Від оптики до нейромереж: Xiaomi 17T Pro та 17 Ultra

Колись під час подорожі на Шпіцберген моїм головним інструментом була класична камера Leica M9. Щоб передати безмежність північних льодовиків, я використовував об’єктив на 28 мм, для живих репортажних кадрів брав стандартні 50 мм, а 90 мм ідеально підходили, щоб вихопити деталі дикої природи чи обережних оленів.

ЗМІСТ СТАТТІ:

Xiaomi 17T Pro та 17 Ultra – фотомагія в кишені?

Сьогодні ж, тримаючи в руках нові смартфони Xiaomi 17T Pro та 17 Ultra, я бачу, як ця магія класичної фотографії перекочувала в наші кишені. Мобільна індустрія більше не змагається в кількості «порожніх» мегапікселів. Завдяки партнерству з Leica, сучасні смартфони навчилися поєднувати справжні закони оптики та потужні комп’ютерні алгоритми. Далі я простою мовою розповім, як працюють камери цих двох пристроїв і чому вони здатні створювати майже професійну картинку. Але, як інженер, одразу попереджу: нюанси будуть завжди, бо закони фізики ще ніхто не скасовував.

Як видно на фото, я у буквальному сенсі мав можливість порівняти можливості цих двох смартфонів. В тому числі у надскладних умовах навіть для професійного обладнання.

Фізика фотографії: Закони оптики та обмеження сенсорів

Будь-яка фотографічна система – від масивних студійних камер до компактних смартфонів – підпорядковується незмінним законам. Якість зображення фундаментально визначається здатністю системи збирати світло (фотони) та перетворювати їх на електричний сигнал із мінімальними спотвореннями. У цьому процесі критичну роль відіграють два параметри: фізичний розмір світлочутливої матриці та оптичні характеристики самого об’єктива.

Архітектура світлочутливих матриць

Сенсор камери – це масив із мільйонів світлочутливих пікселів. Фізичний розмір кожного пікселя визначає його ємність потенційної ями (Full-Well Capacity) – тобто максимальну кількість електронів, яку він може накопичити до моменту насичення. Коли піксель переповнюється, ми отримуємо «пересвіт» або кліппінг у світлих ділянках кадру. Саме тому великі повнокадрові (Full Frame, 36×24 мм) матриці здатні фіксувати величезну кількість світла, забезпечуючи високе співвідношення сигнал/шум (SNR) та надзвичайно широкий динамічний діапазон.

Власне, моя Leica M9 – це повнокадрова камера. Її матриця має розмір 35,8 × 23,9 мм, що дає фізичну площу сенсора близько 864 мм². А тепер поглянемо на смартфони:

Xiaomi 17 Ultra (1-дюймовий сенсор)

Незважаючи на гучну маркетингову назву «1 дюйм», фактичний фізичний розмір такого сенсора становить приблизно 13,2×8,8 мм (площа близько 116 мм²). Тобто, матриця Leica M9 приблизно у 7,4 раза більша за площею, ніж цей топовий і величезний за мірками смартфонів сенсор.

Xiaomi 17T Pro (сенсор 1/1.31 дюйма)

Фізичні розміри цієї матриці становлять 9,8×7,3 мм (площа близько 72 мм²). Відповідно, матриця Leica M9 у 12 разів більша за сенсор 17T Pro.

Між самими смартфонами різниця також помітна: сенсор 17 Ultra приблизно в 1,6 раза більший за площею порівняно з матрицею 17T Pro.

Для тих, хто краще сприймає інформацію візуально, я згенерував за допомогою Gemini (з власними корективами) наочну схему розмірів:

У смартфонах інженери стикаються зі суворими просторовими обмеженнями. Проте останні покоління пристроїв демонструють феноменальний прогрес.

У моделі Xiaomi 17 Ultra працює матриця Light Fusion 1050L. Така площа вже наближає смартфон до компактних камер, як-от легендарні Sony Cyber-shot RX100 чи Canon PowerShot G7 X. Крім того, тут використовується інноваційна технологія LOFIC (Lateral Overflow Integration Capacitor). Вона дозволяє матриці ефективно управляти надлишковим зарядом у яскравих ділянках, відводячи його у спеціальні конденсатори. Це збільшує ємність піксельної ями в 6,3 раза порівняно з попередніми поколіннями і кардинально розширює динамічний діапазон під час зйомки висококонтрастних сцен.

