Kako bodo kamere pod zaslonom za vedno spremenile naše zaslone

Desetletja smo živeli z neprijetno tehnološko resnico: kamere in drugi senzorji ne morejo zasedati enakega prostora kot naši zasloni. Zato vse bolj pametni telefoni zanašajte se na strašno »zarezo« kot način maksimiranja razmerij med zaslonom in telesom, hkrati pa ohranite sprednjo kamero in druge senzorje.

Nekateri proizvajalci telefonov, od Nasprotno do OnePlus, rešili to težavo z uporabo motoriziranih pojavnih kamer, medtem ko so se drugi zatekli k temu izbijanje lukenj na zaslonih, da kameri zagotovi lastno kukalo. Tudi zato celo najnovejši vrhunski prenosni računalniki imajo še vedno izrazite okvirje okoli svojih zaslonov. The Spletna kamera potrebuje dom in zdi se, da nihče ni pripravljen živeti z zarezo ali luknjačem na računalniku.

A izkazalo se je, da kamere in zasloni niso tako nezdružljivi, kot se zdi. Zahvaljujoč izboljšavam v proizvodnih tehnikah bosta ta dva nasprotnika kmalu končala svoj dolgoletni ozemeljski spor. To ni daljnosežna napoved; dogaja se prav zdaj.

Do konca leta 2021 bomo videli prve pametne telefone z nevidnimi kamerami pod zaslonom (UDC). prenosniki, tablete, in televizorji bo sledil.

Kako bo to doseženo in kako bo to spremenilo način uporabe teh naprav?

Tukaj je vpogled v prihodnost naše skrite kamere.

Zakaj skrivati ​​kamero?

Pritoževanje zaradi zareze na telefonu, luknjanja ali velikega okvirja zaslona je definicija problema prvega sveta. In sodeč po Applove zvezdniške prodajne številke, noben od teh stranskih učinkov kamer, obrnjenih naprej, za kupce ne moti posla.

Če pustimo estetiko na strani, obstajajo tri glavne prednosti skrivanja kamer za zasloni.

Prvič, omogoča izdelavo telefonov s pravimi zasloni od roba do roba. Videoposnetki in fotografije izgledajo bolje, razvijalci aplikacij pa lahko izkoristijo vsak kvadratni milimeter za svoje dizajne – pri tem pa ohranijo čim manjše ohišje telefona.

Drugič, z vidika oblikovanja in izdelave, če je mogoče kamere in senzorje postaviti kamor koli, z manj omejitvami glede njihove velikosti in vidnosti, to na novo nariše zemljevid za oblikovanje telefona. Večje baterije, tanjši telefoni, več senzorjev in veliko boljše kamere so potencialne prednosti.

Toda tretja in verjetno največja prednost je zmožnost poravnave kamere z našim pogledom.

Kamere, postavljene v okvirje ali zareze, ustvarjajo zdaj že vse preveč poznan, neroden pogled navzdol, ki se zgodi med video klici. "Večino časa se dejansko ne gledata drug drugega, ko se pogovarjata prek videoklepeta," Michael Helander, izvršni direktor v Torontu OTI Lumionics povedal Digital Trends. "Trenutna postavitev videokonferenčnih kamer v vseh teh napravah je res neoptimalna."

Helander je o tem problemu verjetno razmišljal več kot večina. Njegovo podjetje ustvarja posebne materiale, ki omogočajo, kar je bilo nekoč nemogoče – naredijo zaslone dovolj pregledne, da lahko zanje postavite kamero.

Ko bo kamera nameščena za zaslonom, bodo naše video interakcije končno izgledale in se počutile tako resnične osebne interakcije – sprememba igre, ki ne bi mogla priti ob boljšem času v našem omejenem času zaradi COVID-a svetu.

Kako narediti zaslon pregleden?

