Il 'Gemello Digitale' e le simulazione delle ottiche ZEISS: ecco come sono stati implementati su vivo X80 Pro

Non un semplice effetto di post produzione: la simulazione delle ottiche classiche Carl Zeiss in vivo X80 Pro nasce da un lavoro di collaborazione nel vivo ZEISS Imaging Lab a partire dal 'digital twin' che ZEISS crea in fase di sviluppo per ogni obiettivo
di Roberto Colombo pubblicata il 25 Luglio 2022, alle 09:01 nel canale TelefoniaVivoZeiss
La collaborazione con ZEISS è stata certamente la principale responsabile del cambio di marcia di vivo in ambito fotografico. Avevamo visto già i primi frutti al debutto della partnership su vivo X60 Pro, ma oggi questa collaborazione è ancora più matura e, come vi avevamo raccontato direttamente dalla presentazione di Berlino, il nuovo vivo X80 Pro spinge ancora di più sull'acceleratore.
Proprio il dietro le quinte della collaborazione tra il marchio tedesco e quello cinese è stato al centro dell'anteprima di vivo X80 Pro (avvenuta non a caso allo ZEISS Großplanetarium). I due marchi hanno creato il 'vivo ZEISS Imaging Lab', un laboratorio di ricerca e sviluppo orientato all'implementazione di nuove tecnologie nel campo della ripresa e della riproduzione delle immagini.
Tra le diverse tematiche toccate durante la presentazione di vivo X80 Pro, una mi ha incuriosito in particolare e ho voluto cercare di capirne di più. Chi ci segue qui sulle pagine di Hardware Upgrade e Fotografi Digitali lo avrà già intuito: parlo delle simulazioni delle ottiche storiche Carl Zeiss all'interno dell'app fotocamera del nuovo vivo X80 Pro.
Ricorderete certamente il mio articolo 'Pazzo confronto! vivo X60Pro vs Zeiss Biotar 58mm F2 e Tessar 50mm F2.8' in cui avevamo messo a confronto diretto la simulazione dell'effetto del mitico obiettivo Zeiss Biotar presente nella fotocamera di vivo X60 Pro con un vero e storico Zeiss Biotar 58mm F2, montato su una moderna fotocamera digitale full frame.
Il nuovo vivo X80 Pro ripropone la simulazione dell'ottica Biotar, ma amplia la gamma degli effetti disponibili. In particolare la modalità Cinematic è quella più facilmente apprezzabile dal pubblico e mima il comportamento delle ottiche anamorfiche cinematografiche, con tanto di sfocato con punti luce ovali e flare a linee orizzontali. Questa modalità, come evidente dal nome, è indirizzata soprattutto alla registrazione di video, ma i tecnici del vivo ZEISS Imaging Lab hanno pensato anche ai fotografi, ampliando il portafoglio di simulazioni di ottiche classiche.
In particolare al Biotar si sono aggiunti gli obiettivi Distagon, Planar e Sonnar. Mi interessava capire esattamente come vengono costruiti questi effetti di simulazione delle ottiche e quattro chiacchiere con Oliver Schindelbeck, Senior Smartphone Technology Manager Mobile Imaging ZEISS Consumer Products, mi hanno permesso di addentrarmi in alcuni particolari tecnici.
Un gemello digitale per ogni obiettivo
Partiamo da un punto: Zeiss da diversi anni a questa parte utilizza la tecnologia del 'Digital Twin' nella progettazione delle proprie ottiche: in pratica viene costruito nello spazio digitale un gemello dell'obiettivo in fase di sviluppo. Su esso vengono fatti tutti i calcoli riguardanti il cammino ottico dei raggi luminosi che entrano dalla lente frontale ed escono da quella posteriore in direzione del sensore. Questo approccio permette di risolvere, in fase di progettazione e prima di arrivare alla prototipazione, il 90% delle problematiche riferite alle rilfessioni interne e a eventuali aberrazioni.
Nella collaborazione con vivo questa tecnologia è stata sfruttata in modo duplice. Da un lato è stata utilizzata nella progettazione del quadruplo modulo fotocamera dello smartphone X80 Pro. Ogni modulo è stato sviluppato con lo stesso approccio delle ottiche Zeiss portando il concetto di digital twin all'estremo: non solo sono state prese in considerazione le lenti e le loro riflessioni superficiali, ma - viste le dimensioni e le strutture in gioco - sono stati inclusi nella simulazione anche le parti meccaniche del modulo, i barilotti delle singole porzioni delle ottiche, ma anche le superfici dei diversi sensori, ognuno caratterizzato da un certo grado di riflessione della luce. Grazie alla presenza di Zeiss, vivo ha poi potuto utilizzare il trattamento superficiale T* (un nome mitico per chi bazzica da tempo nella fotografia) su tutte le lenti dei vari moduli, sia quelle in plastica, sia quelle in vetro, per minimizzare le riflessioni e massimizzare il contrasto e la riproduzione dei colori.
