A chodzi o Nokię 808 PureView. Smartfon ten w czasie tegorocznych targów MWC zaczarował wszystkich magią liczb: rozdzielczość matrycy jego aparatu wynosi... 41 megapikseli. To więcej, niż zapewnia jakikolwiek telefon, aparat kompaktowy, a nawet pełnoklatkowy (obecny rekordzista ma 36 megapikseli); nowej Nokii bliżej pod tym względem do studyjnych aparatów średnioformatowych. Jednak nie jest wielką tajemnicą – i żadne czary tego nie zmienią – że jakość zdjęć nie zależy od liczby megapikseli, a na pewno nie tak bardzo, jak by tego chcieli specjaliści od marketingu. Na szczęście wygląda na to, że fińscy inżynierowie dobrze o tym wiedzą i nauczyli się wykorzystywać tę gigantyczną liczbę pikseli do tego, aby uzyskać jak najlepszą jakość fotografii... 5-megapikselowych. Zechcieli też podzielić się z nami swoją wizją, tym, co za nią stoi i co to daje w praktyce. O tym wszystkim opowiadał nam jeden z dwóch głównych pomysłodawców i projektantów techniki PureView, Juha Alakarhu, który (co niestety nie zdarza się zbyt często na konferencjach tego typu) nie bał się nawet najtrudniejszych pytań technicznych:
Mogliśmy też przez chwilę poobcować z jednym z egzemplarzy inżynieryjnych Nokii 808 i spotkanie to wywołało bardzo... niecodzienne doznania.
Smartfon ten stanowczo nie będzie startował w konkursach piękności ani nie zamierza brać udziału w rywalizacji w dziedzinie grubości obudowy. Wygląda przysadziście, mało atrakcyjnie (nie zmienia tego nawet czerwony lub biały kolor obudowy), w okolicach obiektywu jest bardzo gruby i na dodatek całość jest dość ciężka. Nie jest to smartfon dla każdego i w pewnym sensie przywiódł na myśl Xperię Play: tak jak Sony Ericsson stara się być bardziej konsolą niż smartfonem, tak nowa Nokia jest bardziej aparatem i wcale się z tym nie kryje.
Najbardziej rzucającym się w oczy elementem jest obiektyw. Już w Nokii N8 nie udało się go zmieścić w obudowie standardowej grubości i potrzebna była „dobudówka”; w Nokii 808 optyka jest jeszcze bardziej rozbudowana, a matryca – jeszcze większa (o czym za chwilę). Ten element jest naprawdę ogromny (jak na smartfon). Obiektyw i ksenonowa lampa błyskowa (o mocy ponoć dwa razy większej niż w przypadku Nokii N8, w której i tak była już bardzo duża, jak na urządzenie tego typu) są otoczone plastikową, łatwo rysującą się obwódką. Optyka na szczęście znalazła się w lekkim zagłębieniu i jest chroniona przez kawałek Gorilla Glass, dzięki czemu raczej nie powinno dojść do jej uszkodzenia.
Jednak nie tylko wygląd i wymiary smartfona nie budzą zachwytu. Podstawowe dane techniczne są praktycznie takie same jak w przypadku Nokii 701: Symbian Belle, procesor Broadcomm o taktowaniu 1,3 GHz, 4-calowy ekran AMOLED o rozdzielczości 640 × 360, akumulator 1400 mAh. Ogólnie rzecz biorąc – nic nadzwyczajnego. Po prostu ten sprzęt celuje w bardzo nietypowego odbiorcę, któremu zależy na jak najlepszej jakości zdjęć i który jest gotów poświęcić dla niej wygodę trzymania i parametry. Ale czy faktycznie obraz jest aż tak dobry? Z tego, co widzieliśmy i czego się do tej pory dowiedzieliśmy, wynika, że tak.
