Οι δυνατότητες στο τομέα αυτό καθορίζονται από ένα σύνολο στοιχείων υλικού και λογισμικού (SoC, αισθητήρας, φακός, φίλτρα, σύστημα σταθεροποίησης, αλγόριθμοι επεξεργασίας) στους οποίους οι κορυφαίες συσκευές του 2015 αναμένεται να παρουσιάσουν σημαντικές βελτιώσεις. Παραλείποντας τις δυνατότητες του SoC, για της οποίες έγινε ήδη αναφορά στο πρώτο μέρος του αφιερώματος, τα υπόλοιπα στοιχεία συνεχίζουν να αποτελούν σημαντικό κομμάτι του ενδιαφέροντος του R&D των κατασκευαστών συσκευών. Πρωταγωνιστές επιδόσεων, σ’ αυτόν τον τομέα, αναμένεται να είναι τα συστήματα λήψης και επεξεργασίας των Apple, Samsung, Microsoft, Sony, Toshiba, ενώ στην κατηγορία των αισθητήρων CMOS (CIS) εταιρείες όπως οι Aptina, OmniVision, NovaTek κά. θα εμφανιστούν σε μεγάλο όγκο smartphones μεσαίων και χαμηλών προδιαγραφών. Δυστυχώς, η φιλόδοξη προσπάθεια της HTC με την τεχνολογία UltraPixel φαίνεται ότι δύσκολα θα έχει συνέχεια, καθώς η εταιρεία δεν έχει την οικονομική άνεση και το χρόνο να προχωρήσει στην εξέλιξη της, συνεχίζοντας με stock εξαρτήματα από Sony και OmniVision αλλά με δικό της firmware/software επεξεργασίας (Eye Experience).
Στην αιχμή της τεχνολογίας των CIS συναντάμε αρκετές λύσεις, που άλλοτε βασίζονται στην κλασική CMOS-BSI δομή είτε σε κάποια ποιο εξελιγμένη, όπως η ISOCELL της Samsung ή η PureView της Microsoft (πρώην Nokia). Στην πρώτη περίπτωση, ανήκουν οι κορυφαίοι αισθητήρες IMX220 και IMX240, της σειράς Sony Exmor RS με διαστάσεις 1/2,3 και 1/2,6 ιντσών, ανάλυση 20,65 megapixel και 16 megapixel και παρουσία σε αρκετά κορυφαία smartphones όπως τα Sony Xperia Z3 και Meizu MX4 για τον πρώτο και Samsung Galaxy Note 4 για το δεύτερο. Η σειρά Exmor RS ήταν η πρώτη που έφερε την τεχνολογία CMOS-BSI στους CIS για smartphones και tablets, μεταφέροντας τις πιο εξελιγμένες λειτουργίες που έβρισκε κανείς στις low end φωτογραφικές μηχανές, όπως το HDR, εξελιγμένες τεχνικές εξάλειψης θορύβου, πολύ υψηλές αναλύσεις και γρήγορες ταχύτητες Ι/Ο. Από τον Απρίλιο του 2015, προστίθεται και το μοντέλο IMX230 με αναβαθμισμένα χαρακτηριστικά (21 megapixels, 1/2,4 ιντσών, HDR σε 4K video) έναντι του IMX220 και μεγαλύτερο αριθμό σημείων εστίασης (192 έναντι 172).
Με παρόμοια προσέγγιση, η Toshiba, έχει δυναμική παρουσία μέσω δύο μοντέλων «διαμάντια»: Των T4K82 και T4KA7. Ο πρώτος, με ανάλυση 13 megapixels και διάσταση 1/3,07 ιντσών εμφανίζει εξαιρετικές επιδόσεις λήψης video με αναλύσεις που φτάνουν τα 4Kx2K στα 30 fps. Από την άλλη, ο T4KA7, με την μεγάλη ανάλυση των 20 megapixels και διάσταση 1/2,4 ιντσών έχει προσανατολισμό στην λήψη μεγάλου μεγέθους RAW φωτογραφιών.