V tehnologiji zaslona prevladujeta dve vrsti zaslonov. Najpogostejši so zasloni s tekočimi kristali (LCD), kamor sodijo televizorji LED in televizorji QLED. Drugi, organski svetleča dioda (OLED), prevladuje v pametnih telefonih in tablicah ter se vse bolj uporablja v prenosnih in celo namiznih računalnikih. monitorji

LCD-zasloni so dejansko prozorni, ko niso v uporabi - zato vidite sivo ozadje na zaslonu kalkulatorja, kjer segmenti črnih števk niso aktivni. Toda uporaba te prosojnosti za fotografiranje predstavlja velike tehnične ovire, še posebej, če upoštevate potrebo po osvetlitvi ozadja.

Po drugi strani pa je aktivni del zaslona OLED tanek kot papir. Njegove različne plasti se merijo v nanometrih, zaradi česar je popoln kandidat za preglednost. Njegova nanometer tanka zgornja plast kovine je že prosojna za vidno svetlobo, vendar je infrardeča svetloba popolnoma blokirana.

Postavlja se torej vprašanje, kako lahko povečate preglednost OLED-a, ne da bi poškodovali zaslon z izrezi?

Ena od rešitev, ki ji daje prednost Xiaomi in Oppo v njihovih prototipih UDC se zanašajo na inherentno prosojnost slikovnih pik OLED. Ko piksel OLED ni uporabljen za oddajanje svetlobe, prepušča svetlobo. Tako lahko postavite kamero za zaslon OLED in ta bo lahko zbrala dovolj svetlobe za zajemanje slik. Vendar obstaja ulov: kamero morate še vedno postaviti na vrh ali dno zaslona, ​​ker ko je kamera aktivna, morajo biti slikovne pike OLED nad njo izklopljene, kar ustvari začasno črno območje na zaslon. Ta pristop je rešitev za težave z zarezami in luknjami, vendar ne pomaga rešiti težave s pogledom navzdol.

Drug način za doseganje preglednosti je ustvarjanje majhnih fizičnih lukenj, ki se prilegajo med slikovne pike zaslona, ​​vendar je to samo po sebi neverjetno težko.

Prvi komercialno dostopen telefon s kamero pod zaslonom – The ZTE Axon 20 5G — uporablja to tehniko, vendar trpi tudi zaradi manj kot idealnega kompromisa. Sodobni pametni telefoni imajo neverjetno gosto zapakirane slikovne pike. The iPhone 12 Pro ima zaslon z ločljivostjo 460 ppi (slikovnih pik na palec), kar pomeni, da je v enem kvadratnem inču več kot 200.000 slikovnih pik. Sonyjev Xperia XZ Premium imel neverjetnih 807 ppi zaslona (več kot 650.000 slikovnih pik na kvadratni palec).

Prebijanje lukenj med temi slikovnimi pikami, tudi z laserjem, je tako težavno, da je moral ZTE odstraniti nekaj slikovnih pik z območja nad kamero, da bi kupil nekaj dodatnega prostora. Rezultat je opazno nižja ločljivost kvadrata na zaslonu.

Opazna (zaradi velikosti lukenj) je tudi sama kamera, ki postane vidna pod določenimi koti.

Del zaslona z nižjo ločljivostjo vas morda ne bo motil, ko je blizu vrha, na območju, ki se večinoma uporablja za nepomembne informacije. Toda malo ljudi bi sprejelo tako očitno zmanjšanje ločljivosti na sredini zaslona svojega telefona, kar bi potrebovali, da bi odpravili težavo s pogledom navzdol.

Glej in bodi viden

Obstaja pa še tretja možnost. Kaj pa, če bi lahko namesto zanašanja na prosojne slikovne pike ali luknjanja v zaslon po montaži ustvarili milijone drobnih lukenj v vsaki plasti zaslona OLED med proizvodnjo?

S postopkom, znanim kot vzorčenje, so nas obstoječe proizvodne tehnike izjemno približale temu scenariju.

"Vemo, kako to narediti v plasti TFT [tankoplastnega tranzistorja]," je dejal Helander. »Vemo, kako to narediti v spodnji elektrodi. Vemo, kako to narediti v plasti, ki sestavlja vse različne slikovne pike.« Toda zgornji kovinski sloj, znana tudi kot katoda, ni ustvarjena kot te druge plasti in predstavlja edinstven inženiring izziv.

