Hvordan XPS 13 fikset webkameraproblemet uten å bruke et hakk

Vi elsker skjermer med tynn ramme. Jo tynnere, jo bedre. Likevel er det ett problem som har plaget denne ellers fantastiske designinnovasjonen.

Webkameraet.

Dell, pioneren innen tynnramme bærbare datamaskiner, valgte å plassere webkameraet under skjermen. Resultatet var en lite flatterende "nese-cam" som føltes som et hold-over for en reell løsning på problemet. De siste versjon av XPS 13 introduserer endelig den løsningen. Ingeniørene og teknologene hos Dell har krympet kameraet for å få det til å passe inn i en liten ramme.

Å gjøre det krevde mange års arbeid og tvang Dell til å vurdere mange løsninger, inkludert et smarttelefonlignende hakk.

Arven fra nesekameraet

Nesekameraet til XPS 13 var akilleshælen. Det var bunnen av vitser fra både andre produsenter og PC-entusiaster.

– Vi har fått mange gode tilbakemeldinger. Vi har også fått mange skarpe tilbakemeldinger, som også er bra, sa Randall Heaton høflig til oss. Han har vært produktsjef for XPS clamshells hos Dell siden før InfinityEdge-rammene først ble introdusert. – På den måten vet vi hva vi skal jobbe med. Jeg skal innrømme at jeg ikke skjønte at jeg hadde en dobbel hake før det kameraet. Så jeg forstår på en måte tilbakemeldingene.»

Dell tok kritikken godt fordi den visste at en reparasjon var nødvendig. Å plassere kameraet under skjermen med neseborene dine var aldri en permanent løsning. Dell angrer likevel ikke på kompromisset.

"Vi har alltid visst at vi måtte løse det," sa Heaton. «Da vi dro til InfinityEdge, var det mye tvil internt om det var den riktige avgjørelsen. Åpenbart virket tynne rammer som den smarte tingen å gjøre. Flytte kameraet til bunnen? Det virket ikke som en smart ting å gjøre. Jeg tror det var mer angst for oss selv. Kommer alle andre til å tro at dette er den rette avveiningen vi har gjort her?»

Gitt hvordan trenden med tynne rammer har tatt av, virker svaret klart. Det er ikke en eneste bærbar produsent i dag som ikke gjentar seg på smale rammer på en eller annen måte. Til og med Apple har kuttet ned MacBook-rammene som svar på presset fra stadig tynnere rammer.

"Da vi tok avgjørelsen, trodde vi at det var et problem vi ville løse med neste iterasjon. Det vi ikke var helt klar over hvor mye av en utfordring det ville være for våre ingeniørteam og teknologer å faktisk lage en løsning […]”

Vanskeligheten med situasjonen ble tydelig da Dells konstruerte begynte arbeidet med den første XPS 13s etterfølger. Ingen enkelt kamerakomponent var problemet. Hver komponent var et problem. Sensoren var for stor, linsen var for stor, kretskortene var for store, og enda mer maskinvare var nødvendig for å koble det hele sammen. Å klemme et kamera tilbake i den øverste rammen var ikke et spørsmål om å omorganisere deler. Det innebar å konstruere nye deler og pakke dem på nye måter.

Det er derfor å krympe kameraet ikke var det første alternativet - og vi burde alle være glade for at Dell ikke valgte av alternativene som ble vurdert.

Hakket som aldri var

Å kutte ut et hakk i displayet virker som den åpenbare løsningen ved første rødme. iPhone gjorde det først, og omtrent hver smarttelefon produsenten har fulgt etter. Det er bare et spørsmål om tid før de kommer til bærbare datamaskiner, ikke sant?

"Det var mange andre ideer som fløt rundt," fortalte Maxwell Andrews, en administrerende ingeniør hos Dell. "Vi vurderte faktisk [et hakk] ganske mye før telefonmarkedet implementerte dette."

Mer Dell XPS 13-dekning

• Anmeldelse: Dell XPS 13 var allerede den beste bærbare datamaskinen. Nå er det nesten perfekt.
• Huaweis Matebook 13 er sjokkerende bra, men kan den utfordre Dell XPS 13?
• 2-i-1-er blekner mens førsteklasses bærbare datamaskiner kjemper kampen om rammene
• Alt nytt med 2019 Dell XPS 13

Hvis det gjør deg nervøs, er du ikke alene. Å plassere et hakk i en Windows-bærbar datamaskin er ikke helt som å gjøre det på en iPhone. Det første av de mange problemene var i selve brukeropplevelsen.

