איך binning של פיקסלים הופך את תמונות ה-Galaxy S22 שלך למעולות

תעשיית הסמארטפונים ממשיכה במלחמה הכוללת שלה על עליונות המצלמה, כאשר מותגים מנסים לדחוס כמה שיותר פיקסלים בכמה שיותר מצלמות. מהפעוטות האלה מצלמות מאקרו ועומק 2 מגה פיקסל לצלפי ה-108 מגה-פיקסל בטלפונים כמו ה-Galaxy S22 Ultra, נראה שהמספרים רק עולים.

בקרוב, חיישן מצלמת 200 מגה פיקסל של סמסונג ייקח דברים לשלב הבא, אבל בלב כל אשף המגה-פיקסל הזה היא טכנולוגיה שנקראת pixel binning - והיא המפתח להצלחת המצלמה. עם זאת, לא כל פיקסלים בנינג זהה. סמסונג משתמשת ב-"tetra" 4-in-1 פיקסלים בנינג גלקסי S22, ו-"nona" 9-in-1 פיקסלים binning על Galaxy S22 Ultra. האם כל זה משנה משהו? גילינו.

מדוע יש צורך ב-binning של פיקסלים

מה עושה פיקסלים בנינג? בקיצור, זה מאפשר לפיקסלים סמוכים לעבוד כ"סופר פיקסל" אחד גדול, לאסוף יותר נתונים כדי לספק תמונות בהירות יותר עם צבעים מדויקים יותר ופחות רעש. לפני שניכנס לפרטים הטכניים, חשוב להבין מדוע זה קורה מלכתחילה.

חיישן המצלמה בטלפון שלך הוא הרכיב שאוסף ומעבד את כל המידע האופטי המוזן לו מהעדשה הקדמית. החיישן, בתורו, הוא בעצם צלחת של פיקסלים. מיליונים מהם, למעשה. בדיוק כמו תאים בצמח, פיקסלים סופגים את האור, שלאחר מכן עוברים המרת אותות כדי לייצר את התמונה שאנו רואים על מסך הטלפון שלנו.

אבל הנה החלק המוזר. ככל שמספר הפיקסלים גבוה יותר, כך הרזולוציה של התמונה גבוהה יותר - מה שמאפשר יותר פרטים וחדות. עם זאת, ככל שאנו ממשיכים להוסיף פיקסלים נוספים, גודל החיישנים אמור גם לגדול כדי להכיל אותם. מעבר מ-10MP ל-200MP אמור להביא לחיישן מצלמה גדול פי 20. אבל בגלל שיש מקום מוגבל זמין בתוך מארז הטלפון החכם כדי להתאים חיישני תמונה, הגדלת הגודל הזו לא יכולה לקרות.

כדי לפתור את הבעיה, גודל הפיקסלים מכווץ, ומתאים יותר מהאלמנטים הרגישים לאור הללו על לוח החיישן מבלי להגדיל את גודלה יותר מדי. עם זאת, ככל שפיקסל קטן יותר, כך הוא נהיה גרוע יותר בקליטת אור - וכתוצאה מכך פרטים וצבעים חסרי ברק. זה המקום שבו טכנולוגיית ה-binning של הפיקסלים באה לעזרה על ידי יצירה אלגוריתמית של פיקסלים גדולים יותר שמסוגלים לספוג יותר אור. כשזה קורה, אתה מקבל תמונות שנראות טוב יותר.

קל לראות את היתרונות של Pixel binning

כאשר האלגוריתם הזה נכנס לפעולה, נוצר פיקסל על גדול יותר שסופג יותר נתוני אור. זה חשוב במיוחד בסביבות תאורה חלשה שבהן חיישן המצלמה צריך לאסוף כמה שיותר אור. במקרה של tetra pixel binning ב-Galaxy S22, כאשר ארבעה פיקסלים שכנים מאותו צבע מתמזגים לאחד, רגישות האור שלהם גדלה פי ארבעה.

כתוצאה מכך, התמונות המשולבות בפיקסלים מתבררות בהירות יותר עם חדות גבוהה יותר וניגודיות גדולה יותר. התמונה למעלה צולמה ברזולוציית 50MP המקורית של המצלמה הראשית של ה-Galaxy S22. שימו לב לרמת הגרגירים ולקצוות המטושטשים. להלן צילום 12.5 מגה פיקסל של אותו נושא שצולם על ידי ה-S22, המציעה קווים מוגדרים היטב ושחזור צבע טוב בהרבה, עם פרופיל בהיר יותר סביב הקצוות.

