это время? 

Эволюция камер Samsung
Гаджеты, принявшие участие в фототесте. Слева направо: Samsung Galaxy S3, S4, S5, S6 Edge, S7, S8+, S9+, S10+

Мегапиксельный психоз

Спросите далёкого от технологий человека про камеры — он обязательно произнесёт что-нибудь про мегапиксели. И тут ничего не поделать. В те годы, когда цифровая фотография только развивалась, это был действительно важный параметр, и производители всячески подчёркивали его в рекламе. Слегка обновлённый Samsung Galaxy S3 Neo, повторяющий оригинальную Galaxy S3 2012 года, удивлял качеством снимков, которые выдавала его 8-мегапиксельная матрица. А 16 миллионов пикселей в 2014-м у Galaxy S5 казались прыжком в будущее. Благо мегапиксельная истерия тех лет корейскую компанию не захватила, и позже производитель даже уменьшил количество пикселей — до 12 Мп.

Сейчас мы опробовали поочерёдно камеры всех моделей Samsung — от S3 Neo до свежего S10+. Сумеете ли вы вслепую отгадать самый мегапиксельный кадр? А ведь у смартфона пятилетней давности их больше, чем у аппарата 2019-го!

Samsung S10+. 12 Мп. На новом аппарате невооружённым глазом видно, что цвета переданы сочнее, а также лучше динамический диапазон (и это без ИИ и HDR)

В солнечную погоду разница между поколениями сенсоров может не показаться существенной. Зато по мере уменьшения света различий в детализации и количестве шума намного больше:

Samsung Galaxy S3 Neo. 8 Мп. Выдержка 1/100, ISO 160, f/2.6, фокусное расстояние 31 мм (в 35-миллиметровом эквиваленте)
Samsung Galaxy S4. 13 Мп. Выдержка 1/50, ISO 64, f/2.2, фокусное расстояние 31 мм (в 35-миллиметровом эквиваленте)
Samsung Galaxy S5.16 Мп. Выдержка 1/60, ISO 64, f/2.2, фокусное растояние 31 мм (в 35-миллиметровом эквиваленте)
Samsung Galaxy S6 edge. 16 Мп. Выдержка 1/50, ISO 64, f/1.9, фокусное расстояние 28 мм (в 35-миллиметровом эквиваленте)
Samsung Galaxy S7. 12 Мп. Выдержка 1/60, ISO 64, f/1.7, фокусное расстояние 26 мм (в 35-миллиметровом эквиваленте)
Samsung Galaxy S8+. 12 Мп. Выдержка 1/60, ISO 64, f/1.7, фокусное расстояние 26 мм (в 35-миллиметровом эквиваленте)
Samsung Galaxy S9+. 12 Мп. Выдержка 1/50, ISO 80, f/2.4, фокусное расстояние 26 мм (в 35-миллиметровом эквиваленте)
Samsung Galaxy S10+.12 Мп. Выдержка 1/50, ISO 64, f/2.4, фокусное расстояние 26 мм (в 35-миллиметровом эквиваленте)

Особенно показателен контраст между старичком Galaxy S3 Neo и современным Galaxy S10+. На снимках в одинаковое время суток, сделанных с той же точки съёмки, получаем мешанину и темноту на старый аппарат. А на новый — гораздо более детализированный и светлый снимок:

Эволюция камер Samsung
S3 Neo vs. S10+. На S10+ (кроп справа) балки конструкции выглядят чётче, цвет травы передан насыщенно, несмотря на недостаток света

Прогресс технологий сенсоров камеры

Заменившие плёнку фотосенсоры — важнейший компонент любой цифровой камеры. В своё время Samsung выпускала собственные матрицы c изолированными друг от друга пикселями. Технология называлась ISOCELL. Она хорошо боролась с шумами и имела улучшенную — по сравнению с конкурирующими решениями — цветопередачу при ночной съёмке. В 2015 году корейский бренд перешёл на сенсоры Exmor RS от Sony. Эти матрицы принципиально отличались от всего, что было раньше: многоярусной структурой, переносом «обвязки» пикселей на дополнительный нижний слой и другими улучшающими изображение техническими тонкостями. 