Il gemello digitale delle vecchie ottiche è stato poi utilizzato per costruire le simulazioni in modo che risultassero realistiche. Se quella Biotar è facile da percepire a occhio, con il suo Swirl Bokeh, lo sfocato che crea un effetto vortice con i punti luce fuori fuoco, per le altre le differenze sono un po' più fini. Ma torniamo un attimo al Biotar, visto che dalla chiacchierata ho scoperto che l'effetto mima la resa dell'ottica 'Bokeh Monster' ZEISS Contax Biotar 1.5/75, in cui l'effetto vortice è più pronunciato rispetto al più 'corto' 58mm F2.
Lo ZEISS Distagon style bokeh è ispirato invece all'ottica ZEISS Contax 2.0/28 T*, nota in gergo tra gli appassionati con l'appellativo di ‘Hollywood Distagon’ per la sua resa simile a quella delle ottiche anamorfiche, per l'elevata nitidezza nel punto di messa a fuoco e per lo sfocato caratterizzato dai punti luce esagonali (dalla forma del diaframma utilizzato nell'ottica).
ZEISS Planar style bokeh trova ispirazione nel mitico ZEISS Planar 2.8/80 con il suo sfocato molto classico. L'effetto di simulazione ricalca anche l'aberrazione sferica che caratterizzava l'ottica, assieme al coma e all'effetto di sfocato rotante, che rende il bokeh molto particolare.
ZEISS Sonnar style bokeh prende spunto dal teleobiettivo luminoso ZEISS Sonnar T* 180mm f2.8 e di esso va soprattutto a riproporre lo sfocato cremoso.
Processore vivo V1+: un fattore chiave
La presenza nella chiacchierata sul vivo ZEISS Imaging Lab anche di Daniel Gotz, Product Manager vivo Europe, mi ha permesso poi di entrare nel dettaglio di un'altra curiosità tecnica, legata alla presenza del nuovo processore vivo V1+ su X80 Pro. Il processore è stato sviluppato da un team di ben 600 persone e in alcune fasi gli stessi tecnici ZEISS ci hanno messo lo zampino.
Avere il controllo dell'hardware è fondamentale per poter sfruttare al meglio le caratteristiche avanzate delle diverse fotocamere. In più, essendo un processore grafico, vivo V1+ non assiste solo l'ISP integrato nel SoC, ma può sgravare il chipset anche di alcuni compiti grafici, comportandosi come una GPU aggiuntiva. vivo V1+ permette quindi alla fotocamera la gestione delle simulazioni degli obiettivi ZEISS, ma anche di mettere a disposizione una più efficace modalità Notte e dall'altro lato si occupa anche di gestire il display e funge da GPU per massimizzare la resa nei giochi.
Questo processore opera in modo complementare all'ISP del SoC Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1 su cui è basato vivo X80 Pro, ma è studiato per essere compatibile anche con le piattaforme MediaTek, visto che lo smartphone è commercializzato in alcuni mercati con i SoC di tale brand. Sollevando il SoC da alcuni dei compiti, vivo V1+ contribuisce anche al risparmio energetico: a differenza dei processori general purpose si tratta di un chip dedicato allo svolgimento dei compiti in ambito grafico, con una struttura per essi ottimizzata.
Il processore, assieme al lavoro fatto dai tecnici ZEISS in fase di sviluppo dei moduli fotografici, garantisce su vivo X80 Pro una caratteristica che è ben percepibile fin dai primi scatti: l'ottima coerenza tra i diversi moduli fotocamera. Capita, infatti, troppo spesso che, a fronte di alcuni moduli di elevata qualità, il comparto fotocamere sia completato con dispositivi di qualità inferiore e che la resa tra i diversi moduli mostri discrepanze. Avete ben presente tutti, ad esempio, la diversa resa di molte fotocamere grandangolari che, soprattutto agli inizi della loro integrazione negli smartphone, erano molto interessanti per l'ampia inquadratura, ma poco utilizzare per la cattiva resa fotografica, in particolare in condizioni di scarsa illuminazione.
Da questo punto di vista il lavoro di ricerca di uniformità fatto dal vivo ZEISS Imaging Lab è evidente fin dai primi scatti e la sensazione è, finalmente, quella di poter scegliere l'inquadratura preferita (e quindi il modulo tra principale, grandangolare e tele) senza dover affrontare compromessi sul fronte della resa fotografica.
Si tratta di un aspetto che stiamo verificando anche in modo strumentale nella nostra prova di vivo X80 Pro, non vi resta che continuare a leggerci per scoprire il risultato dei freddi numeri al di là della sensazione.
Tornando alle ottiche ZEISS e alle loro simulazioni: c'è qualche obiettivo che vi piacerebbe ritrovare all'interno della fotocamera dello smartphone? Parlando con Oliver Schindelbeck io ho già espresso la mia personale preferenza: mi piacerebbe scattare con la fotocamera tele con la resa dello ZEISS Triotar 135mm f/4, e non solo in termini di sfocato e di resa tridimensionale delle immagini, ma anche con quella particolare resa cromatica che caratterizza quel vecchio obiettivo con schema a tre lenti. Sul prossimo X90 Pro sapremo se sarò stato accontentato.
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