픽셀 비닝이 Galaxy S22 사진을 멋지게 만드는 방법

스마트폰 업계는 카메라 패권을 위한 전면전을 계속하고 있으며 브랜드들은 가능한 한 많은 카메라에 많은 픽셀을 집어넣으려고 노력하고 있습니다. 그 보잘것없는 것에서 200만 화소 매크로 및 심도 카메라 Galaxy S22 Ultra와 같은 휴대폰의 1억 8백만 픽셀 스내퍼까지 숫자는 점점 늘어나는 것 같습니다.

곧, 삼성의 2억 화소 카메라 센서 다음 단계로 나아갈 것이지만 이 모든 메가픽셀 마법의 핵심에는 픽셀 비닝이라는 기술이 있으며 이는 카메라 성공의 핵심입니다. 그러나 모든 픽셀 비닝이 동일한 것은 아닙니다. 삼성은 "테트라" 4-in-1 픽셀 비닝을 사용합니다. 갤럭시 S22및 "nona" 9-in-1 픽셀 비닝 갤럭시 S22 울트라. 이 모든 것이 어떤 차이를 가져오나요? 우리가 찾았 어.

픽셀 비닝이 필요한 이유

픽셀 비닝은 무엇을 합니까? 즉, 인접한 픽셀이 하나의 큰 "슈퍼 픽셀"로 작동하여 더 많은 데이터를 수집하여 더 정확한 색상과 더 적은 노이즈로 더 밝은 사진을 제공할 수 있습니다. 기술적인 세부 사항을 살펴보기 전에 먼저 이러한 일이 발생하는 이유를 이해하는 것이 중요합니다.

휴대전화의 카메라 센서는 전면의 렌즈를 통해 전달되는 모든 광학 정보를 수집하고 처리하는 구성 요소입니다. 센서는 본질적으로 픽셀 판입니다. 실제로는 수백만 개에 달합니다. 식물의 세포와 마찬가지로 픽셀은 빛을 흡수한 다음 신호 변환을 수행합니다. 휴대폰 화면에 보이는 이미지를 생성하기 위해.

하지만 여기에 이상한 부분이 있습니다. 픽셀 수가 많을수록 이미지의 해상도가 높아져 더 세밀하고 선명하게 보입니다. 그러나 계속해서 더 많은 픽셀을 추가함에 따라 이를 수용할 수 있도록 센서의 크기도 커져야 합니다. 10MP에서 200MP로 전환하면 카메라 센서가 20배 더 커집니다. 하지만 스마트폰 섀시 내부에는 이미지 센서를 장착할 수 있는 공간이 제한되어 있기 때문에 크기를 늘릴 수는 없습니다.

문제를 해결하기 위해 픽셀 크기가 줄어들어 크기를 너무 많이 늘리지 않고도 센서 플레이트에 이러한 감광성 요소를 더 많이 장착할 수 있습니다. 그러나 픽셀이 작아질수록 빛을 흡수하는 능력이 저하되어 디테일과 색상이 흐릿해집니다. 이것이 픽셀 비닝 기술이 더 많은 빛을 흡수할 수 있는 더 큰 픽셀을 알고리즘적으로 생성하여 구출되는 곳입니다. 이런 일이 발생하면, 더 멋진 사진을 얻을 수 있습니다.

픽셀 비닝의 이점은 쉽게 확인할 수 있습니다.

이 알고리즘이 작동하면 더 많은 빛 데이터를 흡수하는 더 큰 슈퍼 픽셀이 생성됩니다. 이는 카메라 센서가 가능한 한 많은 빛을 수집해야 하는 저조도 환경에서 특히 중요합니다. 갤럭시S22의 테트라픽셀 비닝의 경우, 인접한 같은 색상의 픽셀 4개를 하나로 병합하면 감광도가 4배 증가합니다.

결과적으로 픽셀 비닝된 사진은 선명도와 대비가 높아져 더 밝아집니다. 위 이미지는 기본 50MP 해상도로 캡처되었습니다. Galaxy S22의 기본 카메라. 입자 수준과 흐릿한 가장자리를 확인하세요. 아래는 S22로 캡처한 동일한 피사체의 픽셀 비닝된 12.5MP 샷으로, 선이 잘 정의되고 색상 재현이 훨씬 향상되었으며 가장자리 주변이 더 밝아졌습니다.