Впервые Samsung, наряду с матрицами своего производства, стала устанавливать датчики Sony в Galaxy S6. На тот момент использовали флагманский сенсор Sony IMX240. При ярком дневном освещении снимки на старые Samsung Galaxy выглядят более-менее похожими на современные модели. Разрыв в качестве между S5 и S6 — после перехода на чужие матрицы — очень заметен на ночных кадрах. В новые же флагманы Samsung сегодня устанавливает как топовые сенсоры Sony, так и обновлённые ISOCELL — последние также обеспечивают отличную картинку ночью:

Софт решает

В 2018 году гонка во многом пошла не за мегапикселями и даже не за технологиями матриц либо оптики. В игру вступила программная оптимизация изображения и эксплуатация искусственного интеллекта. Тогда впервые у Samsung в аппаратах линейки S9 появилась функция автоматической оптимизации снимков. Фишка под названием Scene Optimizer позволила одним нажатием кнопки получать красочные кадры — словно их обработали в «фотошопе». Но алгоритмы Samsung, в отличие от ИИ-эффектов конкурентов, не стремятся усиливать яркость цветов до безумия, а действуют аккуратно:

Эволюция камер Samsung
Samsung Galaxy S8+ без ИИ против Samsung Galaxy S10+. Последняя версия Scene Optimizer распознала сцену, отобразив в видоискателе значок «солнце», и применила оптимальную обработку

Оптическая стабилизация

Вопреки расхожему мнению, оптическая стабилизация (OIS) нужна не только для того, чтобы избежать шевелёнки при съёмке с рук, но и для улучшения детализации и динамического диапазона. В некоторых случаях она позволяет автоматике выбирать чуть более длинные выдержки и снижать значение ISO. Мы сравнили Galaxy S5 без OIS и вышедший в следующем году Samsung Galaxy S6, где стабилизация уже появилась. При съёмке ночью без штатива на Galaxy S5 получаются более шумные фото и выше процент брака из-за смаза. В то же время на Samsung Galaxy S6 оптостабилизация облегчает получение чётких кадров и даёт возможность применять длинную выдержку, что важно при работе в условиях нехватки света.

Слева — Samsung Galaxy S5 без OIS, справа — Samsung Galaxy S6 edge с оптической стабилизацией
Samsung Galaxy S5. Без OIS. Из-за отсутствия стабилизации и меньшей светосилы автоматике пришлось выставить короткую выдержку 1/15 и увеличить ISO до 1000
Samsung Galaxy S6 edge. C OIS. Хорошая стабилизация вкупе с большей светосилой оптики позволили сделать чёткий снимок с рук — в режиме «Авто» при выдержке 1/10 с ISO 400

Система Dual Pixel

Вспоминая старые смартфоны, трудно не обратить внимание на их автофокус — медленный, ёрзающий и ошибающийся в темноте. На заре мобильной фотографии скорость и точность контрастного автофокуса оставляли желать лучшего. Поэтому разные производители искали свои способы усовершенствовать систему. Не считая лазерного автофокуса (работающего лишь с небольшого расстояния), главной вехой стало внедрение технологии фазовой автофокусировки, позаимствованной у зеркалок. Однако реализация технологии была далека от идеала, и Samsung взялась её доработать. Улучшенный автофокус получил название Dual Pixel. Его особенность в том, что каждый пиксель на матрице играет роль датчика фокусировки. Впервые систему Dual Pixel внедрили в Galaxy S7. Посмотреть, насколько это сокращает ошибки при фокусировке, можно на видео:

Боке! Как много в этом слове…

Оптически размывать фон при съёмке цветка с близкого расстояния умели и старые телефоны. Программная имитация аналогичного эффекта для более крупных объектов с расстояния метра и дальше появилась лишь в 2014 году.

Эволюция камер Samsung
Samsung Galaxy S5 (слева) и Samsung Galaxy S10+ (справа). Старая оптика с задачей макросъёмки справляется, но размытие фона слабее, чем на новых моделях

Функция софтового боке примитивно реализована в Samsung Galaxy S5, однако в современной интерпретации работает намного лучше:

Samsung Galaxy S4. При портретной съёмке на этот гаджет нельзя размыть фон
Samsung Galaxy S5. Имитация цифрового боке в S5 далека от идеала — неприменима на расстоянии дальше метра и работает с ошибками
Samsung Galaxy S10+. Программное размытие фона в новом устройстве действует на расстоянии метра и дальше, огрехов при наложении эффекта почти нет

Помимо всего прочего, в свежем Samsung Galaxy S10+ легко изменять характер обработки фона с помощью различных эффектов:

Samsung Galaxy S10+. Стандартный эффект размытия
Samsung Galaxy S10+. Эффект закручивания фона
Samsung Galaxy S10+. Эффект движения
Samsung Galaxy S10+. Эффект обесцвечивания фона

