Jak XPS 13 rozwiązał problem z kamerą internetową bez użycia wycięcia

Uwielbiamy wyświetlacze z cienką ramką. Im cieńszy, tym lepszy. Jest jednak jeden problem, który nęka tę skądinąd niesamowitą innowację projektową.

Kamera internetowa.

Dell, pionier cienkiej ramki laptopy, zdecydował się umieścić kamerę internetową pod wyświetlaczem. Rezultatem była niepochlebna „kamera na nosie”, która wydawała się przeszkodą w celu prawdziwego rozwiązania problemu. The najnowsza wersja XPS 13 w końcu wprowadza tę poprawkę. Inżynierowie i technolodzy firmy Dell skurczyli aparat, aby zmieścił się w maleńkiej ramce.

Zrobienie tego wymagało lat pracy i zmusiło Della do rozważenia wielu rozwiązań, w tym wycięcia na wzór smartfona.

Dziedzictwo kamery nosowej

Kamera na nosie XPS 13 była jego piętą achillesową. Było to przedmiotem żartów zarówno innych producentów, jak i entuzjastów komputerów PC.

„Otrzymaliśmy wiele świetnych komentarzy. Otrzymaliśmy również wiele ostrych komentarzy, co również jest dobre” – uprzejmie powiedział nam Randall Heaton. Był menedżerem produktu ds. obudów XPS w firmie Dell jeszcze przed wprowadzeniem na rynek ramek InfinityEdge. „Dzięki temu wiemy, nad czym pracować. Przyznam, że nie zdawałam sobie sprawy, że mam podwójny podbródek, aż do momentu umieszczenia kamery. W pewnym sensie rozumiem tę opinię.”

Firma Dell dobrze przyjęła tę krytykę, ponieważ wiedziała, że ​​wymagana jest poprawka. Umieszczenie aparatu pod ekranem, zwróconego ku nozdrzom, nigdy nie było rozwiązaniem trwałym. Mimo to Dell nie żałuje, że poszedł na kompromis.

„Zawsze wiedzieliśmy, że będziemy musieli go rozwiązać” – powiedział Heaton. „Kiedy zdecydowaliśmy się na InfinityEdge, wewnętrznie mieliśmy wiele wątpliwości, czy to była słuszna decyzja. Oczywiście cienkie ramki wydawały się mądrym rozwiązaniem. Przesunąć kamerę na dół? Nie wydawało się to mądrym posunięciem. Myślę, że w nas samych było więcej niepokoju. Czy wszyscy inni pomyślą, że to właściwy kompromis, jakiego tutaj dokonaliśmy?”

Dany jak narodził się trend na cienkie ramki, odpowiedź wydaje się jasna. Nie ma dziś ani jednego producenta laptopów, który w jakiś sposób nie wprowadzałby zmian w wąskich ramkach. Nawet Apple obniżył ramki swoich MacBooków w odpowiedzi na nacisk coraz cieńszych ramek.

„Kiedy podejmowaliśmy decyzję, myśleliśmy, że to problem, który rozwiążemy w następnej iteracji. Nie do końca zdawaliśmy sobie sprawę, jak dużym wyzwaniem dla naszych zespołów inżynieryjnych i technologów będzie faktyczne stworzenie rozwiązania […]”

Trudność sytuacji stała się jasna, gdy inżynierowie firmy Dell rozpoczęli prace nad pierwszym następcą XPS 13. Żaden pojedynczy element aparatu nie był problemem. Każdy element był problemem. Czujnik był za duży, obiektyw za duży, płytki drukowane za duże, a do połączenia tego wszystkiego potrzeba było jeszcze więcej sprzętu. Wciśnięcie aparatu z powrotem w górną ramkę nie polegało na przestawianiu części. Oznaczało to projektowanie nowych części i pakowanie ich na nowe sposoby.

