Kako će kamere ispod zaslona zauvijek promijeniti naše zaslone

Desetljećima smo živjeli s nezgodnom tehnološkom istinom: kamere i drugi senzori ne mogu zauzimati isti prostor kao naši ekrani. Zbog toga, sve više, pametni telefoni oslonite se na zastrašujući "urez" kao način maksimiziranja omjera zaslona i tijela uz očuvanje prednje kamere i drugih senzora.

Neki proizvođači telefona, iz Oppo do OnePlus, zaobišli ovaj problem korištenjem motoriziranih pop-up kamera, dok su drugi tome pribjegavali bušenje rupa u zaslonima kako bi kamera imala vlastitu špijunku. To je također razlog zašto čak i najnovija vrhunska prijenosna računala još uvijek imaju izražene okvire oko svojih zaslona. The web kamera treba dom i čini se da nitko nije voljan živjeti s urezom ili bušiti rupu na računalu.

No pokazalo se da kamere i ekrani nisu baš tako nekompatibilni kao što se čine. Zahvaljujući poboljšanjima u proizvodnim tehnikama, ova dva protivnika uskoro će okončati svoj dugogodišnji teritorijalni spor. Ovo nije dalekosežno predviđanje; događa se upravo sada.

Do kraja 2021. godine vidjet ćemo prve pametne telefone s nevidljivim kamerama ispod zaslona (UDC). prijenosna računala, tablete, i televizori slijedit će.

Kako će se to postići i kako će promijeniti način na koji koristimo te uređaje?

Evo kratkog pogleda u našu budućnost skrivene kamere.

Zašto skrivati ​​kameru?

Žaliti se na urez na telefonu, probušenu rupu ili veliki okvir zaslona sama je definicija problema prvog svijeta. A sudeći prema Appleove zvjezdane prodajne brojke, nijedna od ovih nuspojava kamera okrenutih prema naprijed ne smeta kupcima.

Ali na stranu estetika, tri su glavne prednosti skrivanja kamera iza zaslona.

Prvo, omogućuje vam izradu telefona koji imaju prave zaslone od ruba do ruba. Videozapisi i fotografije izgledaju bolje, a razvojni programeri aplikacija mogu iskoristiti svaki kvadratni milimetar za svoje dizajne — sve dok tijelo telefona bude što je moguće manje.

Drugo, s gledišta dizajna i proizvodnje, ako se kamere i senzori mogu postaviti bilo gdje, s manje ograničenja na njihovu veličinu i vidljivost, to ponovno iscrtava kartu za dizajn telefona. Veće baterije, tanji telefoni, više senzora i puno bolje kamere potencijalne su prednosti.

Ali treća, i nedvojbeno najveća prednost je mogućnost poravnanja kamere s našim pogledom.

Kamere postavljene u okvire ili ureze stvaraju sada već svima poznat, neugodan pogled prema dolje koji se događa tijekom videopoziva. "Većinu vremena zapravo se ne gledate dok razgovarate putem videochata", Michael Helander, izvršni direktor u Torontu OTI Lumionics rekao je za Digital Trends. "Trenutni položaj videokonferencijskih kamera u svim ovim uređajima stvarno je ispod optimalnog."

Helander je vjerojatno razmišljao o ovom problemu više od većine. Njegova tvrtka stvara specijalne materijale koji omogućuju ono što je nekada bilo nemoguće - čineći zaslone dovoljno transparentnima da iza njih možete postaviti kameru.

Nakon što se kamera postavi iza zaslona, ​​konačno će naše video interakcije izgledati i osjećati se tako stvarne, osobne interakcije — promjena igre koja nije mogla doći u bolje vrijeme u našem ograničenom COVID-u svijet.

Kako učiniti zaslon transparentnim?