Technikalia
Przepis Nokii na wysoką jakość zdjęć jest następujący. Pierwszym jest matryca. Wrażenie robi nie tylko jej maksymalna rozdzielczość (41 megapikseli), ale także rozmiary. Już Nokia N8 wyróżniała się pod tym względem na tle innych smartfonów, a w 808 PureView ten element jeszcze bardziej powiększono. Ma on teraz 10,67 mm × 8 mm (85,33 mm2). Dla porównania: typowa matryca aparatu w smartfonie ma mniej więcej 6 mm szerokości i 5 mm wysokości. W aparacie kompaktowym często jest to 6,16 mm × 4,62 mm (28,5 mm2). W aparacie kompaktowym dobrej klasy jest ona większa: ma mniej więcej 7,6 mm × 5,7 mm (43,3 mm2), a w wyróżniającym się pod tym względem Fuji X-10 – 8,8 mm × 6,6 mm (58,1 mm2). Krótko mówiąc, Nokia 808 PureView ma matrycę większą niż jakikolwiek „kompakt” dostępny na rynku i kilka razy większą niż jakikolwiek inny smartfon. Dopiero tak zwane bezlusterkowce mogą się pochwalić większą powierzchnią elementu światłoczułego (na przykład matryca Nikona 1 ma 116 mm2, czyli różnica wynosi 26%). Wszystko to dlatego, że piksele muszą być odpowiednio duże, bo w praktyce często występuje dość prosta zależność: im piksel większy, tym lepsza jego jakość (jest to spore uogólnienie, lecz nie jest ono dalekie od prawdy). Ale, ale... skoro punktów matrycy jest tak dużo, to nawet przy takiej powierzchni pojedyncze piksele wcale nie należą do największych. Czy chodzi więc tylko o magię liczb? Tutaj dochodzi do głosu technika PureView.
Po pierwsze, trzeba wspomnieć o tym, że zdjęcia mogą mieć maksymalną rozdzielczość 38 megapikseli przy proporcjach obrazu 4 : 3 lub 34 megapiksele, gdy wynoszą one 16 : 9. Wynika to ze specyficznego sposobu wykorzystania powierzchni czujnika, który pojawił się już w Nokii N8. W przypadku większości smartfonów tryb panoramiczny osiąga się przez odcięcie górnej i dolnej części zdjęcia, co wcale nie zapewnia szerszej perspektywy. Tutaj jest trochę inaczej: w zależności od wybranego współczynnika analizowana jest inna część matrycy, dzięki czemu faktycznie w trybie 16 : 9 zyskuje się kilka dodatkowych stopni, lecz to oznacza, że część pikseli nigdy nie jest wykorzystywana. Ale to nie wszystko, do czego było potrzebne aż 41 milionów punktów.
Najważniejszym powodem była chęć użycia nadpróbkowania pikseli. Ma to umożliwić jak najlepszą jakość zdjęć o ostatecznej rozdzielczości 8, 5 lub 2 megapikseli (ze wskazaniem na tę środkową wartość jako złoty środek dla tej techniki).
Dlaczego tylko tyle? Bo w praktyce mało kto potrzebuje więcej niż 10 megapikseli, a im większa rozdzielczość zdjęcia, tym więcej miejsca ono zajmuje i tym trudniej wysłać je jako załącznik czy na profil w portalu społecznościowym. W większości zastosowań 8 czy 5 megapikseli zupełnie wystarcza do tego, aby oglądać zdjęcia na ekranie telewizora czy komputera albo drukować je w formacie mniejszym niż A4. Ale jak i po co z tych 38 milionów pikseli powstaje dużo mniejszy obrazek? W dużym skrócie: z kilku sąsiadujących ze sobą pikseli jest tworzony jeden „większy”. Lecz nie jest to proste uśrednianie informacji, jak w przypadku pomniejszania zdjęć w programie graficznym. Żeby to lepiej zrozumieć, trzeba się przyjrzeć budowie matrycy aparatu cyfrowego. Nie mówi się o tym często, ale jeśli jakiś sensor ma rozdzielczość 8 megapikseli, to w praktyce najczęściej jest on zbudowany z siatki 4 mln pikseli zielonych, 2 mln czerwonych i 2 mln niebieskich (wyjątkiem są tutaj matryce Foveon stosowane w aparatach marki Sigma, ale nie są one zbyt popularne). Wynika to z tego, że pojedynczy element matrycy nie „odróżnia” koloru, a jedynie natężenie docierającego do niego światła. Aby reagowały one na konkretne barwy, montuje się nad nimi kolorowy filtr – najczęściej jest to filtr Bayera (wyjątkiem są tutaj aparaty Fuji), który wygląda mniej więcej tak:
Ale przecież zdjęcie z aparatu po przybliżeniu wcale nie składa się z siatki czerwonych, niebieskich i zielonych punktów. Jak to się dzieje? Dla każdego z tych jednokolorowych pikseli wartość pozostałych barw jest interpolowana na podstawie ich otoczenia i w ten sposób powstaje końcowy obraz. Nokia 808 również korzysta z filtru Bayera, ale ponieważ przy tworzeniu ostatecznego zdjęcia są brane pod uwagę klastry pikseli różnych kolorów, to prawie w ogóle nie trzeba stosować żadnych przybliżeń, dzięki czemu określenie właściwej barwy nadpróbkowanego piksela może być bardziej precyzyjne.