Три лучше двух и больше одной 

Пока другие производители утверждали, что для боке нужны двойные камеры, оказалось, что добиться аналогичного сценария нетрудно силами ПО. В Samsung поступили мудро: не спешили с выпуском «двуглазых» модулей. Первая двойная камера в S-серии у корейского бренда появилась поздно — ею оснастили в 2018-м Galaxy S9+. В отличие от многих китайских собратьев, в S9+ назначение дополнительного модуля логично и понятно. Переключение на вторую камеру даёт оптическое приближение, ведь в ней стоит оптика с другим фокусным расстоянием. Достоверность заявленного параметра в S9+ легко проверяется закрытием одной из линз пальцем. Продвижение такой же прозрачной стратегии (условно назовём «одна камера — одно фокусное расстояние») продолжилось и в десятом поколении устройств S-серии. В последнем флагмане тройной фотомодуль представляет собой три отдельных камеры с разными объективами, позволяющими снимать с разными углами обзора:

Трюки ночного видения

Подобно объективам профессиональных камер, мобильные решения маркируются числом диафрагмы (апертуры). Чем оно меньше, тем больше света пройдёт сквозь оптику и достигнет фотоматрицы. Смартфону с большей светосильностью не придётся повышать ISO, есть шанс получить ночной снимок лучшего качества.

В Galaxy S5 значение светосилы составляет f/2.2, а в выпущенном позже S6 параметр увеличили до значения f/1.8. Но, как известно фотографам, большее пропускание света не всегда на руку. Например, днём съёмка с меньшим значением диафрагмы способна, наоборот, повысить чёткость кадров. И здесь Samsung предложила невиданное для смартфонов решение. Начиная с S9, появилась возможность менять значение диафрагмы. На новых Samsung Galaxy днём нетрудно снимать при апертуре f/2.4, чтобы получить лучшее качество. А ночью переключаться на f/1.5 — для уменьшения выдержки или для более сильного эффекта оптического боке при макросъёмке. Также примечательно, что большая светосила позволяет использовать короткие выдержки:

Эволюция камер Samsung
Samsung Galaxy S10+. Слева снимок с f/1.8, выдержкой 1/6, ISO 50, справа — с прикрытой диафрагмой до f/2.4, выдержкой 1/2 и чувствительностью ISO 50

Прогресс съёмки в тёмное время суток во многом обязан и программным трюкам. Немаловажную роль играет появившийся в Galaxy S10+ ночной фоторежим. Он проявляет больше деталей в тенях и при этом не допускает пересветов:

C заметным отличием проявляют себя флагманы последних пяти лет в автоматическом режиме при экстремально слабом освещении и съёмке с рук без штатива:

Конечно, многое зависит от условий сцены и выбранных настроек камер. Но в то же время очевидно — на современные смартфоны зачастую удаётся с меньшими усилиями получить изображение с лучшим динамическим диапазоном, детализацией и с меньшими шумами. Взгляните на эти фото, сделанные на Samsung Galaxy S10+:

Samsung Galaxy S10+. 1/50, ISO 200
Samsung Galaxy S10+. 1/8 , ISO 100
Samsung Galaxy S10+. 1/6, ISO 100
Samsung Galaxy S10+. 1/50, ISO 320

Последняя версия Scene Optimizer в Galaxy S10+ также радует деликатностью — её удобно оставлять включённой при повседневном фотографировании, не боясь испортить кадры:

Samsung Galaxy S10+. Scene Optimizer включён
Samsung Galaxy S10+. Scene Optimizer выключен
Samsung Galaxy S10+. Scene Optimizer включён
Samsung Galaxy S10+. Scene Optimizer выключен

Апгрейд видеовозможностей

Съёмка видео сильно завязана на производительность процессора и продвинутость матрицы. Поэтому одновременно с фотовозможностями скачок произошёл и в этой области. Если Galaxy S4 снимал максимум в Full HD, то в S5 уже появилась запись в 4K. Более современные «галактики» снимают в 4K с повышенным битрейтом и с весьма хорошей стабилизацией:

Итоги

Развитие камер в смартфонах Samsung в одних проявлениях следует трендам, в других остаётся верным консервативным решениям. В годы, когда одни производители кричали о рекордном количестве пикселей на матрице, корейская компания ограничилась лишь 16 миллионами точек в топовой модели. Снимки даже со старого Galaxy S5 и сегодня выглядят неплохо. Что касается свежих аппаратов, у многих конкурентов обработка кадров с помощью ИИ буквально пережигает цвета. А вот Samsung внедряет алгоритмы оптимизации, бережно работающие с фото. Кроме того, последние флагманы бренда — единственные на рынке — щеголяют модулями с изменяемой диафрагмой. Как видим, до нынешнего момента Samsung шла своим уникальным путём в эволюции камер, который обеспечил техногиганту лидирующие позиции.

Узнать больше о Samsung