Come l'XPS 13 ha risolto il problema della webcam senza utilizzare una tacca

Adoriamo i display con cornice sottile. Più sottile è, meglio è. Eppure c’è un problema che ha afflitto questa innovazione progettuale altrimenti straordinaria.

La webcam.

Dell, il pioniere della cornice sottile computer portatili, abbiamo scelto di posizionare la webcam sotto il display. Il risultato è stato una "cammina del naso" poco lusinghiera che sembrava un ostacolo per una vera soluzione al problema. IL ultima versione dell'XPS 13 finalmente introduce quella correzione. Gli ingegneri e i tecnici di Dell hanno rimpicciolito la fotocamera per adattarla a una cornice minuscola.

Farlo ha richiesto anni di lavoro e ha costretto Dell a prendere in considerazione molte soluzioni, incluso un notch simile a quello di uno smartphone.

L'eredità della camma anteriore

La camma anteriore dell'XPS 13 era il suo tallone d'Achille. È stato oggetto di battute da parte di altri produttori e appassionati di PC.

“Abbiamo ricevuto moltissimi feedback positivi. Abbiamo anche ricevuto molti feedback mirati, il che è positivo”, ci ha detto educatamente Randall Heaton. È stato Product Manager per i dispositivi a conchiglia XPS presso Dell da prima che le cornici InfinityEdge fossero introdotte per la prima volta. “In questo modo sappiamo su cosa lavorare. Devo ammettere che non mi ero reso conto di avere il doppio mento fino a quando non ho posizionato la telecamera. Quindi, in un certo senso capisco il feedback.

Dell ha preso bene le critiche perché sapeva che era necessaria una soluzione. Posizionare la fotocamera sotto lo schermo, puntata verso le narici, non è mai stata una soluzione permanente. Tuttavia, Dell non si pente di aver fatto il compromesso.

"Abbiamo sempre saputo che avremmo dovuto risolverlo", ha detto Heaton. “Quando siamo passati all’InfinityEdge, internamente c’erano molti dubbi sul fatto che fosse la decisione giusta. Ovviamente, le cornici sottili sembravano la cosa intelligente da fare. Spostare la fotocamera verso il basso? Non sembrava una cosa intelligente da fare. Penso che ci fosse più angoscia per noi stessi. Tutti gli altri penseranno che questo sia il giusto compromesso che abbiamo fatto qui?

Dato come è decollata la tendenza della cornice sottile, la risposta sembra chiara. Oggi non esiste un solo produttore di laptop che non iteri in qualche modo su cornici strette. Anche Apple ha ridotto le cornici dei suoi MacBook in risposta alla pressione di cornici sempre più sottili.

“Quando abbiamo preso la decisione, abbiamo pensato che fosse un problema che avremmo risolto con la prossima iterazione. Ciò di cui non ci rendevamo conto quanto sarebbe stata una sfida per i nostri team di ingegneri e tecnici creare effettivamente una soluzione […]”

La difficoltà della situazione divenne chiara quando gli ingegneri di Dell iniziarono a lavorare sul successore del primo XPS 13. Nessun singolo componente della fotocamera era il problema. Ogni componente era un problema. Il sensore era troppo grande, l'obiettivo era troppo grande, i circuiti stampati erano troppo grandi ed era necessario ancora più hardware per collegare il tutto. Ricomporre una fotocamera nella cornice superiore non è stata una questione di riorganizzare le parti. Significava progettare nuove parti e confezionarle in modi nuovi.

Ecco perché rimpicciolire la fotocamera non è stata la prima opzione e dovremmo tutti essere contenti che Dell non abbia scelto una delle alternative prese in considerazione.

Il notch che non c'è mai stato

Tagliare una tacca nel display sembra a prima vista la soluzione più ovvia. L'iPhone lo ha fatto per primo, e quasi tutti smartphone il produttore ha seguito l'esempio. È solo questione di tempo prima che arrivino ai laptop, giusto?

"C'erano molte altre idee in giro", ci ha detto Maxwell Andrews, un ingegnere gestionale della Dell. "In realtà abbiamo considerato [una tacca] un bel po' prima che il mercato della telefonia lo implementasse."

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Se questo ti rende nervoso, non sei solo. Posizionare una tacca su un laptop Windows non è proprio come farlo su un iPhone. Il primo dei tanti problemi riguardava l'esperienza dell'utente stessa.