אבל היתרונות של פיקסלים בנינג אינם מוגבלים לצילום באור נמוך. למעשה, הטכנולוגיה גם מעלה את פלט HDR (High Dynamic Range). בעת צילום תמונות של נושא או סביבה בעלי ניגודיות גבוהה, הטכנולוגיה של שילוב הפיקסלים שוב מייצרת יתרונות מוחשיים.

לכל קבוצת פיקסלים (בהתבסס על הצבע שלה) יש רמה שונה של רגישות לאור וזמן חשיפה, מה שאומר שהם אוספים מידע אור בצורה מפולחת ובדיוק גבוה יותר. כתוצאה מכך, כאשר עיבוד HDR מוחל על הנתונים האופטיים שנאספים על ידי כל מערך פיקסלים, התמונות נראות נוקבות, עם דיוק צבע גבוה יותר וטווח דינמי משופר.

הגישות השונות של סמסונג ל-binning לפיקסלים

קנה המידה של פיקסלים binning תלוי במספר הפיקסלים עצמם. לדוגמה, מצלמת 48MP משלבת ארבעה פיקסלים לתוך פיקסל סופר מוגדל באופן מלאכותי כדי לספק תמונות 12MP. זו הסיבה שמותגים משווקים אותו כ-4 ב-1 פיקסלים בנינג. באופן דומה, חיישני מצלמה עם 5o מיליון או 64 מיליון פיקסלים מייצרים תמונות של 12.5MP ו-16MP, בהתאמה. בשפת השיווק של סמסונג, אתה עשוי להיתקל בשם "Tetracell" כדי להגדיר את התהליך הזה.

ברמה הטכנית, פיקסלים לא ממש זזים או משתלבים פיזית. במקום זאת, זה נעשה ברמת תוכנה באמצעות אלגוריתמים של רמוזאיקה. סידור הפיקסלים האישי ממשיך להיות עניין ה-RGB הרגיל. התפקיד של Tetracell הוא לקבץ פיקסלים עם אותו מסנן צבע זה ליד זה במערך 2×2 פיקסלים ולמזג אותם ליצירת מערך פיקסלים מלאכותי גדול יותר של RGB לאיסוף יותר אור. תסתכל על התמונה למעלה כדי לראות איך זה יוצא.

מצלמת ה-50MP ב-Galaxy S22 משתמשת בפיקסלים של 1 מיקרון, אך כאשר טכנולוגיית ה-binning של הפיקסלים נכנסת לפעולה, היא ממזגת מערך 2×2 של פיקסלים סמוכים של 1 מיקרון. זה נותן לנו פיקסל סופר גדול יותר שרוחבו 2 מיקרון. זוהי שיטת הטטרה. אבל כשיש לך מצלמת 108MP בטלפון כמו ה-Galaxy S22 Ultra, גודל הפיקסלים קטן עוד יותר.

במקום binning של 4 ב-1 פיקסלים, חיישן 108MP זה מסתמך על מה שסמסונג מכנה טכנולוגיה "Nonacell". הוא משלב תשעה פיקסלים שכנים לאחד. המיזוג הזה של מערך 3×3 פיקסלים יוצר פיקסל על גדול יותר בגודל 2.4 מיקרון. בכך, הרזולוציה יורדת מ-108MP ל-12MP, אך התמונות מתבררות בהירות יותר עם דיוק צבע טוב יותר. זוהי שיטת ה-nona pixel binning.

כפי שהוזכר לעיל, פיקסלים קטנים יותר נאבקים באיסוף נתוני אור, ולכן הם מפסידים פרטים בתמונות. התמונה השמאלית למעלה היא קטע מתמונה ברזולוציה מלאה של 108MP שצולמה על ידי חיישן המצלמה הראשית של ה-Galaxy S22 Ultra, שמגיעה עם פיקסלים קטנים יותר של 0.8 מיקרון. בצד ימין יש קטע חתוך מצילום של 50MP צולם על ידי המצלמה הראשית של ה-Galaxy S22, אשר מכיל פיקסלים גדולים יותר של 1 מיקרון. בגלל פיקסלים גדולים יותר, חיישן המצלמה של ה-Galaxy S22 אוסף יותר נתוני אור, וכתוצאה מכך, אתה יכול לראות יותר פרטים על צמיד העור, עם חדות משופרת וחשיפה טובה בהרבה.

עם זאת, כאשר הפיקסלים נכנסים לפעולה, חיישן המצלמה של ה-Galaxy S22 Ultra יוצר פיקסל סופר גדול יותר של 2.4 מיקרון שאוספת יותר נתוני אור מהמצלמה הראשית של ה-Galaxy S22, שיוצרת באופן מלאכותי סופר קטן יותר של 2 מיקרון פיקסל. באופן לא מפתיע, התוצאות הפוכות.

