Zoom peryskopowy. Co to takiego?

Na początek kilka słów o tym, czym właściwie jest sam peryskop. To, mówiąc najkrócej, przyrząd optyczny pozwalający na oglądanie obiektów znajdujących się poza polem widzenia obserwatora. Jest to możliwe za sprawą jego pozornie nieskomplikowanej konstrukcji, opartej na systemie luster i soczewek umieszczonych w obudowie złożonej z okienka (to tu wpadają promienie świetlne), tubusu (obudowy z pryzmatami i soczewkami) oraz okularu (to tutaj przykłada swe oko obserwator). Poziome promienie świetlne wpadają najpierw do okienka, skąd kierowane są potem pionowo w dół rury peryskopu, gdzie zostają następnie odbite przez lustro lub pryzmat, by trafić w końcu (znów poziomo) do oczu obserwatora.

Peryskop, którego prototyp opracował w XVII w. Jan Heweliusz, był przez wieki stałym elementem wyposażenia okrętów podwodnych. Pozwalał bowiem na obserwację powierzchni morza i całego widnokręgu bez konieczności wynurzania jednostki pływającej. Konstrukcja peryskopów zmieniała się oczywiście wraz z rozwojem optyki. Lustra zastępowano pryzmatami, a peryskopy tradycyjne wypierane były przez peryskopy składane lub wysuwane.

W obiegu pojawiły się również ich wyspecjalizowane odmiany, takie jak peryskopy wachtowe czy nocne, stworzone do pracy w kiepskich warunkach oświetleniowych (jeszcze inny rodzaj peryskopu - peryskop odwracalny pozwalający na obserwację dookolną bez konieczności odwracania głowy - opracował tymczasem polski inżynier Rudolf Gundlach). Mimo wielu udoskonaleń, sama zasada działania peryskopu pozostała jednak przez dekady właściwie niezmieniona.

Największym ograniczeniem teleobiektywów montowanych dotąd w smartfonach były przede wszystkim technologia i prawa fizyki. Jest jasne, że bez radykalnego zwiększania rozmiaru współczesnych telefonów komórkowych niemożliwe byłoby osiągnięcie ponaddwukrotnego (a w najlepszym razie ponadtrzykrotnego) zbliżenia optycznego.

Obraz możemy przecież powiększać bezstratnie tylko za pomocą soczewek, a te - jak wiadomo - nie należą zwykle do najmniejszych. Gdybyśmy więc chcieli zmieścić w naszym smartfonie układ optyczny znany choćby z aparatu kompaktowego lub klasycznej lustrzanki, musielibyśmy się pogodzić ze znacznym zwiększeniem jego rozmiarów. Czy oznacza to, że przez ograniczenia, jakie nakładają na nią prawa fizyki, współczesna fotografia mobilna zdążyła już zabrnąć w ślepy zaułek? Niekoniecznie.

Rozwiązaniem okazał się bowiem obiektyw w układzie peryskopowym, który - jak się zdaje - otwiera przed fotografią mobilną zupełnie nowe perspektywy, dając jej szansę wyjścia z dotychczasowego impasu. Tegoroczny flagowiec Huawei  P30 Pro to telefon wyposażony w innowacyjny peryskopowy zoom. Umożliwia wykonanie zdjęć w niespotykanym dotąd zbliżeniu, przy użyciu 10-krotnego zoomu hybrydowego lub 50-krotnego zoomu cyfrowego. W nowym, poczwórnym aparacie modelu P30 Pro, stworzonym we współpracy z Leica, znajduje się też superczuły sensor, który zapewnia wysoką jakość zdjęć i filmów wideo wykonanych w słabym świetle, nawet w nocy.

Zamontowany w nim teleobiektyw działa na tej samej zasadzie, co klasyczny peryskop: promienie świetlne wpadające do okna aparatu załamywane są najpierw pod kątem 90 stopni przez wewnętrzny pryzmat, a następnie przechodzą przez soczewki powiększające, które kierują je wreszcie na matrycę światłoczułą. Dzięki takiemu rozwiązaniu, inżynierom Huawei udało się opracować 8-megapikselowy obiektyw peryskopowy zapewniający pięciokrotne, bezstratne przybliżenie obserwowanego obrazu (to ekwiwalent aż 125-milimetrowej ogniskowej!).

Stosując taką konstrukcję, projektanci modelu P30 Pro zdołali zachować jego kompaktowe wymiary (grubość urządzenia wynosi raptem 8,41 mm) i niewielką wagę (nieprzekraczającą 200 g), nie poświęcając przy tym jakości zdjęć wykonywanych za pomocą teleobiektywu.

Zastosowanie obiektywu w układzie peryskopowym sprawia, iż Huawei P30 Pro jest urządzeniem, z którym - przynajmniej na papierze - nie może się obecnie równać żaden inny, konkurencyjny flagowiec. Sprawdźmy jednak, jak omawiany tu pięciokrotny, bezstratny zoom spisuje się na co dzień i czy wszystkie dotyczące go deklaracje producenta są w stanie przetrwać konfrontację z rzeczywistością.