"Abbiamo realizzato alcuni modelli", ha detto Andrews. “Avere questa tela bella e indisturbata e poi avere qualche intrusione in essa è piuttosto evidente. Non volevamo influenzare l'esperienza di visualizzazione delle persone per una funzionalità della fotocamera che la maggior parte utilizza solo occasionalmente. Il display è qualcosa che i clienti utilizzano ogni giorno. È la caratteristica di punta del prodotto. È lì che tutte le informazioni, tutto il lavoro, tutti i contenuti passano attraverso quel display."

Andrews ha ragione. Farsi un selfie su uno smartphone è un po’ più comune che scattarne uno su un PC. E fare spazio a un notch su Instagram o WhatsApp è una cosa. Ma in Photoshop o Google Chrome o CAD? È diverso. Una tacca potrebbe facilmente oscurare le barre degli strumenti importanti a cui gli utenti devono accedere.

Inoltre, Windows non consente lo stesso grado di personalizzazione di iOS o Androide fa. Apple controlla completamente iOS, mentre Google mantiene pochissimo controllo su Android. Microsoft, tuttavia, ha un'opinione sull'esperienza di base che ogni utente Windows dovrebbe avere e, sebbene Dell sia una di queste i produttori di PC più grandi, anche se non hanno abbastanza influenza, richiedono una funzionalità Windows completamente nuova a vantaggio di uno solo computer portatile.

Questo è quello. La tacca era fuori. Ma non era l’unica opzione sul tavolo. È qui che le cose si fanno strane.

Un concetto prevedeva di posizionare la fotocamera dietro lo schermo, il che avrebbe risolto completamente il problema. Questo, come il notch, non è un concetto del tutto nuovo. Diverse aziende hanno perseguito l’idea in modi diversi, anche se con scarso successo. Dell non ha fatto eccezione. L’azienda non è riuscita a procurarsi il pannello OLED di cui aveva bisogno e i primi test tecnici non hanno prodotto grandi risultati.

"Ci sono molti artefatti che vengono creati perché essenzialmente stai ancora riprendendo attraverso una griglia di cavi, quindi la qualità dell'immagine è pessima. Anche se avessimo avuto a disposizione un pannello OLED, semplicemente non avrebbe soddisfatto i requisiti di qualità”.

Un'altra soluzione consisteva nell'uccidere un paio di pixel al centro dello schermo e posizionare la fotocamera dietro di esso. Ciò, tuttavia, presentava un problema evidente: pixel morti al centro dello schermo.

Disperati, gli ingegneri di Dell furono costretti a prendere in considerazione soluzioni insolite. La più strana era una telecamera periscopica. Andrews ha descritto una fotocamera che si piegava a forma di “L”, piegandosi con un angolo di 90 gradi in modo che il sensore potesse allinearsi con l’obiettivo. È stata un'idea intrigante che ha contribuito a mantenere la cornice piccola, ma ha provocato sporgenze dal telaio.

Alla fine, Dell è dovuta tornare alla soluzione ovvia ma difficile. La fotocamera doveva essere più piccola. Con l’obiettivo ovvio, gli ingegneri dell’azienda si misero al lavoro, anche se non avevano idea se il successo fosse possibile.

Una scheggia qui, una scheggia là

La maggior parte dei componenti che compongono una webcam inserita nel computer sono realizzati da aziende diverse. Il sensore, l'obiettivo, la struttura attorno all'obiettivo, persino il processo di assemblaggio. Gran parte di ciò è al di fuori della sfera di influenza di Dell.

“Abbiamo dovuto svolgere molte indagini approfondite con i nostri fornitori per vedere cosa stavamo facendo Potevo fare progressi”, ci ha detto Andrews. "Alla fine, abbiamo visto un percorso in cui, se fossimo riusciti a ottenere un obiettivo più piccolo, alcune ottimizzazioni dal nostro fornitore di sensori e un modo migliore di confezionare quei due componenti insieme che rimuovono alcuni dei pezzi meccanici non necessari della fotocamera, potremmo arrivare a qualcosa di molto, molto piccolo."

Tutto è iniziato con il sensore. Questo componente centrale è un componente di base destinato a essere venduto come pezzo standard a molti fornitori. Convincere un fornitore a realizzare un piccolo sensore personalizzato per Dell non sarebbe stato possibile. Dell potrebbe essere uno dei maggiori produttori di PC, ma rispetto ai numeri che le aziende di smartphone spingono, non ha molta influenza.

Invece, l’azienda ha dovuto fare qualcosa di molto più impegnativo. Doveva convincere i suoi partner che stava facendo qualcosa di grosso. Qualcosa di più grande della semplice Dell.

