Инженерная эволюция: что общего у камеры Huawei Pura 80 Ultra и болида Формулы-1

 
Конструкторы смартфонов и автомобилей сталкиваются с одним фундаментальным противоречием: увеличение мощности против компактности корпуса и универсальности устройства. В Huawei Pura 80 Ultra воплощена инженерная философия: один сенсор выполняет несколько функций.
 

 
Похожее наблюдается и в гоночных болидах. Там мотор-генераторный блок (он же MGU-K) во время торможения работает как генератор, преобразуя кинетическую энергию в электрическую и сохраняя ее в аккумуляторе, а во время разгона работает как электромотор, добавляя свою мощность к основному двигателю.
 
Конструкция телефотомодуля Huawei Pura 80 Ultra точна и сложна как лазерный микроскоп или блок автофокусировки спутниковых систем. В нем используются 143 детали, которые проходят через более чем 150 этапов сборки. Для сравнения: типичные зум-камеры, как правило, состоят из 60-70 деталей.
 

 
Выше представлена схема сборки телефотомодуля Huawei Pura 80 Ultra. Как видите, этот процесс настолько сложный, что для его демонстрации понадобилось 3 стенда. А вот как выглядит схема сборки стандартного  телефотомодуля.
 

 
Основная инновация, применимая в смартфоне – двойная переключаемая перископическая камера. Она объединяет две линзы (с зумом 3,7x и 9,4x), подвижную платформу и один крупный сенсор с габаритами 1/1,28". Свет перенаправляется через призму, изменяющую траекторию оптического пути. Такое решение характерно для лабораторных приборов и профессиональных камер. Но именно за счет интеграции моторизованного привода и схем обратной связи система смогла работать в габаритах смартфона.​
 
Подобные инженерные вызовы решали создатели двигателей гоночных болидов. Максимальная отдача в них достигается не путем увеличения физических размеров, а внедрением десятков инновационных технологий, таких, как мотор-генераторный блок для рекуперации энергии, легированные сплавы, комбинированные системы охлаждения, аддитивные техники обработки – все, чтобы уложиться в жесткие требования по весу и габаритам, сохраняя эффективность и прочность.
 

 
Компактность против возможностей: что диктует физика?
 
В Huawei Pura 80 Ultra пришлось «переизобрести» сам подход к размещению оптически активных компонентов – сенсор установлен по диагонали, чтобы длиннофокусная система уместилась в корпусе толщиной 8–9 мм. Призма разворачивает поток света на 90°, предоставляя возможность двум объективам работать с одним большим сенсором, который в противном случае просто не уместился бы традиционным способом. Это роднит решение с компоновкой гоночного автомобиля, где каждое место внутри кокпита и моторного отсека – поле непрерывных расчетов, предназначенных для максимального извлечения энергии при минимальных потерях.​
 

 
В двигателях машин для Формулы-1 применяются схемы, позволяющие «выжать» до 50% теплового КПД против обычных 35% у стандартных автомобилей, благодаря передовой термодинамике, оптимизации протяженности топливопровода и внедрению легких, композитных и керамических материалов. За счет комбинаций параллельных функций и гибких компонентов каждый миллиметр конструкции становится носителем нескольких задач – аналогично тому, как в Pura 80 Ultra один сенсор отвечает за макро, портрет и зум одновременно.
 
Сложная интеграция и многофункциональность
 
После каждого передвижения призму необходимо калибровать, чтобы не потерялось качество изображения. Телефотомодуль Huawei Pura 80 Ultra получил уникальную 18-осевую оптическую систему переключения, где точность позиционирования линз и призмы не превышает 3-5 микрон. Это в 10-15 раз тоньше человеческого волоса. Управляется она микродвигателями, синхронизированными по принципу обратной связи.
 

 
В Формуле-1 синхронизация работы двигателя, электроники и механических приводов также реализуется на базовом уровне, что позволяет объединять эффекты гибридных установок, рекуперации и активной аэродинамики для мгновенного отклика на действия пилота.​
 
Так же, как гоночный болид получает прирост скорости от накопленной электроэнергии (до 160 л.с. кратковременно), в Huawei ощутимый скачок качества изображения достигается за счет одновременной работы механической и электронной составляющих. Здесь искусственный интеллект обрабатывает данные с сенсора с «живым» HDR, в Формуле-1 – электронные блоки управления моментально оптимизируют режимы впрыска и турбонаддува в зависимости от нагрузок.
 

 
Что получил пользователь смартфона
 
Столь сложная конструкция принесла свои плоды. Huawei Pura 80 Ultra стал не просто камерофоном с рекордным результатом DxOMark. Пользователи смартфона получили камеру с широкими возможностями, которые помогают создавать впечатляющие кадры даже в неблагоприятных условиях для съемки.
 
В частности:
 
Мощное приближение: Четкие снимки на дистанции с сохранением деталей даже на 20-кратном увеличении;
 
Профессиональное макро: Впечатляющая съемка крупным планом с художественным размытием фона, не уступающая по качеству системным камерам;
 
Живые портреты: Естественное и пластичное боке, созданное оптикой, а не цифровой имитацией;
 
Превосходство ночью: Детализированные фото с широким динамическим диапазоном в условиях низкой освещенности.
 
Кинематографичное видео: Плавная и четкая запись роликов в формате 4K HDR.
 

 
Резюмируем
 
Компактный модуль смартфона и мощный мотор болида – это блестящий пример того, как инженеры решают, казалось бы, нерешаемые задачи.
 
Инженеры Huawei боролись с законом физики (оптикой) и ограничениями пространства. Они «обманули» природу, направив свет по сложному пути, чтобы уместить мощный фотоаппарат в кармане пользователя. Создатели авто для Формулы-1 борются с законами термодинамики и механики. Они выжимают каждую каплю энергии из топлива, превращая тепло и кинетическую энергию в дополнительную мощность, не выходя за рамки регламента.
 
Телефотокамера Huawei Pura 80 Ultra символизирует новый этап мобильной фотографии, соединяя бытовую электронику и мир лабораторных технологий. Это пример будущего, когда наука становится реальностью повседневности.

---