У Xiaomi 17T Pro застосовано сенсор Light Fusion 950 із динамічним діапазоном 13,5 EV. Незважаючи на менший фізичний розмір порівняно з «дюймовочкою», технологія біннінгу (об’єднання 4 пікселів в 1 розміром 2,4 мкм) дозволяє цій матриці впевнено збирати світло навіть у складних умовах.

Щоб структурувати характеристики базових сенсорів лінійки:

Сенсор Light Fusion 1050L (Xiaomi 17 Ultra)

Фізичний розмір: 1 дюйм (1.0″)
Роздільна здатність: 50 Мп
Ефективний розмір пікселя: 3.2 мкм (біннінг 4 в 1)
Базова світлосила об’єктива: f/1.67
Ключова технологія HDR: LOFIC HDR

Сенсор Light Fusion 950 (Xiaomi 17T Pro)

Фізичний розмір: 1/1.31 дюйма
Роздільна здатність: 50 Мп
Ефективний розмір пікселя: 2.4 мкм (біннінг 4-в-1)
Базова світлосила об’єктива: f/1.67
Ключова технологія HDR: Нативний HDR еволюційного типу

Сенсор Light Fusion 800 (Xiaomi 17T)

Фізичний розмір: 1/1.55 дюйма
Роздільна здатність: 50 Мп
Ефективний розмір пікселя: 2.0 мкм (біннінг 4-в-1)
Базова світлосила об’єктива: f/1.7
Ключова технологія HDR: Підтримка запису в HDR10+

І знову ж таки, для кращого візуального розуміння, але вже про всі три сенсори в кожному із смартфонів:

Оптична інженерія: Виклик осі Z та перископічні системи

Другим критичним фактором є оптика. Закони фізики диктують: щоб досягти більшої фокусної відстані (створити телеоб’єктив), необхідна більша фізична відстань між оптичним центром лінзи та матрицею. У смартфонах це створює головний біль для інженерів – проблему «осі Z», тобто товщини корпусу.

Елегантним рішенням стала перископічна конструкція. Світло проходить через первинну лінзу, відбивається від спеціальної призми під кутом 90 градусів і далі йде вздовж корпусу смартфона, де розташовані решта лінзових груп і сам сенсор. Це дозволяє реалізувати об’єктиви з еквівалентною фокусною відстанню 115 мм, як у 17T Pro, та навіть складні механізми змінного оптичного зуму 75-100 мм, як у 17 Ultra, не перетворюючи смартфон на цеглину.

Але тут криється інший інженерний нюанс: сенсор тепер також розташований під кутом 90 градусів до задньої панелі. Перископ вирішує проблему оптичного шляху, але створює нову – тепер на товщину пристрою впливає ще й фізичний розмір самої матриці. Детально цю архітектуру можна роздивитися на ілюстрації від Xiaomi:

Філософія фокусних відстаней та спадщина Leica M9

Оцінити можливості сучасної мобільної оптики складно без розуміння філософії фокусних відстаней у класичній фотографії. Мій досвід з Leica M9 в найрізноманітніших умовах чітко демонструє, як фокусна відстань впливає на психологію сприйняття кадру.

Класичний сенсор Kodak KAF-18500 (CCD) в Leica M9 досі залишається еталоном мікроконтрасту та кольоропередачі. Через відсутність згладжувального (AA) фільтра він давав безпрецедентну попіксельну різкість, а його «кольорова наука» з глибокими синіми тінями та теплим зміщенням у мадженту робила відтінки шкіри дуже кінематографічними. Сьогодні смартфони з CMOS-матрицями намагаються відтворити цю аналогову магію алгоритмічним шляхом, створюючи профілі Leica Authentic (з глибоким контрастом і віньєткою) та Leica Vibrant.

Практичне застосування фокусних відстаней, еквіваленти яких інтегровані в Xiaomi, має під собою міцне фотографічне обґрунтування:

28 мм – Ультраширокий кут для пейзажів

На Шпіцбергені я використовував 28 мм для фіксації безмежних снігових просторів. Цей кут розширює простір і додає кадру епічності. У смартфонах цей діапазон зараз покривають 14-мм або 15-мм модулі, що дозволяють захопити максимум контексту.

50 мм – Стандарт документалістика та портретів

Його часто називають «природним кутом зору людини» (хоча з біологічної точки зору все складніше). Це універсальний інструмент для стріт-фото та документалістики. У смартфонах він реалізується через кроп із основного сенсора високої роздільної здатності або через виділені портретні модулі.