Η Samsung, όπως και η Sony, εξελίσσει η ίδια το σύνολο των συστημάτων λήψης για mobile συσκευές και στο κομμάτι των CIS έχει αναπτύξει την τεχνολογία ISOCELL, με σημαντικές διαφοροποιήσεις από την CMOS-BSI. Η βασική ιδέα είναι ότι διατηρώντας μικρή τη διάσταση των φωτοδιόδων του αισθητήρα (μέχρι του μεγέθους των 0,9 μm) δημιουργεί ένα πλέγμα φραγμάτων φωτός που εμποδίζουν το φως που προσπίπτει σε κάποια από αυτές να διαχυθεί στις διπλανές της «μολύνοντας» με θόρυβο την εικόνα. Με αυτόν τον τρόπο καταφέρνει να περιορίσει την ανεπιθύμητη διάχυση φωτός (crosstalk) από 19%, σε έναν αισθητήρα BSI ίδιων διαστάσεων, σε 12,5%. Επιπλέον, αλλάζοντας την κατασκευαστική δομή της φωτοδιόδου, αυξάνει την απορρόφηση φωτός ανά επιφάνεια επιτυγχάνοντας μεγαλύτερη ευαισθησία (ISO) και καλή απόδοση κάτω από συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Σημαντικό είναι ότι ένας αισθητήρας ISOCELL έχει μικρότερο ύψος επιτρέποντας την κατασκευή λεπτότερων συσκευών ή την ενσωμάτωση φακών με περισσότερα στοιχεία. Προς το παρόν, το πιο εξελιγμένο μοντέλο (21 megapixels, 1/2,6 ιντσών) χρησιμοποιείται στο Samsung Galaxy S5, με εντυπωσιακά αποτελέσματα και με διαστάσεις pixel 1,12 μm, που φανερώνει ότι υπάρχει ακόμα πολύς χώρος μέχρι το τεχνικό όριο των 0,9 μm.
Στον αντίποδα, οι HTC και Apple αντιστάθηκαν στην κούρσα αύξησης των megapixel, με την πρώτη να επιλέγει μια πιο ακραία προσέγγιση με τον αισθητήρα UltraPixel (4 megapixels, 2,0 μm) και την δεύτερη ένα πιο προσεκτικό ζύγισμα (8 megapixels, 1,5 μm) και την εξαιρετική υποστήριξη λογισμικού. Η ιστορία δικαίωσε, για ακόμα μια φορά, την Apple που ξέρει πώς να βελτιώνει πιο ώριμες τεχνολογίες για να πετύχει τη μέγιστη απόδοση.
Φυσικά, δεν πρέπει να ξεχνάμε την πραγματικά καινοτόμα τεχνολογία PureView της Microsoft, με τον αισθητήρα να παραμένει στην κορυφή της ανάλυσης με 38 megapixels (ενεργά), αλλά λόγω μεγέθους (2/3’’) να προσδίδει μεγάλες διαστάσεις στην υλοποίηση της camera. Αξιοσημείωτο είναι ότι στο Nokia Lumia 1020, το σύστημα λήψης περιλαμβάνει φακό από την Carl Zeiss και μια εξαιρετική εφαρμογή λήψης video και φωτογραφιών. Δυστυχώς, η δυναμική της πρωτοπορίας χάθηκε, σε σημαντικό βαθμό, αφού δεν μπόρεσε να περάσει ευρέως στα φετινά μοντέλα Nokia/Microsoft Lumia, με αποτέλεσμα οι ανταγωνιστικές υλοποιήσεις να έχουν φτάσει ή ξεπεράσει τις επιδόσεις της PureView. Είναι αμφίβολο αν στα μοντέλα του 2015 θα είναι ένα από τα σημεία που θα πέσει το βάρος της προώθησης, αλλά σίγουρα υπάρχει ακόμα προσδοκία από τους καταναλωτές που προτιμούν τα Windows, στην συσκευή τους.
