Мы уже привыкли, что блок камеры смартфона выступает. И если раньше речь шла о нескольких десятых миллиметра, то глядя на iPhone 15 Pro Max, Pixel 8 Pro или Xiaomi 13 Ultra становится страшно.

У всех перечисленных смартфонов камера выступает на полтора миллиметра и больше. Устройство даже можно схватить за блок камеры.

А ведь были времена, когда смартфоны были с камерой заподлицо. Мой любимый пример — HONOR 9. Просто посмотрите, какой красавец он был.

Или вот ещё из нашего телеграм-канала — Red Magic 9 Pro — абсолютно плоский. Но у нас сразу же возник вопрос: «А что там с камерами?» Выглядит как утопия.

И да, нам всё время говорят, что такие гигантские блоки из-за того, что НЕЛЬЗЯ ОБМАНУТЬ ФИЗИКУ. Именно она бессердечная не позволяет нам их сделать меньше.

А что если позволяет? Просто нужен немного иной подход.

И теперь представьте себе ультраширики и зум-объективы толщиной с волос. Кажется, это возможно!

К слову, эту технологию называют SSD в мире объективов!

Сегодня мы поговорим о том будущем, которого лично я жду, и имя ему — МЕТАЛИНЗЫ.

Разберёмся, что это за технология? Как она работает? Где уже применяется и когда ждать её в наших с вами устройствах.

Спойлер! Будет интересно! Ну и без наших людей тут не обошлось.

В чём собственно проблема?

Вернёмся к проблеме. Если коротко, то чем больше матрица, тем больше рабочий отрезок классического объектива. И собственно, сам объектив больше, потому что ему ещё надо как-то фокусироваться. И как следствие: чем больше размер матрицы, тем больше требуется толщина оптических элементов. Это если говорить о классике.

Производители смартфонов стараются её решить по-своему, и один из примеров — это призма или перископическая система линз, которая используется в зум-объективах. Благодаря применению этой технологии мы получаем оптический зум трёх с половиной, пяти или десятикратный без дополнительного увеличения толщины устройства.

И всё же это компромисс.

И тут нам нужно перенестись на семь лет назад — в университет Гарварда, точнее, в его научную лабораторию.

История: прорыв 2016 года

История начинается в 2016 году в Гарварде.

Тогда в журнале Science публикуется исследование про металинзы с видимой длиной волны. Подзаголовок статьи звучит просто и лаконично: «Дифракционно-ограниченная фокусировка и формирование изображений с субволновым разрешением».

Не бойтесь! Сейчас будем разбираться!

Из доклада следует, что учёным из Гарварда удалось сделать металинзу, которая тоньше человеческого волоса. Также в нём отмечено, что многое претерпело изменения в фотомире за предыдущие столетия, но революции в оптических элементах не было.

Что такое металинза?

Итак, что же предлагали учёные из Гарварда: вместо изогнутого куска стекла вы имеете слой прозрачного кварца толщиной с человеческий волос, покрытый миллионами крошечных столбиков диоксида титана. Эти столбики или «башни» расположены в виде узоров. Эти узоры при попадании на них света разрезают его на части и фокусируют. Получается, что каждый узор фокусирует свет разной длины волны, ну или разного цвета в спектре видимого для человеческого глаза света.

Ну прям обложка «Обратной стороны Луны». Эти столбики по сути своей делают с входящим светом то же самое, что и стеклянная линза, только без стекла. И вместо огромного и тяжёлого куска материала у нас тонкий диск размером с лист бумаги.

Помните про жидкие линзы? Кажется, это круче и реалистичнее.

Федерико Капассо и революционная технология

Федерико Капассо, профессор Гарвардского университета, заявил, что считает технологию революционной, ведь уже тогда качество изображений, полученных через металинзу, получилось не хуже объективов камер.

Он же и приводит отличный пример того, как работают металинзы. Представьте себе, что вы опускаете пальцы руки в ручей, и в зависимости от того, как вы их сгибаете, получается, что течение немного меняется. То же самое происходит, если изменять скорость течения.

По этой аналогии поток воды — это свет, а наши пальцы — это столбики на металинзе, которые называются мета-атомы. И конечно, размер и форма наших пальцев также будет влиять на результат. Ну а скорость течения — это почти как длина волны света!

При этом метаповерхности с миллионами таких наностолбиков разной формы позволяют контролировать фазу света, его амплитуду и его поляризацию! То есть фактически позволяют нам контролировать базовые параметры света!

Универсальность технологии

Давайте подведём предварительный итог: у нас получается некая универсальная линза, которая может становиться как выпуклой, так и вогнутой, но при этом не будет менять своей формы — во всяком случае, вы этого не увидите.

То есть, говоря проще, она сможет стать и зумом, и шириком. И фокусироваться тоже сможет!

Компания Metalenz

Кстати, в том же 2016 году появилась компания Metalenz, которую основали Роб Девлин и тот самый Федерико Капассо. Оба из Гарварда.

Компания обосновалась в Бостоне. И совсем недавно этот университетский стартап закрыл второй этап финансирования и получил 30 миллионов долларов. И его финансируют такие компании, как 3M Ventures, Applied Ventures LLC, Intel Capital, TDK Ventures и другие.

У них уже есть решения для смартфонов, AR и VR шлемов, дисплеев, носимых устройств, ноутбуков и планшетов.

Простота производства

Вернёмся собственно к металинзам, точнее, к их плюсам. Дело в том, что кроме крошечного размера и хорошего качества итогового изображения у них есть ещё один несомненный плюс в наше «кремниевое» время — их легко производить в промышленных масштабах.

Они буквально могут изготавливаться в тех же машинах, где и современные процессоры. TSMC, подвинься, нам нужно объективов для смартфонов произвести.