Dlatego zmniejszenie aparatu nie było pierwszą opcją i wszyscy powinniśmy się cieszyć, że Dell nie wybrał spośród rozważanych alternatyw.

Wycięcie, jakiego nigdy nie było

Wycięcie wcięcia w wyświetlaczu na pierwszy rzut oka wydaje się oczywistym rozwiązaniem. iPhone zrobił to pierwszy i prawie każdy smartfon producent poszedł w ich ślady. To tylko kwestia czasu, zanim dotrą do laptopów, prawda?

„Było wiele innych pomysłów” – powiedział nam Maxwell Andrews, inżynier zarządzający w firmie Dell. „Właściwie zastanawialiśmy się nad [wycięciem] zanim rynek telefoniczny to wdrożył”.

Więcej informacji na temat Dell XPS 13

• Recenzja: Dell XPS 13 był już najlepszym laptopem. Teraz jest prawie idealnie.
• Huawei Matebook 13 jest szokująco dobry, ale czy może rzucić wyzwanie Dellowi XPS 13?
• Urządzenia 2 w 1 zanikają, gdy laptopy klasy premium toczą bitwę o ramki
• Wszystko nowe w Dell XPS 13 2019

Jeśli to Cię denerwuje, nie jesteś sam. Umieszczenie wycięcia w laptopie z systemem Windows nie przypomina zrobienia tego na iPhonie. Pierwszy z wielu problemów dotyczył samego doświadczenia użytkownika.

„Zrobiliśmy kilka makiet” – powiedział Andrews. „Mieć to piękne, niezakłócone płótno, a potem wtrącić się w nie, jest dość rażące. Nie chcieliśmy wpływać na wygodę wyświetlania przez użytkowników funkcji aparatu, z której większość korzysta tylko sporadycznie. Wyświetlacz to coś, z czego klienci korzystają każdego dnia. To flagowa cecha produktu. To właśnie tam wszystkie informacje, cała praca, cała treść trafiają na ten wyświetlacz”.

Andrews ma rację. Robienie selfie na smartfonie jest nieco częstsze niż robienie tego na komputerze. A zrobienie miejsca na wycięcie na Instagramie lub WhatsApp to jedno. Ale w Photoshopie, Google Chrome lub CAD? To coś innego. Wcięcie może łatwo zasłonić ważne paski narzędzi, do których użytkownicy muszą uzyskać dostęp.

System Windows nie pozwala również na taki sam stopień dostosowania, jak iOS lub Android robi. Apple całkowicie kontroluje iOS, podczas gdy Google ma bardzo niewielką kontrolę nad Androidem. Microsoft ma jednak opinię na temat podstawowego doświadczenia, jakie powinien mieć każdy użytkownik systemu Windows, i chociaż Dell jest jednym z nich więksi producenci komputerów PC, nawet jeśli nie mają wystarczającego wpływu, poproś o zupełnie nową funkcję systemu Windows, która będzie korzystna tylko dla jednego laptop.

To było to. Notch zniknął. Ale to nie była jedyna opcja na stole. W tym miejscu sprawy stają się dziwne.

Jedna z koncepcji umieściła kamerę za ekranem, co całkowicie rozwiązałoby problem. To, podobnie jak notch, nie jest całkowicie nową koncepcją. Różne firmy realizowały ten pomysł na różne sposoby, choć z niewielkim sukcesem. Dell nie był wyjątkiem. Firma nie mogła zaopatrzyć się w potrzebny panel OLED, a wczesne testy inżynieryjne nie dały świetnych wyników.

„Wiele artefaktów powstaje w wyniku fotografowania w zasadzie przez siatkę przewodów, więc jakość obrazu jest okropna. Nawet gdybyśmy mieli do pracy panel OLED, po prostu nie spełniałby on wymagań jakościowych”.

Innym rozwiązaniem było zabicie kilku pikseli na środku ekranu i ustawienie aparatu za nimi. Z tym jednak był oczywisty problem – martwe piksele na środku ekranu.

