A corrida pelas melhores câmeras em smartphones sempre foi uma questão de números. Qual fabricante consegue exibir mais megapixels, mais câmeras ou, cada vez mais, um zoom superior? No entanto, as leis da física mostram que zoom óptico e telefones ultrafinos simplesmente não combinam bem.
Em meados de 2020, surgiram notícias de que a Apple poderia incorporar uma lente telefoto periscópica em um futuro iPhone. As lentes periscópicas já existem há algum tempo e são uma solução eficaz para os problemas de tamanho que as lentes telefoto tradicionais enfrentam.
Vamos entender como elas funcionam e o que isso implica para o futuro da indústria de smartphones.
O Tamanho Importa na Fotografia
As limitações na fotografia sempre foram de natureza física, e não tecnológica. Certas leis da óptica são imutáveis. É por isso que as lentes de câmeras DSLR e mirrorless são tão grandes e volumosas. Para garantir longas distâncias focais e grandes aberturas, as próprias lentes precisam ter um certo tamanho.
Por exemplo, uma lente com distância focal de 200mm e abertura máxima de f/2.8 precisa de um elemento frontal de lente com mais de 70mm de diâmetro. E isso nem inclui considerações de fabricação.
As câmeras de smartphones enfrentam as mesmas limitações, mas numa escala muito menor. Por terem sensores menores, conseguem maior ampliação a partir de distâncias focais mais curtas. No entanto, essa configuração traz muitas desvantagens.
O iPhone 11 Pro, por exemplo, possui uma lente telefoto equivalente a 52mm em full-frame, que na verdade tem apenas 6mm. Isso quer dizer que, para tirar a mesma foto com uma DSLR profissional, seria preciso uma lente de 52mm. Como o sensor da câmera telefoto do iPhone mede 1/3.6 polegadas (cerca de 5mm na diagonal), obtém-se a ampliação equivalente.
Porém, os fabricantes começam a enfrentar dificuldades. Não é possível reduzir muito os sensores de câmera sem que as perdas se tornem inaceitáveis. Sensores pequenos apresentam desempenho inferior em condições de pouca luz e têm mais dificuldade com resoluções mais altas.
Se a Apple quisesse aumentar o zoom no iPhone, poderia (em teoria) reduzir pela metade o tamanho do sensor. No entanto, provavelmente seria caro de produzir e resultaria numa péssima experiência para o usuário.
A melhor opção é aumentar o tamanho da lente.
Contornando o Desafio
Aumentar o tamanho de uma lente também traz complicações. O iPhone 11 Pro tem apenas 8.1mm de espessura. Mesmo que uma lente de 6mm de distância focal não precise ter exatamente 6mm de comprimento, ela precisa estar próxima disso. Assim, ainda ocuparia uma parte significativa do espaço interno de um smartphone. Não há espaço suficiente para adicionar uma lente de 12mm num telefone com apenas 8mm de espessura.
A não ser que você faça isso de lado.
Uma lente periscópica funciona de forma similar a um periscópio de submarino. A luz entra no elemento frontal e é refletida em 90 graus por um espelho inclinado. Em seguida, passa por outros elementos da lente até atingir o sensor da câmera, onde é gravada como uma foto. Ao redirecionar a trajetória da luz, lentes mais longas não precisam ser tão profundas, pois podem ser largas.
Para os fabricantes de telefones, essa é uma vantagem crucial. É muito mais prático encontrar espaço para uma lente telefoto mais longa na horizontal do que reduzir o sensor ou tornar o telefone mais grosso.
Assim, os fabricantes não ficam limitados a lentes equivalentes a 50mm com zoom óptico de 2x (ou, com algum esforço e marketing questionável, 3x). Isso torna possível o uso de lentes de 100mm (cerca de 5x zoom) ou até mesmo de 200mm (cerca de 10x zoom).
É claro que ainda existem perdas e a tecnologia é relativamente recente, mas supera a maior dificuldade de adicionar zoom óptico a um smartphone.
Zoom Digital vs. Zoom Óptico
Se você está pensando que seu iPhone já tem zoom de 10x, você está certo, mas também muito errado. Há um motivo para nos referirmos principalmente à distância focal em vez de multiplicadores de zoom.
Isso acontece porque há uma diferença fundamental entre zoom óptico e digital (ou aprimorado, super-resolução, espacial ou auxiliado por IA). No zoom óptico, a ampliação é resultado das propriedades ópticas de uma lente com maior distância focal. Objetos distantes parecem genuinamente mais próximos, como se vistos através de um telescópio, sem perda de qualidade da imagem.
Este zoom de 10x num iPhone é apenas um recorte do zoom de 2x.
O zoom digital, em suas várias formas, é apenas uma forma sofisticada de dizer que uma foto é recortada para simular uma imagem ampliada. É verdade que o zoom digital percorreu um longo caminho. Com sensores de alta resolução, “binning” (vários pixels tratados como um único pixel grande) e algoritmos de upscaling aprimorados, os fabricantes estão obtendo resultados melhores.
Ainda assim, isso é equivalente a tirar uma foto e recortá-la posteriormente. Não há ampliação real e sempre haverá perda de qualidade à medida que você aumenta o zoom.
Obviamente, não é possível construir uma campanha de marketing em torno dessa verdade.
Lentes Periscópicas já Estão Disponíveis
A Apple não será a primeira a entrar na onda do periscópio. Fabricantes chineses, como Oppo e Huawei, já exploram essa tecnologia há vários anos. O Huawei P40 Pro+ possui uma lente telefoto periscópica de 10x, equivalente a uma lente de 240mm em uma câmera full-frame.
A câmera grande angular do Huawei P40 Pro.
O Samsung Galaxy S20 Ultra, mais disponível no mercado, possui uma lente periscópica telefoto de 5x, que equivale a aproximadamente 100mm. No entanto, o marketing da Samsung se esforça para obscurecer essa informação com alguns multiplicadores verdadeiramente exagerados.
O periscópio de zoom óptico de 5x. Observe a qualidade da imagem!
Como acontece com muitos outros recursos de telefones, mesmo que a Apple não seja a pioneira, causará um grande impacto quando entrar nesse mercado. Podemos assumir com segurança que, entre agora e o lançamento do eventual iPhone com lente periscópica, essa tecnologia se tornará um diferencial muito mais desejado.