Najlepsza okazja, by zweryfikować jego możliwości, nadarza się podczas redakcyjnego wyjazdu do Wrocławia, gdzie udaje nam się wjechać na dach jednej z galerii handlowych. Roztacza się z niej widok na ulicę Klemensa Janickiego i jej przedłużenie - ulicę Wincentego Kraińskiego (ciąg obu ulic liczy ok. 350 m). Pierwsze zdjęcie robimy bez zbliżenia, głównym, 40-megapiskelowym obiektywem telefonu:

Drugie zdjęcie robimy za pomocą peryskopowego teleobiektywu (zbliżenie jest więc pięciokrotne i bezstratne):

Trzecie zdjęcie wykonujemy sięgając po dziesięciokrotny zoom hybrydowy. W tym trybie moduł fotograficzny Huawei P30 Pro łączy z sobą obrazy pochodzące ze wszystkich obiektywów, scalając je w jeden, ostry i wyraźny kadr. Gdybyśmy nie wiedzieli, że w przypadku przybliżenia hybrydowego do akcji wkracza już oprogramowanie smartfonu, moglibyśmy się nawet nie domyślić, że nie zostało ono wykonane tradycyjnym teleobiektywem. Owszem, drobne spadki jakości są widoczne w kilku miejscach, ale nie zapominajmy, że zdjęcie zrobiliśmy za pomocą telefonu, a nie lunety:

Trzeba przyznać, że jak na zbliżenie będące efektem współpracy wszystkich obiektywów telefonu (tudzież połączenia zoomu optycznego z cyfrowym), jakość i szczegółowość powyższego zdjęcia jest po prostu imponująca.

Z dachu wspomnianej galerii handlowej udaje nam się zrobić jeszcze kilka interesujących zdjęć. Tym razem w kadrze umieszczamy ukończony w 2016 r. budynek OVO Wrocław - jeden z najsłynniejszych przykładów stylu blob w naszym kraju. Kompleks fotografujemy za pomocą obiektywu szerokokątnego wyposażonego 20-megapikselowy obiektyw o jasności f/2.2, aparatu głównego i teleobiektywu. Na pierwszy ogień idzie "szeroki kąt":

Zaraz potem sięgamy po główny, nieco "węższy" obiektyw telefonu:

Na koniec postanawiamy zaprzęgnąć do pracy obiektyw peryskopowy. Przyznajemy - ilość detali (szyldy, tablice rejestracyjne, refleksy świetlne, łączenia płyt pokrywających elewację OVO Wrocław), które zdołał uchwycić teleobiektyw Huawei P30 Pro, po prostu wprawia nas w osłupienie:

Kolejną serię zdjęć wykonujemy z kolei z tarasu widokowego umiejscowionego na szczycie wrocławskiej Archikatedry św. Jana Chrzciciela. Tym razem sprawdzamy, jak będą wyglądały fotografie panoramy miasta wykonane za pomocą obiektywu szerokokątnego, głównego oraz peryskopowego i ile detali uda nam się zmieścić w poszczególnych kadrach. Najpierw zdjęcie z "szerokiego kąta":

Kolejne zdjęcie robimy już za pomocą głównego aparatu telefonu:

Ostatnie zdjęcie robimy natomiast za pomocą teleobiektywu:

To zdjęcie robi na nas chyba największe wrażenie. Przedstawia bowiem budynki (położone nad rozwidleniem Odry, przy zbiegu ulicy Piaskowej i Grodzkiej; na pierwszej fotografii widnieją nieco po lewej stronie, niemal na linii horyzontu), które w obiektywie szerokokątnym zdawały się zaledwie majaczyć. Tutaj wszystko jest ostre i wręcz nabite detalami.

Po tym, co zobaczyliśmy na zdjęciach, przyznajemy bez zbędnej gadaniny: peryskopowy teleobiektyw Huawei P30 Pro robi znakomite i bardzo szczegółowe fotografie. Nie jest to już wyłącznie konstrukcja, która mogłaby zastępować nasz aparat (czy nawet lustrzankę) wyłącznie w sytuacjach awaryjnych, lecz sprzęt, który można z sobą śmiało zabrać nawet w długą i forsowną podróż.

Moduł fotograficzny Huawei P30 Pro to konstrukcja prawdziwie uniwersalna i wielozadaniowa. Testy, którym poddaliśmy redakcyjny egzemplarz, nie pozostawiają jednocześnie wątpliwości, że sprawdzi się on w każdej sytuacji - zarówno wtedy, gdy zechcemy sfotografować niewidoczne gołym okiem detale daleko położonych obiektów, jak i wtedy, gdy będziemy robić zdjęcia portretowe bądź nocne.

Na koniec wypada jeszcze tylko zaznaczyć, że wszystkie zdjęcia opublikowane w niniejszym artykule zrobiliśmy telefonem Huawei P30 Pro. Co ważne, fotografując nie korzystaliśmy ze statywu czy innych form stabilizacji telefonu. Zdjęcia robiliśmy wyłącznie "z ręki", korzystając jedynie od czasu do czasu z funkcji głosowej aktywacji spustu migawki.

Artykuł powstał we współpracy z firmą Huawei