그러나 픽셀 비닝의 이점은 저조도 사진 촬영에만 국한되지 않습니다. 실제로 이 기술은 HDR(High Dynamic Range) 출력도 향상시킵니다. 대비가 높은 피사체나 주변 환경을 촬영할 때 픽셀 비닝 기술은 다시 한번 실질적인 이점을 제공합니다.

각 픽셀 그룹(색상 기준)은 서로 다른 감광도 및 노출 시간 수준을 갖습니다. 즉, 분할된 형태로 더 높은 정밀도로 빛 정보를 수집합니다. 결과적으로, 각 픽셀 어레이에서 수집한 광학 데이터에 HDR 처리를 적용하면 사진이 펀치감 있게 보이고, 색상 정확도가 높아지고 다이내믹 레인지가 향상됩니다.

픽셀 비닝에 대한 삼성의 다양한 접근 방식

픽셀 비닝의 규모는 픽셀 자체의 수에 따라 달라집니다. 예를 들어, 48MP 카메라는 4개의 픽셀을 인위적으로 확대된 하나의 슈퍼 픽셀로 결합하여 12MP 사진을 제공합니다. 이것이 바로 브랜드가 이를 4-in-1 픽셀 비닝으로 마케팅하는 이유입니다. 마찬가지로 500만 픽셀 또는 6400만 픽셀의 카메라 센서는 각각 12.5MP 및 16MP 이미지를 생성합니다. 삼성의 마케팅 용어에서는 이 프로세스를 정의하기 위해 "테트라셀"이라는 이름을 접할 수 있습니다.

기술적인 수준에서 픽셀은 실제로 물리적으로 이동하거나 결합되지 않습니다. 대신에, 소프트웨어 수준에서 수행됩니다. 리모자이크 알고리즘을 사용합니다. 개별 픽셀 배열은 계속해서 일반적인 RGB 문제입니다. Tetracell의 임무는 동일한 색상 필터가 있는 픽셀을 2×2 픽셀 배열로 그룹화하고 이를 병합하여 더 많은 빛을 수집하기 위한 더 큰 인공 RGB 픽셀 배열을 만드는 것입니다. 위 이미지를 보시면 어떻게 나오는지 확인하실 수 있습니다.

Galaxy S22의 50MP 카메라는 1미크론 픽셀을 사용하지만 픽셀 비닝 기술이 작동하면 인접한 1미크론 픽셀의 2×2 배열을 병합합니다. 이는 우리에게 2미크론 크기의 더 큰 슈퍼 픽셀을 제공합니다. 이것이 테트라 방식이다. 하지만 Galaxy S22 Ultra와 같은 휴대폰에 108MP 카메라가 있으면 픽셀 크기가 더욱 작아집니다.

4-in-1 픽셀 비닝 대신 이 108MP 센서는 삼성이 "Nonacell"이라고 부르는 기술을 사용합니다. 9개의 인접한 픽셀을 하나로 결합합니다. 3×3 픽셀 어레이의 병합은 크기가 2.4미크론인 더 큰 슈퍼 픽셀을 생성합니다. 이렇게 하면 해상도가 기본 108MP에서 12MP로 떨어지지만 색상 정확도가 향상되어 사진이 더 밝아집니다. 이것이 노나 픽셀 비닝 방법입니다.

위에서 언급한 것처럼 작은 픽셀은 빛 데이터를 수집하는 데 어려움을 겪기 때문에 사진의 세부 정보를 놓치게 됩니다. 위 왼쪽 이미지는 더 작은 0.8미크론 픽셀로 제공되는 Galaxy S22 Ultra의 기본 카메라 센서로 촬영한 전체 해상도 108MP 사진의 한 부분입니다. 오른쪽은 50MP 사진에서 자른 부분입니다. 갤럭시 S22 메인 카메라로 찍은 사진, 이는 더 큰 1미크론 픽셀을 압축합니다. 더 큰 픽셀로 인해 Galaxy S22의 카메라 센서는 더 많은 빛 데이터를 수집하므로 결과적으로 선명도가 향상되고 노출이 훨씬 좋아져 가죽 팔찌에 대한 더 많은 세부 정보를 볼 수 있습니다.