Samsung и заявления 2021 года

Кстати, в 2021 году на своей индустриальной презентации на тему нанотехнологий в Сеуле главы Samsung заявили об исследованиях в области металинз. С целью установки их в смартфоны и возвращения к конструкции устройства без выступающих элементов. Как мы понимаем сегодня, это исключительно блок камеры — больше в современных смартфонах так ничего не торчит и не выпирает.

Но с тех пор прошло уже несколько лет, а устройств всё нет. Получается, заявления Samsung оказались преждевременными?

Возможно. Но нам пора в другой университет — в MIT. Там тоже занимаются исследованием металинз, но у них другой подход и другой результат. А ещё они сравнивают технологию с прожаркой стейка.

MIT и русский учёный: новый подход

Кстати, интересно, что термин «метаматериалы» был придуман ещё в 1968 году советским физиком Виктором Веселаго! Однако до практической реализации было ещё далеко.

Разработка MIT 2021 года

И снова 2021 год. Идея металинз подхвачена инженерами из лаборатории по исследованию материалов (Materials Research Laboratory) в технологическом университете штата Массачусетс, что в Кембридже. Наверняка вы его знаете под названием MIT.

Они продолжили исследования в этой области и тоже смогли создать ультратонкую линзу без движущихся частей, при этом она не подвержена аберрациям и может фокусироваться без изменения физической позиции или своей выпуклости.

При этом фокусировка здесь происходит за счёт изменения температуры материала. Дело в том, что его атомная структура меняется, и метаповерхность перераспределяет свет, фокусируясь на более дальнем объекте. К слову, также это может работать ещё и с зумированием.

Метафора с прожаркой стейка

Интересно, что создатели этой технологии сравнивают её с прожаркой стейка. Они так и говорят: «Вы начинаете с сырого мяса и постепенно доводите до состояния Well Done, но можете выбрать медиум или медиум рэр состояние, остановившись на нём». Так и металинзы в будущем смогут позволить примерно на таком же уровне контролировать фокусное расстояние или автофокусировку.

Михаил Шалагинов

Кстати, эта метафора принадлежит Михаилу Шалагинову — учёному в области нано-оптики и мета-материалов, научному сотруднику MIT и выпускнику МФТИ.

Михаил Шалагинов — ведущий учёный в области нано-оптики и мета-материалов, научный сотрудник MIT, выпускник МФТИ, доктор физико-технических наук (PhD), со-основатель компании 2Pi Optics, занимающейся разработкой ультра-компактных оптических устройств на основе металинз.

Справедливости ради, Михаил всё же трудится в составе большой международной команды внутри MIT.

Отличия от разработки Гарварда

Чем отличается разработка команды MIT от Гарварда? В первую очередь, углом обзора. Прошлая наработка давала минимальный угол обзора в 60 градусов — это примерно соответствует полнокадровому объективу 35 миллиметров.

А разработка MIT показала, что можно делать ультраширокоугольную и даже Fish-Eye оптику. Забегая вперёд, они и телевик тоже сделали.

Что для этого надо? Кусок прозрачного стекла и нанесение на него метаматериала, но какого.

Материал GSST

Для своих металинз в MIT создали метаматериал с красивым названием GSST, но его формула на самом деле вот такая: Ge₂Sb₂Se₄Te.

Итак, у нас тут на атомарном уровне есть германий, сурьма (или антимонит), селен и теллур.

Это соединение обладает низкими оптическими потерями на длине волны 5,2 микрометра. Это так называемый ИК-диапазон.

И команде из MIT, судя по статье, которая вышла в июне 2022 года, удалось сделать аж две конструкции зум-металинз для достижения оптического увеличения в видимом и среднем ИК-диапазонах. Правда, тут же отмечено, что оба прототипа были монохроматическими, то есть чёрно-белыми.

В общем, вы поняли: металинзы пока чёрно-белые, но исследования идут полным ходом, да и учёные стремятся сделать их цветными с помощью других метаповерхностей. Но главное тут другое — кроме шириков уже есть ультраширики и зум-объективы.

DARPA: военное применение

И тут в нашем рассказе появляется компания DARPA, или, по-русски, Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США.

Если коротко, то исследование и разработка VR и AR ещё двадцать лет назад было под руководством DARPA. Экзоскелеты — тоже они. Шутка ли, но говорят, что DARPA приложила руку к созданию шутеров от первого лица типа Call Of Duty.

В общем, DARPA обычно в интересах национальной безопасности вписывается в разработку таких суперперспективных проектов, делает продукты для своих нужд, а уже потом многие решения становятся, скажем так, гражданскими.

Презентация DARPA Forward 2023

Тут на самом деле достаточно коротко. В феврале 2023 года DARPA провела свою презентацию, посвящённую национальной безопасности.

Мероприятие называлось DARPA Forward, и во время него доктор Рохит Чандрасекар, программный менеджер, ответственный за научные исследования в области обороны США, показал миру наработки в области металинз и представил рабочий прототип телескопа.

Судя по всему, этот малыш уже работает в NIR или ближнем инфракрасном диапазоне. Это первый телескоп с единственной метаповерхностью. И на него сняли NGC7000 или туманность Северная Америка.

Тут любопытно не зум и не качество — оно, кстати, весьма неплохое. Интересно, откуда сняли эту туманность: Кембридж, Массачусетс.

Пожалуй, это повод поговорить о применении металинз.

Где применять металинзы?

Ну, первое мы уже увидели — телескопы, причём как наземные, так и космические. Наверняка вы смотрели про телескоп Джеймса Уэбба, а теперь представьте, насколько можно уменьшить его вес уже сейчас, используя металинзу? Да, размер поверхности объектива не изменится, зато толщина и, как следствие, вес станет на порядок меньше!

Второе — конечно, смартфоны. Это то, с чего я начал: только представьте смартфон с тремя, четырьмя объективами с разным фокусным расстоянием, и при этом камера не будет выступать из корпуса. Утопия? Похоже, что нет.

