Hvordan XPS 13 fiksede sit webcam-problem uden at bruge et hak

Vi elsker skærme med tynd kant. Jo tyndere, jo bedre. Alligevel er der et problem, der har plaget denne ellers fantastiske designinnovation.

Webkameraet.

Dell, pioneren inden for tynde rammer bærbare computere, valgte at placere webkameraet under skærmen. Resultatet var et lidet flatterende "næse-cam", der føltes som et hold-over for en reel løsning på problemet. Det seneste version af XPS 13 introducerer endelig den rettelse. Ingeniørerne og teknologerne hos Dell har krympet kameraet for at få det til at passe ind i en minimal bezel.

At gøre det krævede mange års arbejde og tvang Dell til at overveje mange løsninger, herunder et smartphone-lignende hak.

Arven fra nose-cam

Næsekameraet på XPS 13 var dens akilleshæl. Det var numsen af ​​vittigheder fra både andre producenter og pc-entusiaster.

"Vi har fået mange gode tilbagemeldinger. Vi har også fået en masse spids feedback, hvilket også er godt," fortalte Randall Heaton høfligt. Han har været produktchef for XPS clamshells hos Dell, siden før InfinityEdge-rammene først blev introduceret. ”På den måde ved vi, hvad vi skal arbejde med. Jeg vil indrømme, at jeg ikke var klar over, at jeg havde en dobbelthage, før den kameraplacering. Så jeg forstår godt feedbacken."

Dell tog kritikken godt, fordi den vidste, at en rettelse var påkrævet. Det har aldrig været en permanent løsning at placere kameraet under skærmen med næseborene opad. Alligevel fortryder Dell ikke at have indgået kompromiset.

"Vi har altid vidst, at vi skulle løse det," sagde Heaton. “Da vi gik til InfinityEdge, var der internt meget tvivl om, hvorvidt det var den rigtige beslutning. Det er klart, at tynde rammer virkede som den smarte ting at gøre. Flytter du kameraet til bunden? Det virkede ikke som en smart ting at gøre. Jeg tror, ​​der var mere angst for os selv. Vil alle andre tænke, at det er den rigtige afvejning, vi har lavet her?”

Givet hvordan trenden med tynde rammer har taget fart, synes svaret klart. Der er ikke en eneste bærbar producent i dag, der ikke gentager sig på smalle rammer på en eller anden måde. Selv Apple har skåret sine MacBook-rammer ned som reaktion på presset fra stadigt tyndere rammer.

"Da vi tog beslutningen, troede vi, at det var et problem, vi vil løse med den næste iteration. Hvad vi ikke var klar over, hvor stor en udfordring det ville være for vores ingeniørteams og teknologer rent faktisk at skabe en løsning […]”

Vanskeligheden ved situationen blev tydelig, da Dells konstruerede begyndte arbejdet på den første XPS 13's efterfølger. Ingen enkelt kamerakomponent var problemet. Hver komponent var et problem. Sensoren var for stor, linsen var for stor, printkortene var for store, og der var brug for endnu mere hardware for at forbinde det hele. At klemme et kamera tilbage i den øverste ramme var ikke et spørgsmål om at omarrangere dele. Det betød at konstruere nye dele og pakke dem på nye måder.

Derfor var det ikke den første mulighed at skrumpe kameraet - og vi skulle alle være glade for, at Dell ikke valgte af de alternativer, der blev overvejet.

Det hak, der aldrig var

At skære et hak ud i displayet synes at være den oplagte løsning ved første rødme. iPhone gjorde det først, og næsten hver smartphone producenten har fulgt trop. Det er kun et spørgsmål om tid, før de kom til bærbare computere, ikke?

"Der var masser af andre ideer, der svævede rundt," fortalte Maxwell Andrews, en administrerende ingeniør hos Dell. "Vi overvejede faktisk [et hak] en del, før telefonmarkedet implementerede dette."

Mere Dell XPS 13-dækning

• Anmeldelse: Dell XPS 13 var allerede den bedste bærbare computer. Nu er det næsten perfekt.
• Huaweis Matebook 13 er chokerende god, men kan den udfordre Dell XPS 13?
• 2-i-1'er falmer, mens førsteklasses bærbare computere kæmper slaget om kanterne
• Alt nyt med 2019 Dell XPS 13

Hvis det gør dig nervøs, er du ikke alene. At placere et hak i en Windows-bærbar computer er ikke helt som at gøre det på en iPhone. Det første af de mange problemer lå i selve brugeroplevelsen.