그러나 픽셀 비닝이 시작되면 Galaxy S22 Ultra의 카메라 센서는 더 큰 2.4 마이크론 슈퍼 픽셀을 생성합니다. 인위적으로 더 작은 2미크론 슈퍼 카메라를 생성하는 Galaxy S22의 기본 카메라보다 더 많은 빛 데이터를 수집합니다. 픽셀. 놀랍게도 결과는 반전되었습니다.

위 이미지에서 볼 수 있듯이 Galaxy S22 Ultra의 더 큰 슈퍼 픽셀은 선명도에 대한 더 높은 제어, 더 많은 표면 디테일 및 더 나은 색상 정확도로 향상된 피사체 분리를 제공합니다. 하지만 픽셀 비닝은 저조도에서 디테일을 끌어내는 것에만 국한되지 않습니다. 또한 색상 재현, 동적 범위 관리 및 기타 중요한 매개변수에서도 큰 역할을 합니다.

위 왼쪽 이미지에서 Galaxy S22는 피사체 노출, 깊이 추정 및 색상에서 훨씬 더 나은 작업을 수행합니다. Galaxy S22에서 동일한 장면의 108MP 스냅과 비교하여 전체 해상도 50MP 샷으로 재현 극단론자. 더 작은 픽셀 Galaxy S22 Ultra의 기본 카메라에서 결과적으로 건물의 색상이 바래고 전체적으로 덜 효과적인 프로필이 됩니다.

저조도 시나리오와 마찬가지로 픽셀 비닝은 차이를 다시 강조하고 결과를 뒤집습니다. Galaxy S22 Ultra의 카메라 센서가 생성한 더 큰 슈퍼 픽셀 덕분에 캡처된 오른쪽 이미지는 바닐라 갤럭시로 찍은 사진보다 벽돌 홈이 더 정확하고 색상도 실물에 더 가깝게 나왔어요 S22. 그러나 픽셀 비닝이 이미지 품질을 결정하는 유일한 요소는 아니라는 점을 여기서 지적할 가치가 있습니다. 센서 제조사에 따라 많은 것이 달라집니다., 기본 알고리즘 및 조리개 등이 있습니다.

스마트폰에서 픽셀 비닝의 미래

픽셀 전쟁이 끝나지 않은 가운데 다음 진화는 200MP 카메라 센서입니다. 실제로 모토로라에서는 이렇게 강력한 이미징 하드웨어를 탑재한 최초의 휴대폰을 출시할 것이라는 소문이 돌고 있습니다. 이 경우 리모자이크 알고리즘은 16픽셀 이상을 하나의 큰 단위로 결합합니다. 새로운 하이브리드 형태의 픽셀 비닝을 도입한 삼성의 자체 200MP ISOCELL HP-1 센서를 예로 들어 보겠습니다.

조명 상황에 따라 두 단계로 진행되는 하이브리드 4×4 픽셀 비닝 프로세스를 수행합니다. 먼저, 센서는 0.64미크론 픽셀의 2×2 배열을 포함하는 4-in-1 비닝을 수행합니다. 이는 1.28 마이크론을 측정하고 50 메가픽셀 해상도의 사진을 생성하는 더 큰 슈퍼 픽셀을 생성합니다. 다음으로, 센서는 1.28미크론 픽셀의 2×2 배열을 포함하는 또 다른 4-in-1 비닝을 수행하여 2.56미크론을 측정하는 훨씬 더 큰 슈퍼 픽셀을 생성합니다. 이 프로세스가 끝나면 최종 이미지 해상도는 관리 가능한 12.5메가픽셀로 떨어집니다.

여기에 픽셀 비닝이 필요한 이유가 있습니다. 스마트폰 카메라 센서의 픽셀이 점점 더 많아짐에 따라 고품질 픽셀 비닝의 필요성이 더욱 중요해지고 있습니다. 그리고 이는 끊임없이 발전하는 기술입니다. 위에서 언급한 테트라, 노나, 하이브리드 픽셀 비닝 등 기업에서는 여전히 다양한 카메라에 어떤 방법이 가장 적합한지 파악하고 있습니다.

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