Tehnologijom zaslona dominiraju dvije vrste zaslona. Najčešći su zasloni s tekućim kristalima (LCD), koji uključuju LED televizore i QLED televizore. Drugi, organski svjetlosna dioda (OLED), dominira pametnim telefonima i tabletima, a sve se više koristi u prijenosnim računalima, pa čak i stolnim računalima. monitori

LCD zasloni su zapravo prozirni kada se ne koriste - zato vidite sivu pozadinu na zaslonu kalkulatora gdje god crni segmenti znamenki nisu aktivni. Ali iskorištavanje ove prozirnosti za snimanje fotografije predstavlja velike tehničke prepreke, pogotovo kada u obzir uzmete potrebu za pozadinskim osvjetljenjem.

S druge strane, aktivni dio OLED zaslona tanak je poput papira. Njegovi različiti slojevi mjere se u nanometrima, što ga čini savršenim kandidatom za prozirnost. Njegov nanometarski tanak gornji sloj metala već je proziran za vidljivu svjetlost, ali je infracrvena svjetlost potpuno blokirana.

Stoga se postavlja pitanje, kako možete povećati transparentnost OLED-a bez oštećenja zaslona s izrezima?

Jedno rješenje koje preferira Xiaomi i Oppo u njihovim UDC prototipovima je oslanjanje na transparentnost svojstvenu OLED pikselu. Kada se OLED piksel ne koristi za emitiranje svjetlosti, on propušta svjetlost. Dakle, možete postaviti kameru iza OLED zaslona i ona će moći prikupiti dovoljno svjetla za snimanje slika. Ali postoji kvaka: svejedno morate postaviti kameru na vrh ili dno zaslona, ​​jer kada se kamera aktivna, OLED pikseli iznad nje moraju biti isključeni, što stvara privremeno crno područje na zaslon. Taj je pristup rješenje problema s urezima i bušenjem rupa, ali ne rješava problem pogleda prema dolje.

Drugi način postizanja transparentnosti je stvaranje malih fizičkih rupa koje stanu između piksela zaslona, ​​ali to je samo po sebi nevjerojatno teško.

Prvi komercijalno dostupan telefon s kamerom ispod zaslona — The ZTE Axon 20 5G — koristi ovu tehniku, ali također pati od manje od idealnog kompromisa. Moderni pametni telefoni imaju nevjerojatno gusto upakirane piksele. The iPhone 12 Pro ima zaslon od 460ppi (piksela po inču), što znači da se u jednom kvadratnom inču nalazi više od 200.000 piksela. Sonyjev Xperia XZ Premium imao zaslon od nevjerojatnih 807 ppi (više od 650 000 piksela po kvadratnom inču).

Probijanje rupa između tih piksela, čak i laserom, toliko je teško da je ZTE morao ukloniti neke piksele iz područja iznad kamere kako bi kupio dodatni prostor. Rezultat je osjetno niža razlučivost kvadrata na zaslonu.

Ono što je također vidljivo (zbog veličine rupica) je sama kamera koja postaje vidljiva pod nekim kutovima.

Dio zaslona niže razlučivosti možda vam neće smetati kada je pri vrhu, u području koje se uglavnom koristi za nebitne informacije. Ali malo bi ljudi prihvatilo tako očito smanjenje razlučivosti u središtu zaslona svog telefona, a to je ono što bi nam bilo potrebno da se suprotstavimo problemu pogleda prema dolje.

Vidjeti i biti viđen

Ali postoji i treća opcija. Što ako, umjesto da se oslanjate na prozirne piksele ili bušite rupe u zaslonu nakon sklapanja, možete stvoriti milijune sitnih rupa u svakom sloju OLED zaslona tijekom proizvodnje?

Kroz proces poznat kao modeliranje, postojeće proizvodne tehnike su nas primamljivo približile ovom scenariju.

"Znamo kako to učiniti u sloju TFT [tankog filma tranzistora]", rekao je Helander. “Znamo kako to učiniti u donjoj elektrodi. Znamo kako to učiniti u sloju koji čini sve različite piksele.” Ali gornji metalni sloj, također poznat kao katoda, nije stvoren kao ovi drugi slojevi, a to predstavlja jedinstveno inženjerstvo izazov.