90 мм – Стиснення перспективи та портрети

Цей об’єктив був для мене незамінним як на перегонах у Ле-Мані, так і при зйомці дикої природи на півночі. 90 мм (і ближче до 115 мм у 17T Pro) фізично «стискає» простір, наближаючи фон до об’єкта та забезпечуючи правильну геометрію облич без дисторсії.

200 мм – Супертелефото

Екстремальне наближення для спорту. В контексті мобільних пристроїв це вже не про оптичний зум, а про цифровий. У смартфонах це досягається багатолінзовими системами та ШІ. Але будемо відверті: мобільна якість тут ще дуже далека від справжніх камер. Для соцмереж – більш ніж достатньо, але для друку на великий плакат такий кадр краще не брати.

Це фото нижче – далеко не з усіма лінзами, що мав або на які знімав, але, на мою думку, було важливо додати, щоб додати контексту розуміння теми взаємодії із камерою та оптикою Leica (та для камер Leica).

Xiaomi 17 Ultra: Архітектура безкомпромісного інструменту

Модель Xiaomi 17 Ultra позиціонується як ультимативна камера у форм-факторі смартфона. Це відповідь інженерів на запити найвимогливіших фотографів.

Оптична система VARIO-APO-SUMMILUX

Камера 17 Ultra використовує складну систему VARIO-APO-SUMMILUX (f/1.67–2.9/14–100 ASPH). Справжня гордість тут – телеоб’єктив із роздільною здатністю 200 Мп, який має механічну змінну фокусну відстань 75-100 мм. Абревіатура APO (апохромат) означає, що в конструкції стоять спеціальні низькодисперсійні лінзи. Вони зводять промені різних кольорів в одну точку, прибираючи хроматичні аберації (кольорові ореоли на контрастних переходах), що критично важливо для зуму. І тут більшість користувачів не зверне уваги, бо часто ми просто відкриваємо застосунок камери та фотографуємо. Але в даному випадку 200 Мп заховані в окреме меню в каруселі режимів, та й сам процес створення фотографії точно не для динамічних, а для статичних об’єктів. Бо 200 Мп знімок робиться із 9 елементів, що займає десь близько секунди-двох, але результат того вартий. За замовчуванням же працює 50 Мп.

Більше деталей про Xiaomi 17 Ultra буде в наступних матеріалах, де, зокрема, буде Photography Kit Pro, і там буде більше деталей про 200-мегапіксельні фото.

Програмна автентичність: Leica Essential Mode

Для поціновувачів класики тут є ексклюзивний Leica Essential Mode. Він не просто накидає фільтр, а алгоритмічно моделює поведінку легендарних камер. Наприклад, імітація стилю моєї Leica M9 дає специфічну тонову криву, жорсткий мікроконтраст та фіксований баланс білого, характерний для CCD. А режим M3 епічно емулює чорно-білу плівку Leica MONOPAN 50 із її фірмовим зерном.

Важлива деталь – підтримка стандарту CAI (Content Authenticity Initiative). У епоху генеративного ШІ смартфон за допомогою апаратного чипа накладає криптографічний підпис на RAW- та JPEG-файли, гарантуючи пресі, що фото НЕ згенероване нейромережею.

Xiaomi 17T Pro: Концепція «Telephoto Master»

Якщо Ultra – це професійний інструмент з відповідними габаритами та прайсом, то 17T Pro є спробою демократизувати ці технології, зробивши ставку на ключовий інструмент – телеоб’єктив.

Концепція «Telephoto Master» розкривається через перископічний модуль на 50 Мп з еквівалентом 115 мм (приблизно 5x оптичного наближення). Це ідеальні пропорції для портретів і концертів: оптика чудово відокремлює об’єкт від фону завдяки стисненню перспективи. Випробовував ці можливості в надскладних умовах, на перегонах 24-годинних в Ле-Мані, де не кожна професійна камера може витягнути ті швидкості, щоб кадри не змазувалися.

Xiaomi 17T Pro

1 - 4

Варто зауважити, що дива не сталося: було непросто робити гарні кадри, як вище, й є чимало таких кадрів, як нижче.

Також робив чимало фото на телеоб’єктив, але вже з цифровим кропом, в еквіваленті 230 мм фокусної відстані.