Идём дальше? VR и AR — очевидно: можно значительно уменьшить все оптические сенсоры и камеры. И конечно, линзы для глаз, которые занимают много места! А для очков типа AR это вообще будет спасением, так как вместе с микролед-экранами позволит уменьшить размер и матриц, и самих линз.

То же самое с экшн-камерами, где размер суперкритичен. А в медицине можно уменьшить эндоскопы.

И теперь моё любимое, которое, судя по всему, тоже увидим в ближайшее время: объективы фотоаппаратов.

Да, с чего мы начали, к тому и пришли — революция в мире фото. И это не пустой звук, потому что.

Canon и производство металинз

На выставке Canon Expo 2023, которая прошла в городе Йокогама, японская компания показала свои наработки в области металинз.

Это довольно закрытое мероприятие, но мы знаем, что были показаны оптические элементы, то есть собственно МЕТАОБЪЕКТИВЫ от Canon. Но главное — компания показала свою машину по производству металинз.

Помните, я пошутил про TSMC? Кажется, Canon хочет стать как TSMC в мире чипсетов, ну или Sony Semiconductor в мире мобильных сенсоров.

В общем, у Canon уже есть машина для нанопечатной литографии. Это такая литография, когда рисунок на поверхность переносится не светом, как в машинах ASML, а фактически штамповкой! То есть структура как бы прессуется на поверхности!

Только такая штамповка — это создание структур размером в несколько десятков нанометров с невероятной точностью!

Эта технология называется Nanoimprint Lithography.

Дальше думайте сами, куда метят эти парни. Программа-минимум — сделать какой-нибудь супертелевик с фокусным расстоянием 500 или 1000 миллиметров размером с небольшой объектив.

Говорят, что технологии, показанные на форуме Canon Expo, обычно через пару лет выходят в свет. Что ж, посмотрим.

Актуальное состояние технологии

По состоянию на февраль 2026 года технология металинз перешла от лабораторных экспериментов к реальным коммерческим продуктам.

Samsung и POSTECH: прорыв августа 2025 года

13 августа 2025 года в престижном научном журнале Nature Communications была опубликована совместная работа Samsung Electronics и Университета POSTECH под названием «Compact eye camera with two-third wavelength phase-delay metalens».

Ключевые достижения:

• Разработана ультракомпактная инфракрасная камера для глаз в XR-устройствах
• Толщина камеры уменьшена на 20% — с 2,0 миллиметра до 1,6 миллиметра
• Угол обзора составляет 120 градусов
• Улучшение MTF (Modulation Transfer Function) с 50% до 72%
• Снижение соотношения сторон наноструктуры до примерно 1:5

Инновация в дизайне. Команда впервые в мире предложила метод достижения дифракции света, используя фазовую задержку всего в две трети длины волны вместо полной. Это позволило значительно снизить высоту наноструктур без ущерба для оптических характеристик.

Будущие планы. Технология планируется к расширению на видимый спектр света и применению для минимизации выступа камеры в смартфонах и миниатюризации AR/VR-устройств.

Metalenz: массовое производство

18 августа 2025 года компания Metalenz объявила о расширении своего продуктового и патентного портфеля, который теперь включает метаповерхностные технологии и системные приложения для безопасной биометрии.

Достижения:

• Более 140 миллионов метаоптических элементов уже интегрированы в потребительские устройства
• Портфель насчитывает более 150 патентных заявок и выданных патентов
• Запущено решение Polar ID — полностековое биометрическое решение для распознавания лиц
• Партнёрство с UMC для массового производства

Polar ID. Это ультра-безопасное, компактное и доступное решение для аутентификации по лицу для потребительских устройств, которое использует уникальные возможности метаповерхностей по сортировке поляризованного света.

Рыночная оценка. Сторонние исследования Yole Group подтвердили наличие метаповерхностей в смартфонах и планшетах от ведущих OEM-производителей, что подтверждает широкое массовое внедрение этой новой оптической технологии. Рынок метаповерхностей, по прогнозам, превысит $2 миллиарда.

MetaOptics на CES 2026

8 декабря 2025 года сингапурская компания MetaOptics (Catalist: 9MT) анонсировала представление пяти революционных продуктов на основе металинз на CES 2026 (6-9 января 2026, Лас-Вегас, стенд 60213-7).

Продукты:

1. 5G-смартфон с металинзами

• Ультратонкий оптический модуль без выступающей камеры
• Термостойкий дизайн на основе стекла
• Бесконтактный 3D-биометрический сканер отпечатков пальцев на основе металинз
• Процессор Qualcomm Dragonwing QCM6490

2. AI-очки с металинзами

• Процессор Qualcomm AR1 Snapdragon
• Компактная цветная камера на основе металинз
• Точное отслеживание и захват изображений
• Интуитивное управление жестами

3. Пикопроектор 2-го поколения

• Вдвое меньше предшественника
• USB-C подключение
• Бесшумная безвентиляторная работа
• Низкое энергопотребление

4. Улучшенный алгоритм повышения резкости изображения

• Разработан в партнёрстве с тайваньской компанией, специализирующейся на ИИ и машинном обучении
• Работает на GPU Nvidia
• Улучшает качество цветных изображений с IoT-камер

5. Большая прямоугольная металинза на 12-дюймовой стеклянной пластине

• Демонстрация масштабируемости производства

Заявление CEO. «Мы продолжаем прокладывать новые пути и раздвигать границы технологии металинз, переопределяя возможное в повседневных электронных устройствах», — сказал исполнительный председатель и CEO MetaOptics Тхнг Чон Ким.

Многослойные металинзы

22 сентября 2025 года учёные из ARC Centre of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems опубликовали исследование в Optics Express о новом подходе к многослойным металинзам.