Τελειώνοντας το κομμάτι των CIS, φέτος αναμένεται να είναι αξιοσημείωτη και η παρουσία μικρότερων παικτών όπως η OmniVision που πρόσφατα παρουσίασε δύο νέα μοντέλα αισθητήρων ανάλυσης 23,8 megapixel και 21,4 megapixel. Ο κορυφαίος OV23850 (1/2,3 ιντσών, 1,12 μm) προσφέρει εξελιγμένα χαρακτηριστικά video με HDR πραγματικού χρόνου για εγγραφή video 4Κ, στα 30 fps, υλοποιώντας την τεχνολογία PureCel-S. Το σημαντικό είναι ότι η παρουσία όλο και περισσότερων τέτοιων εξαρτημάτων κατεβάζει το κόστος υλοποίησης, προσφέροντας κορυφαία χαρακτηριστικά σε κατασκευαστές που δεν έχουν την δυνατότητα να αναπτύξουν δικά τους συστήματα λήψης.
Ένα άλλο σημαντικό σκέλος που αναμένεται σημαντική βελτίωση είναι οι διατάξεις φακού που συνδυάζεται, σε πολλές περιπτώσεις με σύστημα οπτικής σταθεροποίησης εικόνας (OIS) και φίλτρων. Όσον αφορά το φακό, οι διαστάσεις του CIS και το πάχος του smartphone θέτουν σοβαρούς περιορισμούς στον αριθμό των οπτικών στοιχείων και τις αποστάσεις μεταξύ τους. Ως επακόλουθο, περιορίζεται το εύρος του βάθους πεδίου, η ποσότητα φωτός που παγιδεύεται, η εστίαση κά., που μπορούν εν μέρει να αντιμετωπιστούν αλγοριθμικά, αλλά με σαφή όρια. Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, κάποια νέα μοντέλα CIS έχουν μικρότερο βάθος δίνοντας περισσότερο χώρο στην κατασκευή του φακού, ενώ τελευταία εμφανίζονται σημαντικές τεχνολογίες που ανατρέπουν την κλασσική σχεδίαση της διάταξης φακών. Η πιο σημαντική από αυτές έρχεται από την DynaOptics, που χρησιμοποιεί μια διάταξη μη συμμετρικών φακών μικρού μεγέθους, που αντί να μετακινούνται εμπρός-πίσω για να αλλάξουν την εστίαση, το καταφέρνουν μετακινούμενοι στον εγκάρσιο άξονα. Η εταιρία αναμένεται να διαθέσει προϊόντα με αυτή την τεχνολογία στο πρώτο τρίμηνο του 2015, όποτε είναι δυνατό να την δούμε υλοποιημένη σε συσκευές, μέσα στο ίδιο έτος.
Ο τομέας της οπτικής σταθεροποίησης εικόνας γνώρισε σημαντική διάδοση, φέτος, με τη διάθεση φθηνών και γρήγορων γυροσκοπίων MEMS. Πρόκειται για διατάξεις που συνήθως τοποθετούνται στο πίσω μέρος του CIS και αποσβένουν σε ένα βαθμό την κίνηση από το τρεμόπαιγμα των χεριών ή τις απότομες κινήσεις κατά την λήψη video. Κι εδώ, υπάρχουν σημαντικοί περιορισμοί από τις μικρές διαστάσεις της κάμερας, την ευαισθησία του γυροσκοπίου και την ταχύτητα απόσβεσης. Ενώ τα συστήματα OIS που παρουσιάστηκαν φέτος περιείχαν γυροσκόπια MEMS 2-αξόνων, αυτό αναμένεται να αλλάξει με την εμφάνιση διατάξεων 3-αξόνων που θα κατασκευάζονται με βελτιωμένη μέθοδο λιθογραφίας και θα έχουν γρηγορότερη απόκριση. Επίσης, αναμένεται η περαιτέρω σμίκρυνση, χωρίς αντίκτυπο στην ευαισθησία τους, ώστε να διατηρείται το χαμηλό βάθος του smartphone. Κι εδώ, η σημαντικότερη εξέλιξη είναι η μείωση του κόστους που θα οδηγήσει στην υιοθέτηση τους από όλο και περισσότερες και φθηνότερες συσκευές.