Na dodatek takie rozwiązanie pozwala zmniejszyć szumy. Im mniejszy rozmiar piksela i im większa jego czułość, tym większa jego niedokładność i szansa, że pojawi się na nim jakaś losowa wartość niemająca nic wspólnego z rzeczywistością, co oznacza większe szumy na zdjęciach. Ponieważ w PureView branych jest pod uwagę kilka pikseli, to jest możliwe lepsze wychwycenie miejsc, w których zaczynają występować niepożądane zjawiska. Już samo uśrednienie informacji pozwala zredukować szumy, tak jak pomaga w tym pomniejszenie zdjęcia w programie graficznym. Ale tutaj algorytm jest trochę sprytniejszy i umie analizować, który piksel różni się zbyt mocno od pozostałych – wtedy przypisuje mu mniejszą wagę, a który wygląda na zawierający bardziej precyzyjne dane – ten otrzymuje lepszą ocenę. Nie jest to pixel binning, czyli wybieranie „najlepszych” punktów, ale trochę bardziej „inteligentne” i zaawansowane liczenie średniej. Efekt? Widzieliśmy kilka przykładowych zdjęć i filmów wykonanych w bardzo słabych warunkach oświetleniowych i szumy w nich były naprawdę małe (szczególnie w przypadku wideo Full HD i HD). Moglibyśmy się nawet pokusić o stwierdzenie, że mniejsze niż w jakimkolwiek aparacie kompaktowym, choć ostateczny werdykt wydamy, gdy będziemy mogli dokładnie to sprawdzić.
Przy okazji ten wywód o filtrze Bayera i uśrednianiu tłumaczy, dlaczego Nokia zaleca korzystanie z trybu 5-megapikselowego i dlaczego to właśnie on jest domyślnie aktywny. W przypadku 8-megapikselowych zdjęć końcowy piksel powstaje z czterech mniejszych: dwóch zielonych, jednego czerwonego i jednego niebieskiego. Umożliwia to zwiększenie precyzji i jakości odwzorowania zieleni, ale z pozostałymi kolorami jest problem. W 5-megapikselowych zdjęciach wykorzystywane są grupy ośmiu punktów: czterech zielonych, dwóch niebieskich i dwóch czerwonych. W takiej sytuacji już trochę łatwiej coś uśrednić ;)
Ale tutaj znowu powstaje pewna wątpliwość. Nie można było po prostu stworzyć sensora tych samych rozmiarów co w Nokii 808, ale o „standardowej” rozdzielczości 5 megapikseli? Powinno to zapewnić naprawdę dobrą jakość obrazu i niski poziom szumów bez dodatkowych obliczeń. Nie wiemy, czy wyglądałoby to lepiej czy gorzej (mamy wrażenie, że dość podobnie), ale za PureView i tymi wszystkimi megapikselami stoi jeszcze chęć zapewnienia użytecznego zoomu cyfrowego. Chyba wszyscy wiedzą, że zoom cyfrowy w większości aparatów to zło konieczne, które mocno obniża jakość zdjęć. W przypadku Nokii 808 działa to trochę inaczej, bo gdy obraz jest przybliżany, w użyciu jest coraz mniejsza powierzchnia sensora, przez co zmienia się stopień nadpróbkowania. W maksymalnym przybliżeniu nadpróbkowanie przestaje być wykorzystywane i do akcji wkraczają pojedyncze punkty matrycy, czyli do uzyskania 5-megapikselowego zdjęcia stosuje się... 5 mln pikseli zamiast 38 mln.
Jest to pewne „marnotrawstwo”, ale w tym przypadku można sobie na nie pozwolić. Teoria i zapewnienia Nokii sugerują, że jest to pierwszy bezstratny zoom cyfrowy. Praktyka mówi nam, że spadek jakości obrazu jest wyraźny. Gdy malutkie piksele matrycy Nokii 808 muszą sobie radzić bez „kolegów”, widać, że wcale nie radzą sobie tak dobrze: nawet w dobrym oświetleniu jest widoczna spora ilość szumu. Mimo to wygląda to sporo lepiej niż w innych smartfonach; tego zoomu cyfrowego można używać bez zgrzytania zębami.
Optyka, dodatki i podsumowanie
Do „nakarmienia” tak gęsto upakowanej matrycy potrzebna jest odpowiednia optyka. Nokia kolejny raz nawiązała współpracę z firmą Carl Zeiss, aby stworzyć szkła udostępniające pełny potencjał czujnika. Efektem jest obiektyw o stałej ogniskowej 8 mm (ekwiwalent pełnoklatkowych 28 mm) o przesłonie f/2,4. Zbudowany jest on z pięciu soczewek asferycznych (czyli takich, które redukują aberracje sferyczne), w tym jednej wykonanej ze szkła o niskiej dyspersji (czyli redukującej aberracje chromatyczne), umieszczonych w jednej grupie. Dla porównania i pobudzenia wyobraźni: popularny obiektyw 1,8/50 mm do lustrzanek Canona składa się z sześciu soczewek w pięciu grupach, z których żadna nie jest asferyczna ani wykonana ze szkła niskodyspersyjnego. A inne smartfony? Najlepiej na tym polu radzi sobie iPhone 4S, który także ma optykę składającą się z pięciu elementów, ale nie tak dobrej jakości. W pozostałych przeważnie wykorzystano mniej soczewek. Pokazuje to, jak bardzo Nokia starała się zapewnić jak najlepszą jakość optyki, i wygląda na to, że się udało.