כפי שניתן לראות בתמונה למעלה, פיקסל העל הגדול יותר של ה-Galaxy S22 Ultra מציע הפרדת נושא משופרת עם שליטה גבוהה יותר בחדות, יותר פרטי משטח ודיוק צבע טוב יותר. אבל אחסון פיקסלים אינו נוגע רק להוצאת פרטים באור נמוך. זה גם ממלא תפקיד עצום בשחזור צבעים, ניהול טווח דינמי ופרמטרים חיוניים אחרים.

בתמונה למעלה משמאל, ה-Galaxy S22 עושה עבודה הרבה יותר טובה בחשיפה לנושא, הערכת עומק וצבע שכפול בצילום ברזולוציה מלאה של 50MP, בהשוואה לצילום 108MP של אותה סצנה מ-Galaxy S22 אוּלְטרָה. הפיקסלים הקטנים יותר במצלמה הראשית של ה-Galaxy S22 Ultra מביאים לצבעים מכובסים על הבניינים ולפרופיל פחות נוקב.

בדיוק כמו התרחיש של תאורה נמוכה, פיקסל binning שוב מדגיש את ההבדל ומהפוך את התוצאות. הודות לפיקסלי העל הגדולים יותר שנוצרו על ידי חיישן המצלמה של ה-Galaxy S22 Ultra, התמונה מימין למעלה מצלמת את חריצי לבנים בצורה מדויקת יותר בתמונה והצבעים התגלו קרובים יותר למציאות מאשר בתמונה שצולמה על ידי גלקסיית הווניל S22. עם זאת, כדאי לציין כאן ש-binning של פיקסלים הוא לא הגורם הבלעדי להחליט על איכות התמונה. הרבה תלוי בייצור החיישן, האלגוריתמים הבסיסיים והצמצם, בין גורמים אחרים.

העתיד של פיקסל בנינג בסמארטפונים

ללא סוף למלחמות הפיקסלים באופק, האבולוציה הבאה היא חיישני מצלמה של 200MP. למעשה, לפי השמועות מוטורולה תשיק את הטלפון הראשון המטלטל חומרת הדמיה חזקה כל כך. במקרה זה, האלגוריתמים של הרמוזאיקה הולכים לשלב לא פחות מ-16 פיקסלים ליחידה אחת גדולה. קח לדוגמא את חיישן 200MP ISOCELL HP-1 של סמסונג משלה, שמציג צורה היברידית חדשה של פיקסלים בנינג.

בהתאם למצב התאורה, הוא מבצע תהליך בניית 4×4 פיקסלים היברידי המתרחש בשני שלבים. ראשית, החיישן מבצע binning 4 ב-1 הכולל מערך 2×2 של פיקסלים של 0.64 מיקרון. זה יוצר פיקסל סופר גדול יותר שגודלו 1.28 מיקרון ומייצר תמונות ברזולוציית 50 מגה פיקסל. לאחר מכן, החיישן עושה סבב נוסף של 4-in-1 binning הכולל מערך 2×2 של פיקסלים של 1.28 מיקרון, ויוצר פיקסל-על גדול עוד יותר שגודלו 2.56 מיקרון. בסופו של תהליך זה, רזולוציית התמונה הסופית יורדת ל-12.5 מגה-פיקסל שניתן לניהול.

טמון בכך מדוע אחסון פיקסלים הוא כל כך הכרחי. ככל שחיישני מצלמות סמארטפונים ממשיכים לקבל יותר ויותר פיקסלים, הצורך ב-binning של פיקסלים איכותי הופך חשוב יותר. וזו טכנולוגיה שמתפתחת כל הזמן. בין אם מדובר ב-tetra, nona או ב-binning של פיקסלים היברידיים שהוזכרו לעיל, חברות עדיין מבינות אילו שיטות עובדות הכי טוב עבור מצלמות שונות.

המלצות עורכים

• טלפון האנדרואיד האחרון של אסוס עשוי להיות איום גדול על ה-Galaxy S23 Ultra
• ה-Galaxy Tab S9 Ultra נראה כמו אחד הטאבלטים המרגשים ביותר של 2023
• תוקנה בעיה בתכונת מצלמת Galaxy S23 Ultra המובילה
• מה זה ביקסבי? כיצד להשתמש בעוזרת הבינה המלאכותית של סמסונג
• מגני המסך הטובים ביותר של Samsung Galaxy S23 Ultra: 12 הבחירות המובילות