Прорыв:

• Использование нескольких слоёв метаматериалов вместо одного
• Преодоление фундаментальных ограничений фокусировки множественных длин волн
• Алгоритмический подход создал сложные наноструктуры в форме клеверов, пропеллеров и квадратов
• Независимость от поляризации
• Улучшенная масштабируемость производства

Размеры наноструктур: около 300 нанометров в высоту и 1000 нанометров в ширину. Во-первых, у нас есть как минимум пара университетов, которые исследуют металинзы. И эти университеты одни из самых крутых в мире! Во-вторых, несколько стартапов, один из которых уже активно получает инвестиции и имеет более 140 миллионов своих продуктов в реальных устройствах. И, в-третьих, гиганты Samsung и Canon — уже в деле, причём последние не только делают металинзы, но и создают всё для их производства.

Но главное — технология уже вышла из лабораторий в реальные продукты.

Что мы получаем?

На CES 2026 (январь 2026) были представлены первые коммерческие смартфоны с металинзами без выступающих камер. Это уже не прототипы, а демонстрационные устройства, готовые к производству.

Samsung опубликовал исследование с 20% уменьшением толщины камер и планирует применение в видимом спектре для смартфонов.

Metalenz имеет более 140 миллионов своих метаоптических элементов в реальных устройствах — массовое производство уже идёт полным ходом.

Идеальная картинка

Идеальная картинка выглядит так: смартфон с сенсором от Sony, металинза от Canon или Metalenz. Ну, в большинстве флагмансов.

С другой стороны: флагманы Samsung с сенсорами ISOCELL, собственными металинзами и для широты картины Exynos под капотом. Кажется, это может влететь корейцам в копеечку.

По состоянию на февраль 2026 года будущее с невыступающими камерами в смартфонах уже не за горами — оно наступило. Первые коммерческие образцы показаны на CES 2026.

Ожидаемые сроки массового внедрения: 2026-2027 годы. Учитывая, что на CES 2026 уже показаны работающие прототипы, а Samsung и Metalenz активно ведут разработки, первые массовые смартфоны с металинзами могут появиться уже к концу 2026 — началу 2027 года.

Подозреваю, что через пару лет будем доплачивать за металинзы в смартфонах и за красивую плоскую заднюю стенку. В общем, за эстетическое удовольствие придётся заплатить, но в данном случае я точно не против!

Заключение

Металинзы — это не просто футуристическая концепция. Это реальность февраля 2026 года:

• Более 140 миллионов метаоптических элементов уже в устройствах (Metalenz)
• Первые коммерческие смартфоны без выступающих камер показаны на CES 2026 (MetaOptics)
• Samsung продемонстрировал 20% уменьшение толщины камер (август 2025)
• Canon производит оборудование для массового изготовления металинз
• Технология работает не только в ИК, но и в видимом спектре

Революция в мобильной фотографии происходит прямо сейчас. И она обещает вернуть нам те самые красивые плоские смартфоны, о которых мы мечтали, глядя на HONOR 9.

Будущее уже здесь. И оно тоньше человеческого волоса.

Новый микроспутник Canon CE-SAT-IE вышел на орбиту и успешно связался с наземной станцией на заводе Canon Electronics в городе Акаги (Япония).

Компания Canon запустила свой спутник CE-SAT-IE с космодрома Йошинобу 17 февраля 2024 года в космическом центре JAXA Танэгасима.

Через два дня компактная цифровая камера Canon PowerShot S110, установленная на микроспутнике, впервые успешно сфотографировала Калифорнийский залив. Любопытно, что эта камера используется в качестве вторичной оптической системы для съемки.

На снимке Калифорнийского залива видны 1000 километров (621 миля) красочной береговой линии. Этот регион, внесенный в список Всемирного наследия, также называют «аквариумом мира», здесь расположены богатые и разнообразные природные заповедники.

PowerShot S110 работает в паре с цифровой беззеркальной камерой Canon EOS R5 с высоким разрешением, которая служит основной оптической системой микроспутника. Камера R5 прикреплена к телескопу с объективом 400 мм.

С такой системой зона съемки с высоты примерно 670 километров составляет 6,5 на 4,3 километра.

CE-SAT-IE весит 70 килограммов и имеет размеры 50x50x80 сантиметров. Canon утверждает, что оптические системы, многочисленные датчики и исполнительные механизмы были разработаны собственными силами, также как и бортовые камеры.

CE-SAT-IE предназначен для наземной фото- и видеосъемки, а также для астрофотографии. Canon намерена продемонстрировать эффективность микроспутника в рамках своего бизнеса по дистанционному зондированию, получению геопространственной информации для предотвращения стихийных бедствий, а также получению спутниковых изображений с целью обеспечения безопасности и охраны.

Новый спутник является преемником спутника Canon CE-SAT-1. В рамках своего стенда на выставке CES в 2021 году Canon позволила людям сделать собственные фотографии Земли с помощью этого спутника.

Более старый микроспутник был запущен в 2017 году и имеет размер примерно с винный бочонок. В качестве основного устройства формирования изображения на нем использовалась цифровая зеркальная камера Canon EOS 5D Mark III, поэтому CE-SAT-IE получил значительное обновление разрешения: с 22,3 мегапикселей до 45 мегапикселей.

Металинзы — это относительно новая технология, которой ранее занимались стартапы и ученые, но сейчас ситуация меняется, поскольку компания Canon поверила в металинзы и стала не только производить их, но и выпускать оборудование для их изготовления.

Эксперты говорят, что технология произведет переворот в мире оптики. Металинзы — это плоские «линзы» способные фокусировать свет с помощью целого массива вертикальных пластинок, которые расположены на их поверхности. Такая «оптика» имеет толщину в 100 000 раз меньше, чем толщина стекла, то есть с их помощью можно создавать ультракомпактные объективы для смартфонов и не только. Возможно именно с помощью этой технологии мы снова вновь увидим устройства без выступающего блока камер.

Технология является новой: прототип металинзы, способный настраивать фокус без каких-либо подвижных частей, был создан всего два года назад учеными из Массачусетского технологического института. Сегодня крупнейшими игроками в этой области являются компании Metalenz и Samsung. Правда последняя лишь упомянула о том, что заинтересована в использовании этой технологии в смартфонах.