Zdesperowani inżynierowie firmy Dell zmuszeni byli rozważyć nietypowe rozwiązania. Najdziwniejszy był aparat peryskopowy. Andrews opisał aparat, który składał się w kształt litery „L” i wyginał się pod kątem 90 stopni, tak aby czujnik mógł zrównać się z obiektywem. Był to intrygujący pomysł, który pomógł zachować małą ramkę, ale skutkował jej własnymi wystającymi elementami z obudowy.

Ostatecznie firma Dell musiała wrócić do oczywistego, ale trudnego rozwiązania. Aparat musiał być mniejszy. Mając cel oczywisty, inżynierowie firmy zabrali się do pracy, choć nie mieli pojęcia, czy sukces jest możliwy.

Odłamek tu, odłamek tam

Większość elementów składających się na kamerę internetową umieszczoną w komputerze jest wytwarzana przez różne firmy. Czujnik, obiektyw, struktura wokół obiektywu – nawet proces jego składania. Wiele z nich znajduje się poza strefą wpływów firmy Dell.

„Musieliśmy przeprowadzić wiele dogłębnych badań z naszymi dostawcami, aby zobaczyć, co robimy mógł robić postępy” – powiedział nam Andrews. „Ostatecznie dostrzegliśmy ścieżkę, w ramach której moglibyśmy uzyskać mniejszy obiektyw, pewne optymalizacje od naszego dostawcy matrycy i lepszy sposób łącząc te dwa elementy, usuwając niektóre niepotrzebne mechaniczne elementy aparatu, moglibyśmy uzyskać coś bardzo, bardzo mały."

Zaczęło się od czujnika. Ten centralny komponent jest częścią towarową, która ma być sprzedawana jako element standardowy wielu dostawcom. Przekonanie dostawcy, aby wykonał mały, niestandardowy czujnik dla firmy Dell, raczej nie miało miejsca. Dell może być jednym z największych producentów komputerów osobistych, ale w porównaniu z liczbami, jakie podają producenci smartfonów, nie ma on dużego wpływu.

Zamiast tego firma musiała zrobić coś znacznie trudniejszego. Musiał przekonać swoich partnerów, że zmierza do czegoś wielkiego. Coś większego niż tylko Dell.

„Nie sądzę, żeby w tamtym czasie byli tak bardzo zainteresowani rozwiązaniem problemu, ponieważ jako jedyni tworzyliśmy cienką ramkę” – powiedział nam Randall Heaton. „Ale teraz, gdy na rynku pojawia się coraz więcej notebooków z cieńszymi ramkami, producent pomyślał: „OK, dla mnie sensowne jest opracowanie nowego procesu produkcyjnego w tym celu i zrobienie tego w sposób wydajny sposób.'"

Firma Dell zapoczątkowała modę na cienkie ramki i ostatecznie jej partner-dostawca dostrzegł korzyści. Dell był jednym z pierwszych nabywców, który porwał czujniki z linii montażowej.

Mając w ręku mniejszy czujnik, firma Dell potrzebowała mniejszego obiektywu i plastikowej obudowy, aby wszystko złożyć w całość. To także było trudniejsze, niż mogłoby się wydawać. Budowa nowego aparatu nie polegała jedynie na poproszeniu firmy montującej o mocniejsze skręcenie części. Aby ogolić ostatnie kilka milimetrów, trzeba było zastosować zupełnie inne techniki.

„Ponieważ oni faktycznie montują kamerę, współpracujemy z nimi, aby sprowadzić naprawdę zaawansowane maszyny montażowe z linii produkcyjnej aparatów do telefonów komórkowych na stronę komputerów PC, czego wcześniej nie robili” – powiedział Andrewsa. „Naprawdę namawialiśmy ich do modernizacji zestawu kamer komputerowych, abyśmy mogli osiągnąć ten niezwykle mały pakiet”.

