Компания Sony представила смартфон Xperia 1 IV, одной из главных технических особенностей которого стала камера с переменным оптическим зумом. В отличие от нескольких моделей начала 2010-х, в которых использовался очень большой выдвижной объектив, в новом смартфоне вся оптическая система размещена внутри корпуса обычной толщины.
На протяжении последних 15 лет смартфоны вбирали в себя все больше функций, которые раньше выполняли отдельные гаджеты, в результате чего сразу несколько классов таких устройств фактически исчезли. Например, в 2000-е годы MP3-плееры пользовались огромной популярностью, а самый заметный из них, iPod, продавался тиражами в сотни миллионов устройств. Но сегодня почти никто не пользуется отдельными плеерами, поэтому на днях Apple свернула производство последней модели iPod.
Такая же участь постигла и фотоаппараты-«мыльницы»: они все еще выпускаются, но несравнимы по популярности со смартфонами. Во многом это стало возможным благодаря алгоритмам вычислительной фотографии, о которых можно прочитать в нашем материале «Зрячая математика». Они позволили компенсировать многие ограничения мобильных камер, такие как небольшой размер матриц и невозможность разместить в корпусе полноценный зум-объектив для съемки далеких объектов. В частности, для замены полноценного оптического зума стали применять алгоритмы, которые совмещают несколько снимков и повышают детализацию.
Параллельно с алгоритмами производители смартфонов работают и над тем, чтобы перенять функции полноценных камер аппаратно, а не программно. В 2018 году Oppo представила перископический телеобъектив для смартфонов, которые располагается не перпендикулярно поверхности гаджета, как обычно, а вдоль нее, за счет чего при той же толщине можно уместить гораздо более длинную оптическую систему. Но пока такие модули могли использовать либо одно фиксированное фокусное расстояние, либо два крайних.
В новом смартфоне Xperia 1 IV инженерам удалось реализовать полноценный оптический зум — возможность снимать при любом фокусном расстоянии от минимального в 85 миллиметров до максимального в 125 миллиметров, не используя цифровое увеличение. Модуль тоже реализован в виде перископа: после прохождения через стеклянное окошко в корпусе свет преломляется на 90 градусов и попадает в оптическую систему, расположенную вдоль корпуса. Относительное отверстие диафрагмы варьируется от f/2.3 до f/2.8, а размер матрицы составляет 1/3,5 дюйма.
Стоит отметить, что это не первый смартфон с переменным зумом, но раньше в таких гаджетах использовался полноценный телескопический объектив, поэтому фактически они представляли собой камеру-«мыльницу» с большим экраном, а не привычный смартфон.
Помимо телеобъектива с переменным фокусным расстоянием в устройстве есть еще две камеры с фиксированным расстоянием 16 и 24 миллиметра. У всех трех камер одинаковое разрешение 12 мегапикселей, также все они могут снимать видео в разрешении 4K с частотой до 120 кадров в секунду. Помимо них в смартфоне есть времяпролетный датчик на задней стороне для отслеживания объектов и фронтальная камера на 12 мегапикселей.
В смартфоне используется OLED-экран с размером 6,5 дюйма, разрешением 4K и частотой 120 герц. В нем используется процессор Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1, 12 гигабайт оперативной памяти и 512 постоянной. В нем установлен аккумулятор емкостью 5000 миллиампер-часов, есть защита от воды и пыли (IP68), а также 3,5-миллиметровый аудиоразъем. Гаджет поступит в продажу в июне по цене 1399 евро.
Мы рассказывали о других примечательных конструкциях, призванных улучшить качество съемки на смартфон. Например, об анаморфном объективе с вытянутой матрицей от стартапа Glass Imaging, телескопическом объективе и жидкой линзе от Xiaomi и переменной механической диафрагме от Samsung.