Компания Metalenz, напротив, занимается непосредственно исследованиями и производством металинз и является, пожалуй, самым крупным именем в этой области. В октябре прошлого года компания завершила второй этап финансирования и получила дополнительный раунд инвестиций в размере 30 млн. долларов, что свидетельствует об интересе к этой технологии.

Теперь же стало известно, что Canon также занялась освоением этой технологии: производством металинз, а также техники для их изготовления. По сообщению японского издания Mynavi News, компания продемонстрировала это во время Canon Expo 2023 — частной выставки Canon Group, на которой она демонстрирует свои новейшие разработки. Исторически сложилось так, что большая часть технологических новинок, представленных на выставках Canon, в течение короткого времени — часто всего за пару лет — выходит на рынок.

Мало того, что у Canon есть прототип металинзы, как показано на фотографиях издания, он был изготовлен с использованием новейшей системы производства под названием Nanoimprint, что можно перевести как «наноотпечаток», о которой компания объявила в начале этого месяца.

Canon не только производит металлинзы, но и использует для их изготовления аппаратные средства, которые также производит сама. Такой уровень инвестиций в технологию и тот факт, что она демонстрируется на выставке Canon Expo, подтверждает, что компания планирует двигаться в этом направлении со значительными инвестициями.

С появлением в этой области такого крупного игрока, как Canon, технология, которая пока еще не доказала свою жизнеспособность в потребительских устройствах, становится не только более интересной с точки зрения бизнеса, но и вероятность того, что она начнет появляться в устройствах, кажется гораздо более близкой, чем всего несколько недель назад.

Представьте, вы идете по улице и вдруг видите что-то невероятно красивое или что-то забавное. Что вы будете делать?

Скорее всего вы достанете камеру и сделаете снимок или видео, просто нажав одну кнопку. И вне зависимости от того на что вы снимаете – телефон или профессиональный фотоаппарат – вы вряд ли будете париться по поводу фокуса.

А всё потому что современные системы автофокуса работают настолько хорошо, что мы вообще перестали это замечать.

Но знаете ли вы, как работает автофокус? Как фокусировались раньше и как фокусируются сейчас? Сегодня это и обсудим.

А также протестируем одну из самых продвинутых систем автофокуса на примере камеры Canon EOS R5. Приготовьтесь, разбор будет очень подробный.

Дальномер

Скажу сразу, современные системы автофокуса работают довольно хитро. Поэтому, чтобы понять всю физику процесса, мы посмотрим как системы фокусировки развивались во времени.

Вернёмся в 1917 год. Тогда вышел удивительный фотоаппарат No. 3A Kodak Autographic Special, в котором конечно же не было автофокуса, но была другая волшебная технология — дальномер. А точнее оптический дальномер. Эта штука позволяла вам сфокусироваться вручную с достаточно высокой точностью при помощи одной хитрой визуальной подсказки.

В видоискателе дальномерного фотоаппарата в центре кадра была особая область, в виде круга или прямоугольника в котором изображение двоилось. А для того, чтобы сфокусироваться, нужно было повернуть кольцо фокусировки так, чтобы двоящееся изображение слилось в одно.

Как эта штука работает?

Вообще оптический дальномер позволяет рассчитывать расстояние до объекта. И делает он это при помощи простой геометрии и принципа параллакса.

Смотрите, дальномер состоит из двух объективов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, которое мы знаем.

За каждым объективом скрываются два зеркала. Одно зеркало находится напротив видоискателя, и оно полупрозрачное, поэтому через него мы видим свет, который напрямую проходит через первый объектив. А также мы видим отраженный свет от второго зеркальца, которое расположено напротив второго объектива. Поэтому в видоискателе мы видим наложение двух картинок друг на друга.

Первое зеркальце зафиксировано и не вращается, а второе зеркальце можно вращать. И вот собственно тут и начинается магия. Прокручивая фокус на объективе мы тоже вращаем зеркальце. И когда две картинки сливаются в одну, мы как бы получаем равнобедренный оптический треугольник с вершиной в точке фокусировки, до которой мы можем легко определить расстояние, решив простую геометрическую задачку.

А зная его настроить объектив, чтобы всё было в фокусе тоже не проблема.

Такой метод фокусировки самый примитивный и у него масса недостатков.

Во-первых, чтобы сфокусироваться нужны были четкие вертикальные линии в кадре. Во-вторых, такой способ фокусировки не работает с телеобъективами и вообще есть сложность, как это всё настраивать под сменные объективы.

Поэтому к 1930-м годам дальномерные камеры уступают в популярности однообъективным зеркальным камерам. В которых использовался куда более простой, но при этом абсолютно гениальный метод фокусировки.

Клинья Додена

По фильмам или может из личного опыта, вы наверняка видели, что в старых фотоаппаратах, в центре изображения находится какой-то странный круг.

Как правило он разделен линией по горизонтали или диагонали, а вокруг вообще какой-то калейдоскоп.

При этом поворачивая кольцо фокусировки, всё что вне этого круга уходит в расфокус, а изображение в самом круге раздваивается.

Но, если совместить изображение в центре, то всё становится четким и фотография получается в фокусе.

Отсюда вопрос? Что это за фокусы такие?

Вся магия происходит при помощи вот такой штуки, которая называется фокусировочный экран.

В зеркальных камерах он ставился между зеркалом и видоискателем, на схемке, это номер 5. Можете поставить на паузу и изучить подробнее.

Устройство зеркального видоискателя:

1. Объектив
2. Поворотное зеркало (в опущенном положении)
3. Фокальный затвор
4. Фотоплёнка или цифровая матрица
5. Фокусировочный экран
6. Коллективная линза
7. Пентапризма или пентазеркало
8. Окуляр

Так вот в центре фокусировочного экрана находятся так называемые клинья Додена.

Это две полуциллиндрических призмы, расположенные под небольшим наклоном друг к другу, но при этом они пересекаются в плоскости, совпадающей с поверхностью матового стекла.