"Vi lavede nogle mockups," sagde Andrews. "At have dette smukke, uforstyrrede lærred og derefter at trænge ind i det er ret grelt. Vi ønskede ikke at påvirke folks visningsoplevelse for en kamerafunktion, som de fleste kun bruger lejlighedsvis. Displayet er noget, kunderne bruger hver eneste dag. Det er produktets flagskib. Det er her al informationen, alt arbejdet, alt indholdet - det kommer gennem det display."

Andrews har ret. At tage en selfie på en smartphone er lidt mere almindelig end at tage en på en pc. Og at få plads til et hak på Instagram eller WhatsApp er én ting. Men i Photoshop eller Google Chrome eller CAD? Det er anderledes. Et hak kunne nemt skjule vigtige værktøjslinjer, som brugerne skal have adgang til.

Windows tillader heller ikke den samme grad af tilpasning som iOS eller Android gør. Apple styrer fuldstændigt iOS, mens Google har meget lidt kontrol over Android. Microsoft har dog en mening om den grundlæggende oplevelse, som alle Windows-brugere bør have, og selvom Dell er en af ​​de større pc-producenter, selv om den ikke har nok indflydelse, bede om en helt ny Windows-funktion, der kun gavner én bærbar.

Det var det. Hakket var ude. Men det var ikke den eneste mulighed på bordet. Det er her, tingene bliver mærkelige.

Et koncept satte kameraet bag skærmen, hvilket ville have løst problemet fuldstændigt. Dette er ligesom hakket ikke et helt nyt koncept. Forskellige virksomheder har forfulgt ideen på forskellige måder, dog med ringe succes. Dell var ingen undtagelse. Virksomheden kunne ikke købe det OLED-panel, det havde brug for, og tidlige tekniske tests gav ikke gode resultater.

"Der er mange artefakter, der er skabt, fordi du i det væsentlige stadig optager gennem et gitter af ledninger, så billedkvaliteten er forfærdelig. Selvom vi havde et OLED-panel at arbejde med, levede det bare ikke op til kvalitetskravene."

En anden løsning involverede at dræbe et par pixels midt på skærmen og sætte kameraet bag det. Det havde dog et åbenlyst problem - døde pixels midt på skærmen.

Desperate blev Dells ingeniører tvunget til at overveje usædvanlige løsninger. Det mærkeligste var et periskopkamera. Andrews beskrev et kamera, der blev foldet til en "L"-form, bøjet i en 90-graders vinkel, så sensoren kunne flugte med linsen. Det var en spændende idé, der hjalp med at holde rammen lille, men den resulterede i sine egne fremspring fra chassiset.

I sidste ende måtte Dell vende tilbage til den åbenlyse, men svære løsning. Kameraet skulle være mindre. Med målet åbenlyst gik virksomhedens ingeniører på arbejde, selvom de ikke anede om succes var mulig.

En skår her, en skår der

De fleste komponenter, der udgør et webcam placeret i din computer, er lavet af forskellige firmaer. Sensoren, linsen, strukturen omkring linsen - selv processen med at sætte den sammen. Meget af det er uden for Dells indflydelsessfære.

"Vi var nødt til at lave en masse dybe undersøgelser med vores leverandører for at se, hvad vi kunne gøre fremskridt,” fortalte Andrews os. "I sidste ende så vi en vej, hvor hvis vi kunne få det mindre objektiv, nogle optimeringer fra vores sensorleverandør og en bedre måde at pakke disse to komponenter sammen, der fjerner nogle af de unødvendige mekaniske dele af kameraet, kunne vi nå til noget meget, meget lille."

Det startede med sensoren. Denne centrale komponent er en varedel, der er beregnet til at blive solgt som en standarddel til mange leverandører. At overbevise en leverandør om at lave en lille tilpasset sensor til Dell var ikke ved at ske. Dell er måske en af ​​de største pc-producenter, men sammenlignet med den slags tal, smartphone-virksomheder presser på, har den ikke meget indflydelse.

I stedet skulle virksomheden gøre noget langt mere udfordrende. Den skulle overbevise sine partnere om, at den var på vej til noget stort. Noget større end bare Dell.

"På det tidspunkt tror jeg ikke, de havde så stor interesse i at løse problemet, fordi vi var de eneste, der lavede en tynd kant," fortalte Randall Heaton os. "Men nu hvor flere og flere notebooks kommer ud med tyndere rammer, tænkte producenten, "Okay, det giver mening for mig at udvikle en ny fremstillingsproces til dette og gøre det på en effektiv måde måde.'"