Григорий Копиев
Она оказалась эффективнее обычных панорамных мониторов
Американские исследователи разработали иммерсивную систему виртуальной реальности для мышей. Она должна помочь в проведении нейробиологических и поведенческих исследований. Препринт работы доступен на ресурсе Research Square. VR-системы для лабораторных животных сделали возможными фундаментальные нейрофизиологические исследования сложных когнитивных функций. В таких исследованиях необходима фиксация головы для записи активности мозговых структур, которая невозможна, если животное бежит по лабиринту или выполняет другие активные задачи. Кроме того, VR позволяет симулировать невозможные в реальном мире условия, такие как телепортация или разобщение движений с визуальной картиной. Существующие системы обычно представляют собой панорамные экраны для проекторов или светодиодные дисплеи, расположенные в 10–30 сантиметрах от глаз мыши, чтобы оставаться в фокусе ее зрения. Такие установки сложны, громоздки и дорогостоящи, их сложно встроить во многие системы нейровизуализации. Кроме того, экспериментальное оборудование (например, камеры, объективы микроскопов, детекторы лизания) может заслонять часть экрана от животного, что уменьшает эффект погружения. Чтобы устранить эти недостатки, Мэттью Айзексон (Matthew Isaacson) с коллегами по Корнеллскому университету разработали бинокулярную VR-систему, которая подает изображения прямо на глаза мыши с двух круглых светодиодных дисплеев через линзы Френеля. Расстояние от 2,76-сантиметрового дисплея до 1,27-сантиметровой линзы составляет сантиметр, от линзы до глаза — 1,5 миллиметра; вся конструкция размещена в 3D-печатном корпусе, изолирующем глаза от внешней среды. Сферическое искажение дисплеев линзой обеспечивает почти постоянное угловое разрешение 1,57 пикселя на градус и частоту Найквиста 0,78 цикла на градус, что выше остроты мышиного зрения. Бинокулярное горизонтальное поле зрения составляет 230 градусов с примерно 25-градусным перекрытием правого и левого полей. Также разработан монокулярный вариант системы с полем зрения 140 градусов. Голова животного фиксирована, при этом оно может свободно передвигаться, вращая трекбол, который наряду с датчиком поискового лизания служит устройством ввода. Информацию от них обрабатывает компьютер Raspberry Pi с установленным игровым движком Godot, он соединен с мониторами по интерфейсу SPI и с диспенсером лакомства-вознаграждения — по USB. Устройство, получившее название MouseGoggles, способно генерировать VR-сцены с частотой 80 кадров в секунду и задержкой между вводом и выводом менее 130 миллисекунд. В качестве испытаний системы исследователи проводили монокулярную стимуляцию анестезированной мыши с фиксированной головой одновременно с двухфотонной визуализацией токов кальция (GCaMP6s) в ее зрительной коре. Дисплей производил на 99,3 процента меньше светового загрязнения, чем стандартный светодиодный монитор, что позволяло проводить флуоресцентную визуализацию без дополнительных фильтров или экранирования. Медианный радиус рецептивного поля составил 6,2 градуса; контраст по полунасыщенности — 31,2 процента; максимальный нейроответ наблюдался при пространственной частоте 0,042 цикла на градус. Бинокулярную систему успешно испытали в ходе записи электрических импульсов от CA1-нейронов гиппокампа. Для проверки формирования условных рефлексов с помощью VR-системы мышей в течение пяти дней тренировали в замкнутом линейном виртуальном пространстве, где им на некоторых участках давали лакомство. Рефлекс вырабатывался хорошо — подходя к заданным местам, животные начинали облизываться в предвкушении угощения, на остальных участках интенсивность поискового лизания была значительно снижена. Когда животным, впервые помещенных в MouseGoggles, демонстрировали внезапно появляющийся объект, большинство из них сразу демонстрировали реакцию испуга — быстро отдергивались или отпрыгивали с выгнутой спиной и поджатым хвостом. При использовании обычных мониторов этого не происходило, а значит, система обеспечивает более глубокое погружение в виртуальную реальность, заключили исследователи. https://www.youtube.com/watch?v=YFkAKO795Ro Мышь в MouseGoggles и реакция испуга на появляющийся объект Чтобы повысить доступность MouseGoggles, авторы использовали недорогие (общая стоимость менее 200 долларов США) и легкие для сборки неспециалистами компоненты. Описание, программное обеспечение и подробная документация выложены в открытый доступ. Ранее для более глубокого погружения мышей в виртуальную реальность разные команды разработчиков предлагали дополнить систему имитирующими стены пластинами, которые животное может ощущать вибриссами, или создавать специальные помещения с высокочувствительными камерами.