Теперь смотрите. Для того того, чтобы изображение на фото было в фокусе, нужно чтобы лучи света пересекались ровно в плоскости фокусировочного экрана, который находится на том же расстоянии от линзы, что и пленка или матрица.

Так вот, если мы сфокусированы неправильно и лучи пересекаются чуть перед или после плоскости фокусировочного экрана, клинья Додена, за счет небольшого наклона, вносят свою корректировку и сдвигают изображение в разные стороны.

Но если если мы сфокусированы правильно и плоскость резкого изображения совпадает с поверхностью стекла и точкой пересечения клиньев, изображение выглядит цельным.

В этом случае говорят, что центральная часть изображения находится в одной фазе фокусировки. И это важная ремарка… В будущем поймете почему…

В целом, такой способ ручной фокусировки очень удобный. И даже сейчас во многих современных зеркальных камерах, вы можете использовать такой фокусировочный экран. Если например снимаете на винтажные объективы или просто предпочитаете ручную фокусировку.

Но мы то про автофокус, поэтому переходим к более современным системам фокусировки.

Активный автофокус

Итак, все системы автофокуса можно поделить на два типа: активные и пассивные.

Активная система – это когда камера для того, чтобы сфокусироваться посылает вовне какой-то сигнал. Например, инфракрасный свет или ультразвуковой сигнал или даже лазерный луч. Дальше она получает отраженный сигнал обратно, рассчитывает задержку и тем самым расстояние до объекта.

По такому принципу работают радары, лидары, ToF-камеры и всякие лазерные рулетки.

А среди фотоаппаратов первой камерой с инфракрасным локатором автофокуса был Canon AF-35M, который вышел в 1979 году.

Активные системы были хороши тем, что отлично фокусировались в темноте и на объекты без контрастных деталей. Но были и недостатки: во-первых, нельзя было сфокусироваться через прозрачное препятствие, скажем, окно. А также такие системы могли отпугивать животных.

А если нельзя сфотографировать кошечку, тогда вообще зачем нужен фотоаппарат?

Поэтому от активного автофокуса довольно быстро отказались. И сейчас такие системы используют только в качестве вспомогательного метода фокусировки, например чтобы сфокусироваться в темноте или для AR или 3D сканирования как в Айпедах и Айфонах.

А вот в качество основного решения автофокусировки используют пассивные системы.

Такие системы ничего не излучают во вне, и основаны только на анализе света поступающего внутрь камеры.

Контрастный автофокус

Пассивных систем тоже бывает два типа: фазовые и контрастные.

Самый распространённый метод фокусировки — контрастный. Он основан на очень простом принципе. Изображение в фокусе более контрастно, чем изображение не в фокусе.

Поэтому, чтобы сфокусироваться камера по сути наугад перебирает разные значения фокуса: чуть подкрутит фокус в одну сторону и смотрит какой стала картинка: более контрастной или менее контрастной.

Если более контрастной — камера продолжает двигать фокус в том же направлении. Если менее контрастной в обратном. И так шаг за шагом, пока не найдет положение, в котором картинка самая контрастная. При этом автоматика всегда сначала будет пролетать идеальное значение, для того чтобы понять, что оно было идеальным и вернуться обратно. У этого способа есть ряд преимуществ.

Во-первых, универсальность. Это чисто программный способ фокусировки, который используют только данные с матрицы и не требует никаких дополнительных модулей. Поэтому контрастный автофокус может работать вообще на любой цифровой камере, хоть зеркальной, хоть беззеркальной.

Во-вторых, так как, по сути, это просто алгоритм можно его совершенствовать бесконечно, потому камеры с контрастным автофокусом часто начинают фокусироваться лучше и быстрее с обновлением прошивки.

Тем не менее способ ненадежный. Есть недостатки.

Самые главные – это довольно низкая скорость и эффект рысканья. Это когда фокус елозит туда сюда, чтобы определить идеальное положение. И в фотографии это еще более-менее приемлемо. Но когда фокус играет при видеосъемки — это выглядит как брак.

Также контрастный автофокус плохо работает в темноте и часто ошибается с тем, какой именно объект должен быть в фокусе.

Поэтому самым крутым и надёжным методом фокусировки сейчас читается фазовый автофокус.

Фазовый автофокус

Фазовый автофокус обычно обозначают аббревиатурой PDAF или Phase Detection Autofocus.

Вот такие точки фокусировки в видоискателе знаете? Вот это так обозначены датчики фазовой фокусировки.

Я думаю принцип работы фазового автофокуса вам покажется знакомым.

Свет проходит через специальный разделитель луча, который делит его на две части или точнее фазы. Эти два луча попадают на специальный датчик тоже разделенный на две части.

Если объект в фокусе, то свет прилетает ровно в середину этого датчика. А если мы сфокусированы ближе или дальше то свет попадает ближе к центру или к краю этого датчика.

То есть, по сути, это тоже самое что и клинья Додена, которые тоже разделили лучи и отклоняли их.

Только раньше определять насколько разъехалась фаза приходилось нашим глазам, а теперь это делают специальные датчики.

Вся прелесть фазовой автофокусировки в том, что камера сразу может посчитать на сколько ошибся фокус и в какую сторону его нужно крутить.

Поэтому фазовый автофокус работает молниеносно и очень точно. Фазовая фокусировка считается самой надежной крутой и быстрой системой, например, спортивная фотография была бы вообще невозможно без фазового автофокуса.

Но есть и минусы.

Модуль фазовой фокусировки — это отдельный модуль, который нужно спрятать где-то в камере. Обычно он находится где-то внизу под матрицей. И это в целом довольно сложная и массивная конструкция из дополнительных зеркал и прочих элементов.  И всё это должно быть откалибровано с очень высокой точностью, иначе промахов не избежать.

Во-вторых, точность фокусировки сильно зависит от количества датчиков фокусировки и от их навороченности.