W pogoni za ostrością Nokia wykonała jeszcze dwa dodatkowe kroki. Pierwszym z nich jest bardzo słabe (albo wręcz nieistniejące) dodatkowe programowe odszumianie. Widać to szczególnie wtedy, gdy wykonuje się zdjęcia w pełnej rozdzielczości bez nadpróbkowania. Wtedy po przybliżeniu obrazu widać mozaikę kolorowych pikseli, której boi się tak wiele osób i producentów smartfonów (z HTC na czele ;)). Szumami ma się zajmować głównie PureView, co pozwala zachować bardzo dużą szczegółowość zdjęć bez charakterystycznego rozmycia wprowadzanego przez odszumianie. Inną delikatną zmianą jest usunięcie filtra AA. Stosuje się go w matrycach aparatów po to, aby uniknąć prążków mory, ale robi się to kosztem ostrości obrazu. Z tego powodu w aparatach z lepszej półki często wykorzystuje się dużo słabszy filtr tego typu, a czasem nawet, choć bardzo rzadko, rezygnuje z niego (niekiedy wręcz, w specjalnych modelach, montowane są aparaty pozbawione tego dodatku). Niedawno zrobił to Nikon, wprowadzając model D800E, który od zwykłego D800 różni się brakiem wspomnianego filtra i... o 20% wyższą ceną). W Nokii 808 ponoć nie jest on potrzebny, dzięki czemu da się wycisnąć z optyki i matrycy wszystko, co tylko się da.
No dobrze, tyle teorii, a co z praktyką? Niestety, jeszcze nie mogliśmy kopiować żadnych zdjęć, aby je opublikować i bliżej się im przyjrzeć, ale to, co zobaczyliśmy na konferencji, dało nam całkiem niezłe pojęcie o tym, czego się spodziewać. Po pierwsze, Nokia 808 PureView jest bardzo szybka: od wciśnięcia przycisku do czasu, aż aparat jest w pełni gotowy do działania, mija niespełna sekunda. Oprogramowanie zapewnia podstawową kontrolę nad zdjęciami, jednak szkoda, że ograniczono się do opcji ustawienia ISO i korekty ekspozycji. Jakość obrazu? Na ekranie telefonu i telewizora wyglądało to świetnie, lecz największe wrażenie robiły wydruki. W całej sali konferencyjnej rozmieszczone były zdjęcia wykonane Nokią 808, wydrukowane na papierze formatu mniej więcej A4 i A3. Niestety, nie mamy jak ich zaprezentować, ale musicie uwierzyć na słowo: wyglądały bardzo, bardzo dobrze i zdumiewały liczbą drobnych szczegółów. Efekt wciąż nie dorównuje możliwościom lustrzanki dobrej klasy, lecz deklasuje wszystko, co do tej pory widzieliśmy w przypadku aparatów kompaktowych. Ogromne wrażenie robiły też filmy nagrane z użyciem PureView. Nokia 808 może rejestrować wideo w rozdzielczości Full HD i HD i o przepływności do 25 Mb/s. Wykorzystuje przy tym wszystkie 34 mln pikseli, które są próbkowane do docelowych 2 mln (w przypadku obrazu 1080p). Na ekranie telewizora zademonstrowano nam nocne nagranie wykonane tylko przy świetle zastanym i z typowej odległości trudno było się dopatrzyć jakichkolwiek szumów, za to od razu rzucała się w oczy wysoka ostrość i płynność obrazu.
Na razie nie wydajemy ostatecznego werdyktu, ale z tego, co już widzieliśmy i czego dowiedzieliśmy się, wynika, że pod względem jakości obrazu Nokii znowu uda się zdeklasować konkurencję. Pytanie, czy taki smartfon znajdzie odpowiednio dużo nabywców, bo te wszystkie „wodotryski” nie tylko zwiększają cenę sprzętu, lecz także oznaczają przeróżne kompromisy, na które musi się zgodzić użytkownik, aby otrzymać bezkompromisowy aparat. Jednak o tym porozmawiamy pod koniec maja, gdy Nokia 808 PureView trafi do sprzedaży.