Samosestavljene luknje

Zgornja kovinska katoda ni pločevina v običajnem smislu. Namesto lepljenja ločene kovinske pločevine na vrh zaslona se kovinske molekule uparijo in pustijo, da kondenzirajo po celotni površini, kar je proces, znan kot nanašanje s paro.

Težava je v tem, da ko je ta kovinska plast odložena, je ni več mogoče oblikovati. To nas pripelje do skrivne omake OTI Lumionics.

"Tehnologija, ki smo jo razvili, je način oblikovanja milijonov drobnih luknjic v tej plasti med proizvodnim procesom s tako imenovanim samosestavljanjem," je dejal Helander. "Ko položite vse te materiale skupaj, bodo naravno oblikovali vse te majhne odprtine na zaslonu, na milijone."

Helander trdi, da postopek samosestavljanja deluje na kateri koli velikosti zaslona in omogoča proizvajalcem, da se odločijo, koliko odprtin je potrebnih - od samo ene do 1 milijarde.

Ko te odprtine obstajajo, lahko vidna in infrardeča svetloba neovirano prehajata skozi.

Zaupajte, vendar preverite

Ne glede na to, kako razburljivo je misliti, da bomo kmalu lahko imeli veliko bolj naravne video klice, kamera pod zaslonom nalaga proizvajalcem še večjo odgovornost, da zagotovijo zaupanja vredno zasebnost ukrepe.

Potrebovali bomo nekakšen zanesljiv indikator, kdaj je kamera aktivna, in enako zanesljiv način, da jo onemogočimo. Ker je pod zaslonom, leče ni mogoče fizično blokirati, ne da bi blokirali tudi vsebino na zaslonu.

Apple je pred kratkim posodobil iOS, da prikaže majhno zeleno piko blizu zareze, ko je v uporabi kamera, obrnjena naprej, in oranžno piko, ki prikaže, ko je mikrofon aktiven. To je dober način, da nas obvestite o tem, kaj se dogaja, vendar potrebujemo nekaj več.

Pametni zvočniki, kot je Google Nest mini dobavljen s fizičnimi stikali, s katerimi lahko onemogočite mikrofone. Ob predpostavki, da položaja stikala ni mogoče na daljavo premagati, zagotavlja zelo dobro stopnjo zaupanja. Podoben mehanizem na televizorjih, monitorjih in prenosnih računalnikih bi moral biti standarden, ko kamere postanejo nevidne.

Kdaj se bodo začele pojavljati kamere pod zaslonom?

OTI Lumionics že ima sklenjene sporazume z več kitajskimi proizvajalci pametnih telefonov, vendar zaradi omejitev glede zaupnosti teh podjetij še ni mogoče imenovati. »Mnogi izmed njih imajo izdelane prototipe telefonov in vse je videti odlično,« ugotavlja Helander, »vendar nihče od njih ne želi ničesar javno razkriti, dokler ni pripravljen na svoje dejanske uradne objave izdelkov.« Prepričan je, da bomo te nove modele kamer pod zaslonom videli nekje leta 2021, čeprav bodo morda ostali ekskluzivni kitajski trg do 2022.

Koliko bodo stali?

Bil sem popolnoma pripravljen, da mi bo Helander povedal, da so samo najbolj vrhunski pametni telefoni, ki imajo visoke cene 1000 $ ali več, bi bil prvi na trgu z UDC. Toda prvi modeli naj bi bili srednjega razreda slušalke. To pripisuje hudi konkurenci med kitajskimi znamkami v cenah od 400 do 600 dolarjev trgu pametnih telefonov, kar je pripeljalo do pripravljenosti za hitrejše preizkušanje novih funkcij, tudi če ne uspejo ujemi se.

Priporočila urednikov

• ZTE postavi novo kamero pod zaslonom na Axon 40 Ultra za 799 USD
• Oppo vidi pametno uro, čip in kamero pod zaslonom kot del svoje prihodnosti
• Nova razburljiva tehnologija podjetja Oppo skriva kamero za selfije pod zaslonom telefona