Xiaomi 17T Pro

1 - 4

Бонусом йде фокусування з дистанції всього 30 см, що перетворює його на розкішний інструмент для телемакрозйомки (до речі, такої характеристики у 17 Ultra не заявлено).

Основна 50-Мп камера (23 мм, f/1.67) також використовує гібридну оптику Leica 1G+6P. А обчислювальним мозком усієї цієї системи виступає потужний 3-нм чип MediaTek Dimensity 9500, який живиться від монструозного кремнієво-вуглецевого акумулятора на 7000 мА·год. Під час Ле-Ману я не турбувався про заряд більше через те, що ці смартфони у мене були на 90% як камери, а основні можливості смартфона покривав мій айфон, тому тут повноцінно про батарею не можу нічого говорити, але саме на зйомку не просто вистачило заряду, а ще чимало залишилося після.

Також читайте:

Обчислювальна фотографія: Коли фізика поступається математиці

Попри весь цей оптичний інжиніринг, треба визнати реальність: маленька мобільна матриця ніколи не збере стільки ж світла, скільки кроп- або повнокадровий сенсор камери. Але там, де закінчується оптика, на сцену виходять нейронні мережі.

Сучасні ШІ-алгоритми (як-от Google Gemini, інтегровані в серію 17T) аналізують семантику кадру, розпізнають об’єкти та динамічно керують експозицією. Так, для студійної роботи чи великого друку алгоритмічні артефакти можуть бути помітними, але для Instagram та медіа це виглядає візуально досконало.

Ось кілька програмних фішок, що змінюють правила гри (про це в тій же статті із першими враженнями вже було, але нагадати зайвим не буде):

Leica Live Moment: захоплює кілька секунд відео до і після спуску затвора, створюючи живу фотографію з фірмовою кольорокорекцією Leica.
Stage Mode: нейромережі знаходять обличчя на контрастних сценах (наприклад, під час концерту) і застосовують локальну експозицію та баланс білого виключно до артиста, рятуючи кадр від пересвіту.
AI Ultra Zoom: генеративна мережа аналізує текстури і буквально домальовує деталі при зумі від 20x до 120x. Це чистий обхід фізичних меж оптики. Яскравий приклад роботи цієї системи – фото Місяця з моєї статті про перше враження.
Leica Portrait: ШІ будує карту глибини та філігранно відділяє волосся від фону. Алгоритм імітує оптичне боке легендарних об’єктивів Summilux та Noctilux, зберігаючи природні відтінки шкіри.
AI Erase Pro та AI Film: дозволяють безслідно видаляти людей із фону прямо на пристрої, а також автоматично монтувати кінематографічні ролики завдяки потужним NPU (Dimensity 9500 та Snapdragon 8 Elite).

Підсумки

Xiaomi 17 Ultra – це справді безкомпромісний апарат для ентузіастів. З дюймовою матрицею LOFIC, механічним телеоб’єктивом APO та апаратним чохлом Photography Kit Pro він впритул наблизився до напівпрофесійної техніки. Про цей «кіт» я ще напишу окремий детальний матеріал, про що вже писав вище. А завдяки режимам на кшталт Leica Essential він чудово зберігає емоційний зв’язок з аналоговою фотографією.

З іншого боку, маємо Xiaomi 17T Pro й Xiaomi 17T з концепцією «Telephoto Master» (перископ на 115 мм) та розумними режимами. Ці смартфони доводять, що крута оптика в симбіозі з ШІ може бути доступною та максимально ефективною на кожен день. Для більшості користувачів, чиїм головним майданчиком є соціальні мережі, алгоритмів та сенсорів цього апарата вистачить з головою, щоб створювати візуально довершені та емоційні історії.

Аналіз камер Xiaomi 17T Pro та 17 Ultra показує серйозний зсув у мобільній фотографії. Розмірковуючи над шляхом від моєї улюбленої CCD-матриці в Leica M9 до цих складних комп’ютеризованих систем, я розумію – виробники навчилися майстерно обходити фізичні обмеження за допомогою вищої математики. Нюанси залишаються, але прогрес порівняно з минулими роками просто шалений.

Також цікаво:

Де купити Xiaomi 17T Pro

Де купити Xiaomi 17 Ultra

Більше від автора

Підписатися

0 Comments

Найновіше

НайстарішіНайбільше голосів

Інші статті

Від оптики до нейромереж: Анатомія камер Xiaomi 17T Pro та 17 Ultra