"Vi gjorde noen modeller," sa Andrews. "Å ha dette vakre, uforstyrrede lerretet og deretter ha litt inntrenging i det er ganske grelt. Vi ønsket ikke å påvirke folks visningsopplevelse for en kamerafunksjon som de fleste bare bruker av og til. Displayet er noe kundene bruker hver eneste dag. Det er flaggskipet til produktet. Det er der all informasjonen, alt arbeidet, alt innholdet – det kommer gjennom den skjermen.»

Andrews har rett. Å ta en selfie på en smarttelefon er litt mer vanlig enn å ta en på en PC. Og å få plass til et hakk på Instagram eller WhatsApp er én ting. Men i Photoshop eller Google Chrome eller CAD? Det er annerledes. Et hakk kan lett skjule viktige verktøylinjer som brukere trenger tilgang til.

Windows tillater heller ikke samme grad av tilpasning som iOS eller Android gjør. Apple kontrollerer iOS fullstendig, mens Google har svært liten kontroll over Android. Microsoft har imidlertid en mening om grunnopplevelsen alle Windows-brukere bør ha, og selv om Dell er en av de større PC-produsenter, selv om den ikke har nok innflytelse be om en helt ny Windows-funksjon som er til nytte for bare én laptop.

Det var det. Hakket var ute. Men det var ikke det eneste alternativet på bordet. Det er her ting blir rart.

Ett konsept satte kameraet bak skjermen, noe som ville ha løst problemet helt. Dette, som hakket, er ikke et helt nytt konsept. Ulike selskaper har fulgt ideen på forskjellige måter, men med liten suksess. Dell var intet unntak. Selskapet kunne ikke skaffe OLED-panelet det trengte, og tidlige ingeniørtester ga ikke gode resultater.

"Det er mange artefakter som skapes fordi du i hovedsak fortsatt fotograferer gjennom et rutenett av ledninger, så bildekvaliteten er forferdelig. Selv om vi hadde et OLED-panel å jobbe med, oppfylte det bare ikke kvalitetskravene.»

En annen løsning innebar å drepe et par piksler midt på skjermen og sette kameraet bak det. Det hadde imidlertid et åpenbart problem - døde piksler midt på skjermen.

Desperate ble Dells ingeniører tvunget til å vurdere uvanlige løsninger. Det merkeligste var et periskopkamera. Andrews beskrev et kamera som ble brettet til en "L"-form, bøyd i en 90-graders vinkel slik at sensoren kunne være på linje med linsen. Det var en spennende idé som bidro til å holde rammen liten, men den resulterte i sine egne fremspring fra chassiset.

Til syvende og sist måtte Dell komme tilbake til den åpenbare, men vanskelige løsningen. Kameraet måtte være mindre. Med målet åpenbart gikk selskapets ingeniører på jobb, selv om de ikke ante om suksess var mulig.

En skår her, en skår der

De fleste komponentene som utgjør et webkamera plassert i datamaskinen din, er laget av forskjellige selskaper. Sensoren, linsen, strukturen rundt linsen - til og med prosessen med å sette den sammen. Mye av det er utenfor Dells innflytelsessfære.

"Vi måtte gjøre mange dype undersøkelser med våre leverandører for å se hva vi kunne gjøre fremskritt,» fortalte Andrews oss. "Til slutt så vi en vei hvor hvis vi kunne få den mindre linsen, noen optimaliseringer fra sensorleverandøren vår, og en bedre måte å pakke de to komponentene sammen som fjerner noen av de unødvendige mekaniske delene av kameraet, kan vi komme til noe veldig, veldig liten."

Det begynte med sensoren. Denne sentrale komponenten er en varedel som er ment å selges som en standarddel til mange leverandører. Å overbevise en leverandør om å lage en liten tilpasset sensor for Dell var ikke i ferd med å skje. Dell kan være en av de største PC-produsentene, men sammenlignet med tallene som smarttelefonselskaper presser, har den ikke mye svai.

I stedet måtte selskapet gjøre noe langt mer utfordrende. Den måtte overbevise partnerne om at de var inne på noe stort. Noe større enn bare Dell.

"På det tidspunktet tror jeg ikke de hadde like stor interesse for å løse problemet fordi vi var de eneste som gjorde en tynn ramme," fortalte Randall Heaton oss. "Men nå som flere og flere bærbare datamaskiner kommer ut med tynnere rammer, tenkte produsenten, «Ok, det er fornuftig for meg å utvikle en ny produksjonsprosess for dette og gjøre det på en effektiv måte måte.'"