Это бывают горизонтальные датчики: в этом случае фокусировка будет возможно только объектов с вертикальными деталями. Также они могут быть крестообразными или диагональными. В любом случае, чем более навороченный модуль, тем он массивнее и дороже.

При этом как бы много не было датчиков они всё равно не покроют всю площадь кадра.

Ну и самое главное. Так как свет не может одновременно поступать и на матрицу и на модуль автофокуса. Такая штука не работает с видео. И может быть использована только в зеркальных камерах.

Но например, Canon EOS R5 — беззеркальная камера. При этом автофокус тут работает очень круто. Но каким образом?

Dual Pixel

И тут мы переходим к технологии Dual Pixel, которую придумали в Canon и которая просто перевернула представление о том, на что способен автофокус в особенности при съёмке видео.

Первая камера, в которой появилась технология Dual Pixel была Canon EOS 70D, она вышла в 2013 году.

Здесь же в Canon EOS R5 используется вторая усовершенствованная версия технологии – Dual Pixel CMOS AF II.

Как же эта штука работает?

Dual Pixel — это тоже фазовая система фокусировки. Просто вместо дополнительного отдельного модуля с отдельными датчиками фазового автофокуса, для фокусировки используется основная матрица. Для этого в каждом пикселе фотодиод делится на две части. А над каждым пикселем устанавливается микролинза, которая направляет свет на эти два фотодиода. Ну а дальше, также как и в случае с обычным фазовым автофокусом, анализируется насколько съехали лучи относительно идеальной точки фокусировки. И всё. Вот так просто и элегантно.

Эта технологии лишена недостатков стандартного фазового автофокуса:

Не нужны ни дополнительные модули, ни зеркала.

Может работать непрерывно в режиме видео, а не только с фото.

Есть свободный выбор зоны фокусировки. Например, в профессиональной камере EOS-1D X Mark II всего 61 точка фокусировки и это считается много. Но в EOS R5 можно выбрать 5940 положений, а область фокусировки покрывает почти 100% кадра.

При этом Dual Pixel II-го поколения в EOS фокусируется всего за 0,05 секунды и работает при очень низкой освещенности -6,5 EV. Это прямо ночь.

Ну и конечно же тут есть куча умных режимов фокусировки: отслеживания глаз, лица, головы и тела. Режим для съемки животных, предметов и прочее. И всё это работает при помощи глубоких нейросети и процессора DIGIC X.

Кстати, в с iPhone, Google Pixel и некоторых других смартфонах тоже используется аналогичный метод фокусировки.

В общем, за видео с правильным фокусом, по большей части мы обязаны именно технологии Dual Pixel. Сейчас — это вершина эволюции автофокуса.

Объективы

Ну и конечно, не будем забывать про объективы. На скорость фокусировки влияет тип мотора.

Например, Canon свои объективы делит на оптику с STM и USM моторами.

STM — это шаговый мотор. Такие моторы работают плавно, бесшумно и отлично подходят для видеосъёмки, где не требуется сверхвысокая скорость фокусировки.

STM бывает двух типов:

с шестеренчатой передачей

и с винтовой передачей

Объективы с винтовой передачей больше по размерам, на зато тише.

Но в целом для видео и неспешной фотографии любой STM объектив подходит, поэтому не всегда стоит переплачивать и брать более дорогие USM объективы.

USM

В таких объективах установлен ультразвуковой мотор. Он преобразует энергию ультразвуковой вибрации во вращающую силу для управления объективом.

И такие объективы фокусируются очень быстро. Что важно для репортажной/спортивной съемки, или может съёмки животных.

К примеру, если у вас очень резвые коты.

Их бывает три типа:

Ультразвуковой мотор кольцевого типа. Он состоит из ротора и статора. При подаче переменного тока с частотой около 30 000 Гц на статор создаются вибрации, вызывающие непрерывное вращение ротора.

30 000 Гц — это ультразвуковая частота, поэтому мотор называется ультразвуковым.

Второй тип — Micro USM. В принципе тоже самое что и USM, но в более компактном исполнении.

Но еще есть Nano USM. И вот это совсем новый тип фокусировки, представленный в 2016 году.

Nano USM работает также плавно и бесшумно как STM, но со скоростью USM. И это чистый кайф. Получаем идеально плавную и быструю фокусировку.

Еще существуют моторы постоянного тока DC. Если в названии объектива не указано USM или STM, скорее всего это DC. Такие моторы самые шумные и медленные.

Но встречаются не часто, а например, в новой линейке объективов Canon для беззеркалок с байонетом RF таких вообще нет, есть только STM и USM. Можно брать любой не парясь, благо линейка очень большая и постоянно пополняется

Все RF объективы что я держал — пушка, очень советую. Особенно порадовал Canon RF 100mm F2.8L Macro IS USM.

Брекетинг фокусировки

Кстати, для макросъёмки тут есть очень крутая фича — брекетинг фокусировки.

Камера делает серию снимков, начиная с указанного расстояния фокусировки, а затем постепенно двигаясь в сторону бесконечности.

После чего серия кадров склеивается в один снимок, в котором на постпродакшене можно сделать большую глубиной резкости, чтобы всё было в фокусе.

Надеюсь вам, как и нам стало понятнее как работает автофокус.

Эксперты Яндекс.Маркета изучили спрос на фототехнику и узнали, какие устройства были популярными за прошедший год. В исследовании использовались данные сервиса о переходах пользователей в интернет-магазины в период с 14 мая 2019 года по 14 мая 2020 года.

В течение года спрос на фотоаппараты был стабильным, однако наблюдались и традиционные всплески спроса на «чёрную пятницу» и накануне Нового года, а пик пришёлся на 23 декабря. Также перед Новым годом пользователи Яндекс.Маркета больше обычного интересовались фотоаппаратами моментальной печати. По мнению экспертов, именно эту категорию фототехники россияне чаще всего предпочитают в качестве подарка. В то же время спрос на объективы в течение года оставался стабильным и не имел выраженных всплесков.

