Ultrawide, macro, ToF e mais: qual é a diferença entre as câmeras do celular?

Telefoto, periscópio e ultrawide são alguns tipos de lentes usadas em câmeras de celular, enquanto ToF e LiDAR são sensores usados para mapear profundidade. Entenda, a seguir, quando usar cada lente e como o tipo de sensor influencia no resultado de fotos, biometria e outros recursos de smartphones.

Lentes vs sensores

As câmeras dos smartphones são popularmente classificadas conforme o tipo de lente ou sensor. No geral, podemos encontrar as seguintes especificações:

• Lente grande-angular: é uma objetiva com amplo campo de visão, com distância focal geralmente entre 18 e 35 mm, o que é ideal para paisagens, arquitetura e outras fotografias cotidianas. Costuma ser a “lente principal” dos celulares e usada em conjunto com o sensor de imagem de maior qualidade do aparelho;
• Lente ultrawide: tem campo de visão ainda maior que a grande-angular, capturando ainda mais elementos na foto. É ideal para imagens panorâmicas ou fotografar em espaços apertados onde é difícil se afastar da cena. Tem distância focal geralmente menor que 18 mm e pode apresentar distorções nas bordas, típicas de lentes fisheye;
• Lente macro: projetada para tirar fotos extremamente detalhadas de objetos muito próximos, como insetos, flores e gotas de água;
• Lente teleobjetiva (ou telefoto): captura objetos distantes, oferecendo capacidade de zoom óptico sem perda significativa de qualidade;
• Lente periscópio: usa um sistema de espelhos paralelos ao corpo do aparelho para refletir a luz para o sensor, permitindo maior zoom óptico que as teleobjetivas simples sem aumentar muito a espessura do celular;
• Sensor monocromático: registra imagens apenas em preto e branco, mas tende a capturar mais luz do que sensores coloridos devido à ausência do filtro de cores, o que melhora o contraste e a nitidez da imagem, especialmente em condições de baixa iluminação;
• Sensor de profundidade: calcula a distância entre a câmera e diferentes objetos na cena, melhorando a precisão do efeito bokeh e a detecção de rostos em fotos no modo retrato;
• Sensor ToF (Time-of-Flight): é um sensor de profundidade que usa luz infravermelha para criar um mapa de profundidade mais preciso da cena, melhorando os retratos e permitindo aplicações de realidade aumentada;
• Scanner LiDAR: mais preciso que o ToF, mede a distância entre a câmera e o objeto por meio de pulsos de luz, e pode ser usado em aplicações de realidade aumentada e fotografia com baixa luminosidade.

Comparando lentes

Distância focal e profundidade de campo

Três conceitos básicos são necessários para entender o funcionamento de uma lente: distância focal, profundidade de campo e campo de visão.

As lentes telefoto entregam maior distância focal do que as lentes grande-angular, o que resulta em menor profundidade de campo. Ou seja, as teleobjetivas enxergam um ponto mais distante, mas têm área de foco mais restrita, o que facilita o desfoque do fundo da imagem.

Portanto, o campo de visão das lentes varia conforme a ilustração abaixo:

Assim, lentes teleobjetivas são mais indicadas para cenas onde é necessário capturar detalhes de objetos mais distantes ou isolar um sujeito em uma imagem com fundo borrado. Já grande-angular e ultrawide funcionam melhor em arquitetura, paisagens amplas ou quando se deseja incluir muitos elementos na mesma foto.

Ampliação de imagem

A taxa de ampliação determina a capacidade de capturar pequenos detalhes com uma lente macro. Por exemplo, uma ampliação 1:1 (1x) significa que o tamanho do objeto projetado pela lente no sensor de imagem é o mesmo que seu tamanho na vida real. Já uma lente macro 2:1 (2x) reproduz objetos com o dobro do tamanho verdadeiro.

Lentes macro podem ser do tipo normal, grande-angular, ultrawide ou telefoto. O que define uma lente como “macro” é a sua capacidade de focar muito próxima do objeto, resultando em uma imagem com detalhes minúsculos que não ficariam nítidas em uma lente normal.

Celulares mais avançados podem tirar fotos macro, inclusive com ampliação maior que 1:1, mesmo sem uma lente macro dedicada. Isso é feito por meio de fotografia computacional e uso de outras lentes. O iPhone 14 Pro, por exemplo, tira fotos macro com a ultrawide, enquanto o Galaxy S23 Ultra usa a telefoto para obter o efeito.

Em geral, celulares básicos com câmeras macro possuem sensores com menor resolução, ou seja, com menos megapixels que a câmera principal. Por isso, mesmo que a lente macro consiga focar a uma distância mais próxima do objeto, o nível de detalhes pode ser inferior devido às limitações do conjunto fotográfico.

Comparando sensores

ToF e LiDAR são exemplos de sensores de profundidade. O que os difere dos sensores comuns é a sua capacidade de mapear a profundidade de uma cena em 3D, enviando feixes de luz e medindo o tempo que leva para que essa luz volte ao sensor.

Desse modo, o tipo de sensor mais preciso é o LiDAR. Ele é usado até em carros autônomos e, nos celulares, é indicado para aplicações de realidade aumentada, fotografia noturna ou modo retrato. No entanto, seu custo mais alto faz com que não seja encontrado em muitos smartphones.

Já o sensor ToF é mais usado em recursos como reconhecimento facial ou detecção de foco. Apesar de não ser tão preciso quanto o LiDAR, o ToF é uma opção mais econômica e ainda oferece um mapeamento de profundidade suficiente para aplicações comuns.

Os sensores de profundidade comuns se popularizaram em smartphones mais baratos, mas vêm sendo deixados de lado por fabricantes como a Samsung e a Apple, que optaram por tecnologias mais avançadas e precisas, como o ToF e o LiDAR.

Qual a vantagem da câmera quádrupla?

Um celular com mais câmeras oferece mais flexibilidade ao tirar fotos. Por exemplo, uma câmera quádrupla pode ter uma lente grande-angular para uso geral, uma teleobjetiva para objetos distantes, uma lente ultrawide para panorâmicas e um sensor ToF ou LiDAR. A disponibilidade de lentes e sensores dependerá do fabricante.

Como usar as câmeras do celular ao mesmo tempo?

Para usar câmera frontal e traseira ao mesmo tempo, você pode usar o modo Duplo do Instagram, instalar um aplicativo como o Doubletake no iPhone, ou ativar um modo específico na câmera do Android, como o Visão do Diretor na Samsung ou o Captura Dupla na Motorola.