Jak zaawansowany? Cóż, dotyczy to robotów i laserów. Gwint, który zwykle utrzymuje obiektyw bezpośrednio w jednej linii z czujnikiem, był częścią pionowego stosu, który nie pasował do ramki. Więc został usunięty. Teraz soczewka jest umieszczana przez robota w celu zapewnienia idealnego dopasowania, a następnie przyklejana. Następnie nadmiar kleju odcina się za pomocą lasera. Są to techniki stosowane w aparatach smartfonów, ale dla komputerów PC to nowe terytorium.

Zmniejszając każdy element, a następnie wycinając z zestawu każdy milimetr wysokości w pionie, firma Dell w końcu przekształciła aparat 7 mm w aparat 2,25 mm. Jest na tyle mały, że można go zmieścić w czymś, co Dell nazywa ekranem „InfinityEdge”.

Ale wraz z mniejszym czujnikiem i obiektywem pojawił się inny problem. Jakość obrazu. Tak mały czujnik nie jest wystawiony na działanie wystarczającej ilości światła, aby uzyskać obraz wysokiej jakości, a próba dodania większej ilości światła może prowadzić do nadmiernego szumu, który zniekształca obraz. Firma Dell nazywa własne, zastrzeżone rozwiązanie tego problemu „tymczasową redukcją szumów”. Nad tą technologią pracowano od lat, ale w nowym aparacie XPS 13 znalazła ona idealne rozwiązanie.

„Ta tymczasowa redukcja szumów pobiera wiele klatek obrazu i porównuje je, a następnie jest w stanie uzyskać pozbyć się części szumu, który może być powodowany przez mniejszy czujnik przy mniejszej ilości światła docierającego do obiektywu kamera."

To połączenie najnowocześniejszego oprogramowania i sprzętu — czyli dokładnie tam, gdzie zawsze lądują najlepsze rozwiązania technologiczne.

Rezultatem nie są niesamowite wrażenia z aparatu. Nie jest lepsza od kamery internetowej jakiegokolwiek innego laptopa. Ale to nigdy nie było celem. To wykonuje swoją pracę bez skierowanie ich w stronę nosa lub zwiększenie ramek. To czteroletnia historia inżynierii, która w końcu znalazła się w produkcie, który można wziąć do ręki i trzymać w dłoniach.

Podróż trwa

Misja wykonana?

Nie do końca. Projektanci i inżynierowie firmy Dell mają wyjątkową wizję laptopów jutra. Cieńsze ramki. Mniejszy ślad. Zmaksymalizowany ekran. Jednak dotarcie na miejsce będzie wymagało tyle samo kreatywnego myślenia, co dotychczasowa podróż.

Należy wziąć pod uwagę każdy milimetr klawiatury. Podparcia dłoni. Zawias. Umiejscowienie klawiatury. Każdy aspekt musi być zgodny z wizją.

„Mamy w przyszłości ekscytujące projekty”, mówi Heaton. „Ale to jeszcze przyszłość. W pewnym stopniu będzie to przypominało lokalizację kamery. Nie rozwiązaliśmy wszystko aby umożliwić naszym zdaniem doskonały system w tych granicach. Ale pracujemy nad tym, ile możemy rozwiązać pojedynczo.

Zalecenia redaktorów

• Oto, jakiego rodzaju laptopa do gier kupisz w tym roku za 1000 dolarów
• Nowe laptopy do gier firmy Dell w stylu retro przeniosły mnie prosto do lat 80. — w dobrym tego słowa znaczeniu
• Jak nowy Dell XPS 13 spektakularnie podcina MacBooka Air
• Nowy komputer Dell XPS 13 2 w 1 może konkurować z Surface Pro, ale nie ma gniazda słuchawkowego
• Jak nowy Dell XPS 13 wykorzystuje technologię telefoniczną do radykalnego przeprojektowania