"All'epoca, non credo che avessero tanto interesse a risolvere il problema perché eravamo gli unici a realizzare una lunetta sottile", ci ha detto Randall Heaton. "Ma ora che sempre più notebook vengono lanciati con cornici più sottili, il produttore ha pensato, “Ok, per me è logico sviluppare un nuovo processo di produzione e farlo in modo efficiente maniera.'"

Dell ha avviato la tendenza delle cornici sottili e, alla fine, il suo partner fornitore ne ha visto il vantaggio. Dell è stato uno dei primi acquirenti, portando via i sensori dalla catena di montaggio.

Con il sensore più piccolo in mano, Dell aveva bisogno di un obiettivo più piccolo e di un alloggiamento in plastica per mettere insieme il tutto. Anche questo è stato più difficile di quanto si possa pensare. Costruire la nuova fotocamera non è stato solo questione di chiedere all’azienda che l’ha assemblata di avvitare più strettamente le parti. Per eliminare gli ultimi millimetri sono state necessarie tecniche completamente diverse.

“Dato che stanno effettivamente assemblando la fotocamera, lavoriamo con loro per portare alcuni dei macchinari di assemblaggio davvero avanzati dalla linea di produzione di fotocamere per cellulari fino al lato PC, cosa che non avevano mai fatto prima", ha affermato Andrews. "Li abbiamo davvero spinti a modernizzare il gruppo fotocamera del loro PC in modo da poter ottenere questo pacchetto estremamente piccolo."

Quanto avanzato? Bene, coinvolge robot e laser. La filettatura che normalmente mantiene l’obiettivo direttamente in linea con il sensore faceva parte della pila verticale che non si adattava alla cornice. Quindi è stato rimosso. Ora la lente viene posizionata da un robot per garantire un perfetto allineamento, e poi incollata in posizione. La colla in eccesso viene poi tagliata via con un laser. Queste sono tecniche utilizzate per le fotocamere degli smartphone, ma è un territorio nuovo per i PC.

Rimpicciolendo ogni pezzo e poi eliminando ogni frammento di millimetro di altezza verticale dall'assemblaggio, Dell ha finalmente trasformato una fotocamera da 7 mm in una fotocamera da 2,25 mm. È abbastanza piccolo da poter essere inserito in quello che Dell chiama uno schermo "InfinityEdge".

Ma con un sensore e un obiettivo più piccoli si è presentato un problema diverso. Qualità dell'immagine. Un sensore così piccolo non è esposto a una luce sufficiente per creare un'immagine di alta qualità e il tentativo di aggiungere più luce può portare a un rumore eccessivo che confonde l'immagine. Dell chiama la propria soluzione proprietaria al problema “riduzione del rumore temporale”. È una tecnologia in lavorazione da anni, ma nella nuova fotocamera dell’XPS 13 ha trovato il suo abbinamento ideale.

“Questa riduzione del rumore temporale prende più fotogrammi dell'immagine e li confronta, quindi riesce a ottenerli eliminare parte del rumore che potrebbe essere introdotto dal sensore più piccolo con meno luce che arriva telecamera."

È una combinazione di software e hardware all’avanguardia, che è esattamente il luogo in cui arrivano sempre le migliori tecnologie.

Il risultato non è un’esperienza fotografica straordinaria. Non è migliore della webcam di qualsiasi altro laptop. Ma non è mai stato quello l’obiettivo. Porta a termine il lavoro senza essere puntato all'insù o aumentare le cornici. È una storia di ingegneria durata quattro anni, che finalmente si fa strada in un prodotto che puoi prendere e tenere tra le mani.

Il viaggio continua

Missione compiuta?

Non proprio. I progettisti e gli ingegneri di Dell hanno una visione unica del laptop di domani. Cornici più sottili. Ingombro ridotto. Uno schermo massimizzato. Ma arrivarci richiederà tanto pensiero creativo quanto il viaggio fatto finora.

Ogni millimetro della tastiera deve essere considerato. I poggiapolsi. La cerniera. Il posizionamento della tastiera. Ogni aspetto deve essere conforme alla visione.

"Abbiamo progetti che riteniamo entusiasmanti per il futuro", afferma Heaton. “Ma questo è ancora nel futuro. In una certa misura, sarà un po’ come la posizione della telecamera. Non abbiamo risolto qualunque cosa al fine di abilitare quello che riteniamo essere il sistema perfetto entro questi limiti. Ma stiamo lavorando su quanti possiamo risolverne uno alla volta”.

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