Μια σημαντική εξέλιξη είναι ότι οι κατασκευαστές κινητών προσέχουν πλέον κάθε λεπτομέρεια της φωτογραφικής λειτουργίας του κινητού και ήδη ενσωματώνουν φίλτρα στην διάταξη φακών, όπως στο iPhone 6, όπου η Apple έχει φροντίσει να συμπεριλάβει ένα υβριδικό φίλτρο υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Καλύτερες οθόνες σε όλες τις κατηγορίες τιμής και βελτιώσεις στην κατανάλωση και το πάχος.
Μετά από ένα διάστημα τριών χρόνων, όπου η βιομηχανία κατασκευής οθονών έκανε ένα αγώνα δρόμου να παρουσιάσει όλο και μεγαλύτερες αναλύσεις, το 2014 σηματοδότησε την στροφή και προς άλλες «αξίες», όπως η χρωματική πιστότητα, η χαμηλότερη κατανάλωση, η ταχύτητα ανανέωσης, το μικρό πλαίσιο, η ευκαμψία ή η καλύτερη απόδοση σε συνθήκες ηλιοφάνειας. Οι μεγάλες δυνάμεις του χώρου (Samsung, LG, AUO, Sharp, JDI) συνεχίζουν να κατέχουν τις τεχνολογίες αιχμής, αλλά υπάρχει μια πληθώρα μικρότερων κατασκευαστών που ολοκληρώνουν σημαντικές αναβαθμίσεις στις γραμμές παραγωγής τους και μέσα στο 2015 θα κατακλύσουν την αγορά με panel υψηλής ανάλυσης. Η πρόβλεψη για το 2015 είναι να δούμε οθόνες μεγαλύτερες από 4,3 ίντσες και ανάλυσης WXGA σε συσκευές των 70 δολαρίων και άνω των 5 ιντσών, ανάλυσης FHD σε συσκευές κόστους 120 δολαρίων. Για τα μεγάλα panels που χρησιμοποιούνται σε tablets, θα υπάρξει γρήγορη μετατόπιση προς αναλύσεις FHD ή WUXGA, για τις διαστάσεις 7-8 ιντσών, ενώ προς το τέλους του έτους ελπίζουμε να δούμε υλοποιήσεις 4Kx2K στις 10 ή 12 ίντσες.
Η Samsung συνεχίζει να έχει στην αιχμή του δόρατος τα panels τεχνολογίας AMOLED, χρησιμοποιώντας υπόστρωμα LTPS ώστε να μπορεί να ανεβάζει τις αναλύσεις και ταυτόχρονα να περιορίζει περισσότερο την κατανάλωση ισχύος και το συνολικό πάχος της οθόνης. Το κόστος εξέλιξης παραμένει υψηλό και ταυτόχρονα αντιμετωπίζει έντονο ανταγωνισμό από την AUO και την LG, η οποία έχει ανεβάσει αισθητά τον όγκο παραγωγής της σε όλο το φάσμα των διαστάσεων και αναμένεται να επιτύχει μεγαλύτερες οικονομίες κλίμακας. Από τη δεύτερη, φαίνεται ότι θα υπάρξει σύντομα και απάντηση στην σειρά εύκαμπτων panels Samsung YOUM, που παρά τις σημαντικές καινοτομίες της συνεχίζει να παράγεται περιορισμένα και χωρίς να συνοδεύεται ακόμα από εξίσου έξυπνες χρήσεις. Οι πιέσεις που δέχεται η Samsung σε επίπεδο κόστους, την οδήγησαν στη χρήση LTPS LCD panels από την Sharp και υπάρχουν έντονες ενδείξεις ότι θα διευρύνει αυτή την τακτική το 2015, σε όλο και περισσότερες συσκευές που δεν ανήκουν στο high-end κατηγορία.