Фотоаппараты

За последний год среди всех производителей фотоаппаратов самым популярным оказался Canon — 39% пользовательских переходов пришлись на предложения устройств именно этого бренда. На втором месте был Sony (20% переходов), а на третьем — Nikon (19%).

Самой популярной моделью стала Canon EOS 5D Mark IV Body со средней стоимостью около 150 тысяч рублей. Второе место в рейтинге заняла более дешёвая модель от Canon — EOS 6D Mark II Body (средняя стоимость около 90 тысяч рублей). На третьем месте оказался фотоаппарат Sony Alpha ILCE-7M3 Body со средней стоимостью около 130 тысяч рублей.

За последний год россияне в одинаковой степени интересовались как зеркальными, так и беззеркальными моделями со сменной оптикой — на такие устройства пришлось по 39% переходов пользователей.

В целом пятёрка самых популярных моделей фотоаппаратов среди пользователей Яндекса.Маркета выглядит так:

1. Canon EOS 5D Mark IV Body
2. Canon EOS 6D Mark II Body
3. Sony Alpha ILCE-7M3 Body
4. Canon EOS 4000D Kit
5. Canon EOS M50 Kit

Объективы

Как и в случае с фотоаппаратами, наиболее популярным производителем объективов стал Canon. За прошедший год на предложения объективов от этого производителя пришёлся 31% пользовательских переходов. Далее в рейтинге были Nikon (14%) и Sony (13%).

Чаще всего россияне интересовались стандартными объективами — почти половина переходов пришлась именно на такие предложения. Широкоугольный объектив стал вторым по популярности (26%), а телеобъектив — третьим (21%). Самой популярной стала модель от Canon со средней стоимостью около 8 тысяч рублей, а самой дорогой — объектив Canon EF 24-70mm f/2.8L II USM со средней стоимостью более 100 тысяч рублей.

Топ-5 наиболее популярных объективов на Яндекс.Маркете:

1. Canon EF 50mm f/1.8 STM
2. Canon EF 50mm f/1.4 USM
3. Canon EF 24-70mm f/2.8L II USM
4. Tamron 28-75mm f/2.8 Di III RXD (A036) Sony E
5. Canon EF 85mm f/1.8 USM

Фотоаппараты моментальной печати

Среди фотоаппаратов моментальной печати в пятёрку самых популярных моделей вошли в основном устройства от японского производителя Fujifilm. На первом месте оказался Fujifilm Instax Mini 9 со средней стоимостью около 5500 рублей. На втором — более дорогая модель (средняя стоимость около 13 тысяч рублей) Polaroid Snap Touch. Третьим по популярности фотоаппаратом моментальной печати стал Kodak Mini Shot со стоимостью около 5—6 тысяч рублей.

Рейтинг наиболее популярных фотоаппаратов моментальной печати на Маркете выглядит так:

1. Fujifilm Instax Mini 9
2. Polaroid Snap Touch
3. Kodak Mini Shot
4. Fujifilm Instax Wide 300
5. Fujifilm Instax SQ 6

Японская компания решила порадовать поклонников ретро-технологий, анонсировав 2 камеры, которые умеют моментально печатать изображения. Скорость составляет около 50 секунд.

https://youtu.be/lw1bPsh8LII

Zoemini C обладает модулем 5 Мп и LED-вспышкой. Zoemini S получила модуль 8 Мп и кольцевую вспышку из 8 светодиодов, Bluetooth. Слот для microSD достался обеим. В свою очередь, Zoemini способен подключаться к «облакам» и делить 1 фотографию на несколько карточек.

Все гаджеты Canon дружелюбны со смартфонами на Android и iOS. Для полноценной работы рекомендуется скачать фирменное приложение, которое позволяет удаленно спустить затвор, наложить эффекты или опубликовать в социальной сети.

Старт продаж в Европе намечен на апрель, в России — на июль-декабрь 2019 года. Младшая модель обойдется в 130 евро, старшая — в 180 евро. В комплекте бесплатно идут 10 листов водоотталкивающей бумаги Zink с липким слоем. Наборы для печати будут продаваться отдельно в 2 вариантах: 20 и 50 штук размером 5 x 7,5 см.

Источник: Canon, Canon, Canon

С января по февраль 2019 года Reputation Institute опросили 230 000 людей, чтобы выяснить, какие из 7 600 компаний обладают лучшей репутацией. По результатам был составлен Global RepTrak.

Отметим, что Facebook и Uber не удалось попасть даже в топ-100.

Источник: ReputationInstitute

Команда «Яндекс.Маркета» изучила спрос пользователей на фотоаппараты и их возможности с 1 января по 31 декабря 2018 года. Интерес к категории был стабилен на протяжении всего периода, однако в мае стал наименьшим, а в сентябре — наивысшим.

Потребители наиболее активно кликали на модели с возможностью смены объектива (77%) и матрицей APS-C (45%).

Средняя стоимость востребованной фототехники за год составляла от 64 000 до 76 500 рублей.

Источник: Yandex

Аналитики IAM и ktMINE провели исследование и выяснили, что «золото» по количеству зарегистрированных патентов ушло от IBM к Samsung. Если точнее, то разрыв составил внушительные 29 153 документа* в пользу южнокорейской компании.

Всего в рейтинге оказалось 45 компаний из США, 39 — из различных государств, 14 — из Европы, 2 — из КНР.

* Сведения актуальны на 1 января 2018 года для Патентного ведомства США

Источник: IamMedia

Знаменитый ресурс, специализирующийся на оценке фотовозможностей техники, обновил рейтинг по камерам. Раньше максимальная оценка составляла 100 баллов, но Hasselblad первой удалось преодолеть этот рубеж и завоевать 102 балла.

Отметим, что в топ-20 попали модели из 2012-17 годов. Полный список с подробной информацией об устройствах можно посмотреть на сайте DxOMark.