Dell startet den tynne rammetrenden, og til slutt så leverandørpartneren fordelen. Dell var en av de første kjøperne, og tok sensorene opp varme fra samlebåndet.

Med den mindre sensoren i hånden trengte Dell et mindre objektiv og plasthus for å sette det hele sammen. Dette var også vanskeligere enn du kanskje tror. Å bygge det nye kameraet var ikke bare et spørsmål om å be selskapet som satte det sammen om å skru delene tettere sammen. Helt andre teknikker måtte til for å barbere av de siste millimeterne.

"Siden de faktisk setter sammen kameraet, jobber vi med dem for å bringe noe av det virkelig avanserte monteringsmaskineriet fra produksjonslinjen for mobiltelefonkameraer over til PC-siden, noe de ikke hadde gjort før," sa Andrews. "Vi presset dem virkelig til å modernisere PC-kameraet slik at vi kunne oppnå denne ekstremt lille pakken."

Hvor avansert? Vel, det involverer roboter og lasere. Gjengen som normalt holder linsen direkte på linje med sensoren var en del av den vertikale stabelen som ikke passet inn i rammen. Så den ble fjernet. Nå plasseres linsen av en robot for å sikre en perfekt justering, og limes deretter på plass. Overflødig lim trimmes deretter av med laser. Dette er teknikker som brukes for smarttelefonkameraer, men det er nytt territorium for PC-er.

Ved å krympe hver del og deretter kutte ut hver brikke på en millimeter i vertikal høyde fra enheten, forvandlet Dell til slutt et 7 mm kamera til et 2,25 mm kamera. Den er akkurat liten nok til å bli klemt inn i det Dell kaller en "InfinityEdge"-skjerm.

Men med en mindre sensor og linse kom et annet problem. Bildekvalitet. En så liten sensor som ikke utsettes for nok lys til å lage et bilde av høy kvalitet, og prøver å legge til mer lys kan føre til overflødig støy som gjør bildet sløret. Dell kaller sin egen proprietære løsning på problemet "temporal noise reduction". Det er en teknologi som har vært i arbeid i årevis, men i det nye XPS 13-kameraet har det funnet sin ideelle match.

"Denne tidsmessige støyreduksjonen tar flere bilder av bildet og sammenligner det, og kan deretter få kvitt noe av støyen som kan introduseres av den mindre sensoren med mindre lys som kommer til kamera."

Det er en kombinasjon av banebrytende programvare og maskinvare – det er akkurat der de beste teknologiene alltid lander.

Resultatet er ikke en fantastisk kameraopplevelse. Det er ikke bedre enn noen annen bærbar datamaskins webkamera. Men det var aldri målet. Det får jobben gjort uten peker opp nesen eller øker rammene. Det er en fireårig ingeniørhistorie, som endelig har blitt et produkt du kan plukke opp og holde i hendene dine.

Reisen fortsetter

Oppdrag utført?

Ikke helt. Designerne og ingeniørene hos Dell har en enestående visjon om morgendagens bærbare datamaskin. Tynnere rammer. Mindre fotavtrykk. En maksimert skjerm. Men å komme dit kommer til å innebære like mye kreativ tenkning som reisen så langt.

Hver millimeter av tastaturet må vurderes. Håndleddstøttene. Hengslet. Plasseringen av tastaturet. Hvert aspekt må samsvare med visjonen.

"Vi har det vi tror er spennende design rundt det i fremtiden," sier Heaton. "Men det er fortsatt i fremtiden. Til en viss grad kommer det til å være omtrent som denne kameraplasseringen. vi har ikke løst alt for å muliggjøre det vi tror er det perfekte systemet innenfor disse grensene. Men vi jobber med hvor mange vi kan løse én om gangen."

Redaktørenes anbefalinger

• Her er hva slags gaming-laptop $1000 vil kjøpe deg i år
• Dells nye retro gaming bærbare datamaskiner tok meg rett tilbake til 80-tallet - på en god måte
• Hvordan den nye Dell XPS 13 spektakulært undergraver MacBook Air
• Dells nye XPS 13 2-i-1 konkurrerer med Surface Pro, minus hodetelefonkontakten
• Hvordan den nye Dell XPS 13 låner telefonteknologi for sin radikale redesign