Aqui está a mágica por trás do recurso Space Zoom do Galaxy S20 Ultra

Fonte: Daniel Bader / Android Central

o Galaxy S20 Ultra traz algo que a maioria das pessoas nunca teria imaginado possível com uma câmera de telefone: zoom 100x.

Samsung chama isso de Zoom Espacial, e embora as fotos 100x completas que vimos não sejam super nítidas e perfeitamente claras, elas ainda são incríveis quando você pensa a respeito. Você está obtendo fotos 100 vezes ampliadas a partir de um minúsculo sensor da câmera do telefone e quase nenhuma distância focal real na lente, e ainda pode dizer para o que está olhando. Isso é algo que nunca aconteceria se você pudesse aumentar o zoom 100 vezes, e é bastante impressionante.

Como a Samsung faz isso não está 100% documentado (alguns segredos são bons para manter perto do peito), mas também não é algo totalmente novo. Vimos empresas como Huawei oferecem câmeras de telefone com zoom de 50X usando os mesmos métodos, e até mesmo algumas pequenas câmeras autônomas fazem as mesmas coisas. É conhecido como lente de periscópio, e é realmente legal se você gosta de saber como coisas desse tipo funcionam.

Comprimento focal

Fonte: Enciclopédia Britânica

Você já viu muitas fotos ou mesmo vídeos com quantidades absurdas de zoom, mas todos eles vieram de caras câmeras com lentes muito longas e igualmente caras para aproximá-lo do assunto sem mover o pés. Isso se deve ao que é conhecido como comprimento focal.

O comprimento focal é uma medida do centro da lente da câmera e o ponto onde toda a luz que ela coleta entra em foco. Não é apenas uma coisa da lente da câmera. Telescópios, microscópios e até lentes de contato têm comprimento focal. Às vezes é ajustável como visto em uma lente de câmera DSLR ou um microscópio, e às vezes é um ponto fixo como a maioria sistemas de câmera de smartphone ou lentes de contato.

O que é importante para as fotografias é que distâncias focais rasas (mais curtas) resultam em fotos de ângulos mais amplos, mas você tem menos capacidade de focar em objetos a uma distância maior. O oposto também é verdadeiro: quanto maior o comprimento focal, mais estreito é o campo de visão, mas você pode focar em objetos mais distantes.

Você já viu a distância focal em ação se já usou binóculos: longe e estreito ou perto e largo.

Se você já usou binóculos, já viu isso em ação. Você pode ver as coisas muito distantes, mas só pode ver uma fatia muito estreita do mundo ao seu redor. É a compensação que deve ser feita usando lentes ópticas. Observe que isso é muito diferente do zoom digital, em que uma imagem é recortada eletronicamente e ampliada para preencher a foto.

Você pode se safar com um pouquinho de zoom digital em quase qualquer câmera de smartphone, mas se quiser fotos nítidas e bem focadas de algo a mais de 10 metros de distância, você precisa de lentes ópticas reais ampliação.

A câmera do periscópio

Fonte: Oppo

Como você precisa de uma distância focal longa para obter quantidades decentes de zoom de um sistema de câmera, é difícil fazer isso em um smartphone. Os telefones são finos e, mesmo com um salto absurdo da câmera, o sensor ainda fica muito perto da lente. Como tal, o comprimento focal tem para ser bastante curto.

A solução é simples em teoria: afaste mais a lente do sensor. Na realidade, não é tão simples.

Não há muito espaço entre a lente e o sensor em seu telefone, então alguma tecnologia bacana entra em jogo para telefoto.

O que a Samsung está fazendo é usar o que é chamado de sistema de lentes de periscópio. Isso não significa que nada surja da parte superior do telefone como um submarino, mas usa a mesma ideia - a lente e o sensor não são montado em uma linha reta, e prismas ou espelhos são usados ​​para direcionar a luz da lente ao longo do tubo do periscópio de volta para o sensor.

Contanto que os espelhos ou prismas tenham o formato correto e sejam montados em ângulos exatos, isso torna o comprimento focal muito mais longo, sem distorcer a imagem. A renderização acima é da Oppo e mostra uma câmera com zoom 5x sem perdas usando esta ideia onde a luz é "dobrada" através da lente e um sistema de prismas para atingir o sensor do lado direito.

A Samsung está usando um arranjo de lentes de periscópio e o que chama de "Zoom Ótico Híbrido" para ter uma lente de zoom óptico 10x completo na câmera telefoto do Galaxy S20 Ultra.

10 vezes 10

Fonte: Android Central

O zoom óptico de 10X não soa muito e definitivamente não soa igual a 100X ou mesmo um pouco zoom espacial. É aqui que dois sensores de câmera de alta resolução e alguma mágica de processamento entram em ação.

O zoom óptico de 10X em um smartphone é incrível, mas está longe de ser o Zoomy do Espaço.

Depois de passar a marca de zoom de 10X, o processamento de imagem do S20 Ultra usa métodos de zoom digital em dados de imagem coletados do sensor telefoto de 48 MP e da enorme câmera principal de 108 MP. A imagem é cortada e aguçada com base no que a lente telefoto pode "ver" e nos valores de luz e outros dados sensoriais que o sensor da câmera principal está coletando.

O hardware de processamento de imagem e algoritmos de software no S20 Ultra são muito bons. Usando Da Qualcomm DSP e software que é tão bom quanto o que o Google pode fazer com fotografia em pouca luz, você pode obter uma foto muito boa com uma quantidade muito alta de zoom. E você também pode fazer o que parece impossível - tirar uma foto que você possa usar com zoom de 100X, mesmo que não seja a foto mais nítida que você já tirou.