Samostalne rupe

Gornja metalna katoda nije lim metala u konvencionalnom smislu. Umjesto lijepljenja zasebnog metalnog lista na vrh zaslona, ​​molekule metala se isparavaju i ostavljaju da se kondenziraju po cijeloj površini, što je proces poznat kao taloženje parom.

Problem je u tome što jednom kada se taj metalni sloj nanese, ne postoji način da se napravi uzorak. To nas dovodi do tajnog umaka tvrtke OTI Lumionics.

"Tehnologija koju smo razvili način je oblikovanja milijuna sićušnih rupa u tom sloju tijekom procesa proizvodnje kroz ono što se naziva samosastavljanje", rekao je Helander. "Kada sve ove materijale postavite zajedno, oni će prirodno oblikovati sve ove male otvore na zaslonu, milijune njih."

Helander tvrdi da proces samosastavljanja funkcionira na bilo kojoj veličini zaslona i omogućuje proizvođačima da odluče koliko je otvora potrebno - od samo jednog do 1 milijarde.

Kad ti otvori postoje, vidljiva i infracrvena svjetlost mogu nesmetano proći kroz njih.

Vjeruj ali provjeri

Koliko god je uzbudljivo misliti da ćemo uskoro moći imati mnogo prirodnije videopozive, postavljajući kamera ispod zaslona stavlja još veći teret na proizvođače da osiguraju pouzdanu privatnost mjere.

Trebat će nam neka vrsta pouzdanog indikatora kada je kamera aktivna i jednako pouzdan način da je onemogućimo. Budući da se nalazi ispod zaslona, ​​ne postoji način da fizički blokirate leću, a da ne blokirate i sadržaj na zaslonu.

Apple je nedavno ažurirao iOS tako da prikazuje malu zelenu točku blizu usjeka kada se koristi kamera okrenuta prema naprijed i narančastu točku za prikaz kada je mikrofon aktivan. To je dobar način da nas obavijestite o tome što se događa, ali trebamo nešto više.

Pametni zvučnici poput Google Nest mini isporučuje se s fizičkim prekidačima koji se mogu koristiti za onemogućavanje mikrofona. Pod pretpostavkom da ne postoji način da se daljinski prevlada položaj prekidača, pruža vrlo dobru razinu povjerenja. Sličan mehanizam na televizorima, monitorima i prijenosnim računalima trebao bi postati standard kada kamere postanu nevidljive.

Kada će se početi prikazivati ​​kamere ispod zaslona?

OTI Lumionics već ima ugovore s nekoliko kineskih proizvođača pametnih telefona, ali zbog ograničenja povjerljivosti, te se tvrtke još ne mogu imenovati. “Mnogi od njih imaju prototipove telefona koji su napravljeni i sve izgleda sjajno,” primjećuje Helander, “ali nitko od njih ne želi ništa javno otkriti dok ne bude spreman za svoj stvarne službene najave proizvoda.” Uvjeren je da ćemo ove nove modele kamera ispod zaslona vidjeti negdje 2021., iako bi mogli ostati ekskluzivni na kineskom tržištu do 2022.

Koliko će koštati?

Bio sam u potpunosti spreman da mi Helander kaže da su to samo vrhunski pametni telefoni s visokim cijenama $1000 ili više, bili bi prvi na tržištu s UDC-ovima. No očekuje se da će prvi modeli biti srednje razine slušalice. On to pripisuje žestokoj konkurenciji među kineskim markama u rasponu od 400 do 600 dolara tržištu pametnih telefona, što je dovelo do spremnosti da brže isprobaju nove značajke, čak i ako ne uspiju uhvatiti se.

Preporuke urednika

• ZTE postavlja novu kameru ispod zaslona na Axon 40 Ultra od 799 USD
• Oppo vidi pametni sat, čip i kameru ispod ekrana kao dio svoje budućnosti
• Oppova uzbudljiva nova tehnologija skriva selfie kameru ispod zaslona telefona