Η LG εγκατέλειψε νωρίς τα TN/a-Si panels και εκσυγχρόνισε τις γραμμές της ώστε να παράγουν IPS LTPS LCD panels με εξαιρετικά χαρακτηριστικά και χαμηλό κόστος. Ενώ διατηρεί σημαντική τεχνογνωσία στην τεχνολογία OLED, για λόγους συγκράτησης του κόστους, επέλεξε να μην την χρησιμοποιεί σε οθόνες μικρών διαστάσεων. Η τελευταία σημαντική καινοτομία της παρουσιάστηκε πριν από λίγες εβδομάδες και αφορά την κατασκευή οθόνης LCD με διάσταση 5,3 ιντσών, ανάλυση FHD και περιθώριο μόλις 0,7 χιλιοστών, ενώ θα ενσωματώνει την τεχνολογία Advanced In-Cell Touch (AIT) ώστε η οθόνη απεικόνισης και το στρώμα που αντιλαμβάνεται την επαφή των δακτύλων να αποτελούν ένα κοινό σώμα με γρηγορότερη απόκριση και ακόμα μικρότερο πάχος.
Με μια ταχύτατη πορεία, η ταϊβανέζικη AUO κατάφερε να αναδειχθεί στους κορυφαίους κατασκευαστές οθονών κατέχοντας σημαντική τεχνογνωσία και κατασκευαστική δυνατότητα για AMOLED και LTPS LCD panels. Το σημαντικότερο επίτευγμα της για φέτος είναι η οθόνη 5,7 ιντσών, με WQHD AMOLED panel (2560x1440, 513 ppi) που παρουσιάστηκε τον Απρίλιο και σχεδόν τα ίδια χαρακτηριστικά με την οθόνη Super AMOLED της Samsung, η οποία πρόλαβε να παρουσιαστεί στο Samsung Galaxy Note 4. Παράλληλα, στο πρώτο εξάμηνο του 2015 θα είναι σε θέση να παράγει μαζικά LTPS panels 6ης γενιάς, χωρίς όμως να έχουν δοθεί περισσότερες λεπτομέρειες. H AUO συνδυάζει ανταγωνιστικά χαρακτηριστικά με πολύ επιθετική τιμολόγηση, γι’ αυτό και έχει σημαντική παρουσία σε όλο και περισσότερα δημοφιλή προϊόντα, όπως της Apple.
Η Sharp βελτίωσε ακόμα περισσότερο την τεχνολογία IGZO για LCD panels, με την παρουσίαση ενός προτύπου οθόνης 4,1 ιντσών, με ανάλυση WQXGA (2560x1600, 736 ppi) βάση του οποίου θα μπορούσε να κατασκευάσει 4K οθόνες για phablets, μέχρι το 2016. Οι οθόνες IGZO έχουν κατακλύσει την αγορά, αφού συνδυάζουν πολύ καλά χαρακτηριστικά, μεγάλη διαθεσιμότητα, χαμηλό κόστος και διατηρούν περιθώριο για περαιτέρω βελτίωση. Μέχρι και φέτος κατείχαν μια «ασφαλή» διαφορά κόστους από τα τεχνολογικά ανώτερα LTPS LCD panels αλλά αυτό πρόκειται να αλλάξει με την παρουσίαση της νέας γενιάς LTPS panels, όπως η σειρά IPS-NEO (6η γενιά LTPS) της JDI, που θα υποστηρίζεται από μεγαλύτερο όγκο παραγωγής και παρουσία πολύ πιο προσιτών μοντέλων. Η JDI ανακοίνωσε τον Απρίλιο ότι έχει αναπτύξει μια νέα οθόνη 10,1 ιντσών, με βάση τον νέο τύπο LTPS panel, με ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά όπως ανάλυση 4K x 2K (438 ppi) και σχετικά χαμηλής κατανάλωσης (2180 mW, μέγιστη). Επίσης, το εύρος χρώματος αγγίζει το 71% της παλέτας NTSC, με λόγο αντίθεσης 1100:1 και μέγιστη φωτεινότητα στα 400 cd/m².
