Como funciona o zoom de 100x em câmeras de celular?
O zoom de 100x combina recursos mecânicos e de software para fotografar até a Lua usando a câmera do smartphone; entenda como funciona e as limitações da tecnologia
O zoom de 100x no celular utiliza diferentes câmeras, lente periscópio e recursos de software para capturar imagens à distância com alta resolução. Ele está presente em smartphones de marcas como Samsung, Xiaomi e Huawei, e se popularizou por permitir tirar fotos da Lua.
O Galaxy S20 Ultra foi o primeiro celular com zoom de 100x. O recurso pode ter nomes diferentes, a depender da marca: zoom espacial/space zoom (Samsung); Ultra-Zoom (Xiaomi); SuperZoom (Huawei); HyperZoom (Vivo).
A seguir, entenda como as fabricantes de smartphones contornaram limitações físicas para proporcionar zoom de 100x em dispositivos compactos, sem prejudicar a espessura dos aparelhos.
Índice
Como celulares atingem zoom de 100x?
Celulares atingem zoom de 100x combinando zoom óptico e zoom digital. O zoom digital envolve capturar uma foto, obter um recorte dela e usar algoritmos para deixá-la mais nítida. O zoom óptico, por outro lado, captura esse recorte de forma nativa, usando uma lente periscópio.
Como funciona a câmera periscópio?
A lente periscópio tem formato de L. Em cada ponta, ficam a entrada de luz e o sensor. Para atingir um zoom óptico maior, é necessário aumentar a distância entre a lente e o sensor; o formato de L consegue fazer isso sem deixar o smartphone mais espesso.
No Galaxy S23 Ultra, por exemplo, a lente periscópio vem associada a um sensor de imagem de 10 MP, e atinge zoom óptico de 10x. Para chegar ao zoom híbrido de 100x, a Samsung utiliza diversas técnicas:
- Pixel binning: agrupa diversos pixels como um só para capturar mais luz;
- Câmera principal com alta resolução: o sensor de 200 megapixels fornece informações adicionais para identificar mais detalhes na imagem;
- Estabilização óptica (OIS): compensa o movimento do objeto e das suas mãos para maior nitidez;
- Inteligência artificial: as câmeras capturam várias imagens cada vez que você pressiona o obturador – por exemplo, com exposição diferente – e esses dados são combinados via IA.
A inteligência artificial é usada em fotos da Lua para adicionar detalhes que a câmera do smartphone não seria fisicamente capaz de capturar. Celulares da Samsung usam IA para reconhecer a Lua no enquadramento, combinam várias fotos sequenciais, e usam um modelo de deep learning para acentuar os detalhes e cores da imagem.
Quais os benefícios de IA para câmeras de celular?
- Aprendizado de máquina: celulares com zoom 100x usam algoritmos para compensar a perda de qualidade do zoom digital. Eles são treinados para ampliar imagens da melhor forma possível. Por exemplo, pode-se usar um banco de dados composto por pares de fotos — uma com alta nitidez, outra de baixa qualidade.
- Combinação de múltiplas fotos: outra técnica de fotografia computacional é combinar várias fotos sequenciais, tiradas de posições ligeiramente diferentes, para gerar uma imagem ampliada mais nítida. De acordo com o Google, isso pode gerar uma resolução equivalente ao zoom óptico de 2x ou 3x em boas condições de iluminação.
Quais são as limitações para zoom em smartphones?
Smartphones são dispositivos compactos, com pouco espaço para acomodar componentes de câmera, entre outros elementos. Por isso, há dificuldade em alcançar o zoom óptico verdadeiro, definido como a proporção entre a maior distância focal e a menor em um sistema óptico.
Como funciona o zoom óptico?
Câmeras DSLR atingem zoom óptico com o movimento físico dos elementos da lente, o muda a distância focal, calculada entre o centro da lente, e o ponto em que a imagem está em foco.
Em smartphones, não há muito espaço para essa movimentação, e a maioria dos aparelhos conta com distância focal fixa. Por isso as fabricantes combinam várias câmeras com distâncias focais diferentes para atingir níveis de aproximação menores, como zoom óptico de 2x.
Para atingir o zoom óptico de 100x, o celular precisaria ter câmeras com distância focal de 13 mm e de 103 mm — o que exigira uma espessura muito grande.
Existem lentes teleobjetivas com zoom óptico de 100x ou mais, porém elas são muito compridas. A lente Canon Digisuper 100, por exemplo, mede 61 cm de profundidade e pesa 23,5 kg, algo inviável para um smartphone.