Dell startede denne tynde rammetrend, og i sidste ende så dens leverandørpartner fordelen. Dell var en af ​​de første købere, der snuppede sensorerne varme fra samlebåndet.

Med den mindre sensor i hånden havde Dell brug for et mindre objektiv og plastikhus for at sætte det hele sammen. Dette var også sværere, end du måske tror. At bygge det nye kamera var ikke kun et spørgsmål om at bede firmaet, der monterede det, om at skrue delene tættere sammen. Der skulle helt andre teknikker til for at barbere de sidste par millimeter af.

"Da de faktisk samler kameraet, arbejder vi sammen med dem om at bringe noget af det virkelig avancerede monteringsmaskineri fra deres mobiltelefonkameraproduktionslinje over til pc-siden, hvilket er noget, de ikke havde gjort før,” sagde Andrews. "Vi pressede dem virkelig til at modernisere deres pc-kamerasamling, så vi kunne opnå denne ekstremt lille pakke."

Hvor avanceret? Nå, det involverer robotter og lasere. Tråden, der normalt holder objektivet direkte på linje med sensoren, var en del af den lodrette stak, der ikke passede i rammen. Så den blev fjernet. Linsen placeres nu af en robot for at sikre en perfekt justering og limes derefter på plads. Den overskydende lim trimmes derefter af med en laser. Dette er teknikker, der bruges til smartphone-kameraer, men det er et nyt område for pc'er.

Ved at krympe hvert stykke og derefter skære hver splint af en millimeter af lodret højde ud fra samlingen forvandlede Dell endelig et 7 mm kamera til et 2,25 mm kamera. Det er lige lille nok til at blive presset ind i det, som Dell kalder en "InfinityEdge"-skærm.

Men med en mindre sensor og linse kom der et andet problem. Billede kvalitet. En sensor, der er så lille, ikke udsættes for nok lys til at skabe et billede af høj kvalitet, og forsøg på at tilføje mere lys kan føre til overskydende støj, der gør billedet usselt. Dell kalder sin egen proprietære løsning på problemet "temporel støjreduktion." Det er en teknologi, der havde været undervejs i årevis, men i det nye XPS 13-kamera har det fundet sit ideelle match.

"Denne tidsmæssige støjreduktion tager flere billeder af billedet og sammenligner det, og er derefter i stand til at få slippe af med noget af den støj, der kan blive introduceret af den mindre sensor med mindre lys, der kommer til kamera."

Det er en kombination af banebrydende software og hardware - hvilket er præcis, hvor de bedste stykker teknologi altid lander.

Resultatet er ikke en fantastisk kameraoplevelse. Det er ikke bedre end nogen anden bærbars webcam. Men det var aldrig målet. Det får arbejdet gjort uden peger op ad næsen eller øger rammerne. Det er en fireårig ingeniørhistorie, der endelig er på vej ind i et produkt, du kan samle op og holde i dine hænder.

Rejsen fortsætter

Mission fuldført?

Ikke helt. Designerne og ingeniørerne hos Dell har en enestående vision om morgendagens bærbare computer. Tyndere rammer. Mindre fodaftryk. En maksimeret skærm. Men at komme dertil kommer til at involvere lige så meget kreativ tænkning som rejsen hidtil.

Hver millimeter af tastaturet skal tages i betragtning. Håndfladestøtterne. Hængslet. Placeringen af ​​tastaturet. Ethvert aspekt skal stemme overens med visionen.

"Vi har, hvad vi synes er spændende designs omkring det i fremtiden," siger Heaton. »Men det ligger stadig i fremtiden. Til en vis grad kommer det til at være ligesom denne kameraplacering. vi har ikke løst alt for at muliggøre, hvad vi mener er det perfekte system inden for disse grænser. Men vi arbejder på, hvor mange vi kan løse én ad gangen.”

Redaktørernes anbefalinger

• Her er, hvilken slags gaming bærbar computer $1.000 vil købe dig i år
• Dells nye retro gaming laptops tog mig direkte tilbage til 80'erne - på en god måde
• Hvordan den nye Dell XPS 13 spektakulært underbyder MacBook Air
• Dells nye XPS 13 2-i-1 konkurrerer med Surface Pro, minus hovedtelefonstikket
• Hvordan den nye Dell XPS 13 låner telefonteknologi for sit radikale redesign