Για οθόνες LCD υψηλών αναλύσεων που ξεπερνούν τα 300 ppi, προτιμάται πλέον η τεχνολογία LTPS, η οποία αν και ακριβότερη από την a-Si, λόγω της πιο σύνθετης κατασκευαστικής της διαδικασίας, δίνει εξαιρετική ποιότητας panels και σε πιο προσιτές τιμές από τα αντίστοιχα OLED. Ο μεγαλύτερος όγκος LTPS panels παράγεται από τις JDI, Sharp και LG Display, με την AUO να διαθέτει όλο και μεγαλύτερες ποσότητες, ενώ και οι περισσότεροι από τους μικρότερους κατασκευαστές panels (BOE, Tianma, InfoVision, Century κ.ά.) εξελίσσουν τις γραμμές παραγωγής του για να μπορούν να κατασκευάζουν προϊόντα αυτής της τεχνολογίας.
Ένα λαμπρό πεδίο βελτίωσης των οθονών είναι και η απεικόνιση σε συνθήκες έντονου φωτός, όπως η ηλιοφάνεια, που δυσκολεύει τη χρήση των smartphones και tablets σε εξωτερικούς χώρους. Η Apple διαφημίζει την επίστρωση κατά της ανάκλασης στην οθόνη του φρέσκου iPad Air 2, αλλά πρόκειται για παλιότερη τεχνολογία που συνεχώς βελτιώνεται. Στην πιο απλή της μορφή, η αντι-ανακλαστική αντιμετώπιση γίνεται με την χρήση επίστρωσης (coating), ξυσίματος της εξωτερικής στοιβάδας του γυαλιού της οθόνης (surface etching) ή ειδική επικόλληση πολωτικού φίλτρου για το φως που προσκρούει στην επιφάνεια της οθόνης. Η πιο εξελιγμένη μέθοδος εμφανίζεται ήδη στην τεχνολογία ClearBlack που εφαρμόζει η Nokia στα AMOLED panel ορισμένων Lumia μοντέλων, από το 2012. Με μια διάταξη «σάντουϊτς» που περιλαμβάνει δύο φίλτρα πόλωσης ενσωματωμένα στο σώμα της οθόνης καταφέρνουν να παγιδεύσουν μεγαλύτερο ποσοστό από το φως που προσκρούει στην οθόνη, ώστε να μην επιστρέψει με την μορφή αντανάκλασης. Το αποτέλεσμα ενισχύεται από τον υψηλό λόγο αντίθεσης που δημιουργούν το σχεδόν τέλειο μαύρο του AMOLED panel και της υψηλά ρυθμισμένης φωτεινότητας. Παρόμοια τεχνολογία παρέχεται πλέον και από αρκετές εξειδικευμένες εταιρίες, για αρκετά από τα διαθέσιμα μοντέλα panel και με ανταγωνιστικό κόστος. Είναι ένα από τα χρήσιμα χαρακτηριστικά που περιμένουμε να δούμε και σε υλοποιήσεις από τα κινέζικα brands.
Όλα τα παραπάνω υποστηρίζονται όλο και περισσότερο από το λογισμικό των συσκευών και με την βοήθεια αισθητήρων, ώστε να διαμορφώνουν την λειτουργία της οθόνης ανάλογα με τις συνθήκες χρήσης της συσκευής. Φέτος θα κάνουν την εμφάνιση τους και αρκετές εφαρμογές που θα ρυθμίζουν αυτόματα τις παραμέτρους λειτουργίας (auto-calibration) της οθόνης ώστε να αποτυπώνεται αποδίδεται πιστότερα το χρώμα και η γεωμετρία. Είναι μια αρκετά χρήσιμη λειτουργία που μπορεί να βελτιώσει σημαντικά και ανέξοδα το αποτέλεσμα της απεικόνισης αντιμετωπίζοντας την έλλειψη σωστής εργοστασιακής ρύθμισης και χωρίς την ανάγκη εξοπλισμού μέτρησης.
0 σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου