Фронтальная камера мобильного телефона¶

Фронтальная камера — дополнительная камера смартфона, расположенная на передней панели устройства и предназначенная прежде всего для видеозвонков, селфи и разблокировки телефона по лицу. В отличие от основной (задней) камеры, фронтальная имеет меньший по размерам сенсор, более узкий угол обзора и, как правило, более скромные оптические характеристики. Термин также используется название «селфи-камера» (selfie camera) или «фронталка».

¶История появления

Первым массовым телефоном с фронтальной камерой стал J-SH04, выпущенный японским оператором NTT DoCoMo в 2000 году. Устройство поддерживало видеосвязь по сети стандарта PDC и оснащалось камерой разрешением около 0,1 мегапикселя. В России и Европе фронтальные камеры массово распространились к концу 2000-х годов — с появлением 3G-сетей и сервисов видеозвонков.

Широкую популярность фронтальные камеры получили в начале 2010-х годов, когда возникла мода на селфи. В 2013 году слово «selfie» было признано словом года по версии Oxford Dictionaries. Производители смартфонов начали уделять фронтальной камере отдельное внимание: увеличивали разрешение сенсора, добавляли вспышку, автофокус и программные алгоритмы улучшения изображения.

¶Устройство и характеристики

Фронтальная камера представляет собой компактный модуль, включающий:

• Сенсор изображения — обычно типов CMOS (в том числе Sony IMX, Samsung S5K, OmniVision OV). Размер сенсора, как правило, составляет от 1/5 до 1/2,75 дюйма, что меньше, чем у основной камеры.
• Объектив — фиксированной фокусной длины с малым диафрагменным числом (f/2.0–f/2.4 у большинства моделей).
• ИК-фильтр — пропускает видимый свет, отсекая инфракрасную составляющую.

Ключевые характеристики фронтальной камеры:

У большинства смартфонов фронтальная камера имеет фиксированный фокус — всё, что находится дальше 50–70 см, попадает в зону резкости. Автофокус присутствует лишь у флагманских моделей (например, Samsung Galaxy S, iPhone начиная с 12-го поколения).

¶Размещение на экране

Современные смартфоны используют несколько способов размещения фронтальной камеры:

1. Вырез в экране (notch) — появился в 2017 году с iPhone X и Xiaomi Mi 8. Может быть каплевидным («водяная капля») или широким.
2. Отверстие в экране (hole-punch) — камера внутри дисплея, впервые применена в Samsung Galaxy S10 (2019). Популярна благодаря компактности.
3. Выдвижной модуль (pop-up) — механически выезжает из корпуса при запуске камеры. Использовался в OnePlus 7 Pro, Xiaomi Mi Note 10 и других моделях 2019–2020 годов. Преимущество — сплошной экран без вырезов; недостаток — подверженность поломкам и пыли.
4. Подэкранная камера — сенсор расположен под пикселями дисплея. Технология впервые применена в ZTE Axon 20 5G (2020). Качество изображения пока уступает классическим решениям из-за необходимости пропускать свет через слой дисплея.

¶Программные функции

Помимо съёмки фото и видео, фронтальная камера используется в ряде системных функций:

• Разблокировка по лицу (Face ID / Face Unlock) — сопоставление черт лица с сохранённым шаблоном. В iPhone для этого применяется инфракрасный датчик проекции точек (TrueDepth), работающий совместно с камерой.
• Жесты управления — взмах рукой для запуска затвора, сжатие ладони для скриншота (функция Palm Shutter у Samsung и других производителей).
• Биометрия — в некоторых устройствах фронтальная камера используется для идентификации пользователя в банковских приложениях.
• AR-приложения — распознавание лица и наложение виртуальных масок.

¶Разрешение и качество изображения

Начиная с 2019 года разрешение фронтальных камер выросло с 5–8 Мп до 32–44 Мп (например, Samsung Galaxy S20 FE — 32 Мп, Xiaomi 14 — 32 Мп). Однако высокое разрешение не гарантирует высокое качество: сенсор остаётся маленьким, поэтому в условиях недостаточного освещения изображение становится шумным. Производители компенсируют это программной обработкой — шумоподавлением, HDR, режимом ночного съёмки.

¶Применение

Основные сценарии использования фронтальной камеры:

• видеозвонки (Zoom, Skype, WhatsApp, Telegram);
• селфи-съёмка;
• видеоблогинг и стриминг;
• видеоконференции;
• разблокировка устройства;
• видеозапись в социальных сетях (Stories, Reels, Shorts).

¶Интересные факты

• В 2021 году компания Xiaomi представила прототип смартфона с фронтальной камерой разрешением 44 Мп с автофокусом.
• Модуль выдвижной камеры в некоторых устройствах рассчитан на 300 000 циклов выдвижения.
• В складных смартфонах (Samsung Galaxy Z Fold) фронтальная камера может быть установлена и на внутренний, и на внешний экран.

Источники:

• Oxford Dictionaries — Word of the Year 2013
• Спецификации смартфонов Samsung, Xiaomi, Apple, ZTE
• Обзоры мобильных технологий: GSMArena, XDA Developers
• Публикации NTT DoCoMo об истории мобильной видеосвязи