Kaip pikselių sujungimas daro jūsų Galaxy S22 nuotraukas puikias

Išmaniųjų telefonų pramonė tęsia visapusišką karą dėl fotoaparatų viršenybės, prekės ženklai bando įkišti kuo daugiau pikselių į kuo daugiau fotoaparatų. Iš tų menkų 2 megapikselių makro ir gylio kameros iki 108 megapikselių snaperių tokiuose telefonuose kaip Galaxy S22 Ultra, atrodo, kad skaičiai tik didėja.

Netrukus „Samsung“ 200 megapikselių kameros jutiklis pakels viską į kitą lygį, tačiau visos šios megapikselių magijos esmė yra technologija, vadinama pikselių sujungimu – ir tai yra fotoaparato sėkmės raktas. Tačiau ne visi pikselių skirstymas yra vienodas. „Samsung“ naudoja „tetra“ keturių viename pikselių skirstymą Galaxy S22, ir „nona“ 9 viename pikselių skirstymas Galaxy S22 Ultra. Ar visa tai turi kokį nors skirtumą? Mes sužinojome.

Kodėl pikselių atskyrimas yra būtinas

Ką daro pikselių sujungimas? Trumpai tariant, jis leidžia gretiems pikseliams veikti kaip vienas didelis „super pikselis“, renkant daugiau duomenų, kad nuotraukos būtų ryškesnės su tikslesnėmis spalvomis ir mažesniu triukšmu. Prieš įsigilindami į technines detales, svarbu suprasti, kodėl taip nutinka.

Jūsų telefono kameros jutiklis yra komponentas, kuris renka ir apdoroja visą optinę informaciją, kurią jam pateikia priekyje esantis objektyvas. Savo ruožtu jutiklis iš esmės yra pikselių plokštė. Tiesą sakant, milijonai jų. Kaip ir augalo ląstelės, pikseliai sugeria šviesą, kuri vėliau konvertuojasi į signalą sukurti vaizdą, kurį matome savo telefono ekrane.

Bet čia yra keista dalis. Kuo didesnis pikselių skaičius, tuo didesnė vaizdo skiriamoji geba – suteikiama daugiau detalių ir ryškumo. Tačiau, kai mes nuolat pridedame daugiau pikselių, jutiklių dydis taip pat turėtų padidėti, kad juos tilptų. Pakeitus nuo 10 MP iki 200 MP, fotoaparato jutiklis turėtų būti 20 kartų didesnis. Tačiau kadangi išmaniojo telefono korpuse yra nedaug vietos, kad tilptų vaizdo jutikliai, toks dydis negali būti padidintas.

Kad būtų išspręsta problema, pikselių dydis sumažinamas, į jutiklio plokštę įdedant daugiau šių šviesai jautrių elementų, per daug nepadidinant jos dydžio. Tačiau kuo mažesnis pikselis, tuo blogiau jis sugeria šviesą, todėl detalės ir spalvos yra blankios. Čia į pagalbą ateina pikselių sujungimo technologija, kuri algoritmiškai sukuria didesnius pikselius, galinčius sugerti daugiau šviesos. Kai tai atsitiks, gausite geresnes nuotraukas.

„Pixel binning“ pranašumus lengva pamatyti

Kai šis algoritmas pradeda veikti, sukuriamas didesnis super pikselis, kuris sugeria daugiau šviesos duomenų. Tai ypač svarbu esant silpnam apšvietimui, kai fotoaparato jutiklis turi surinkti kuo daugiau šviesos. „Galaxy S22“ tetrapikselių sujungimo atveju, kai keturi gretimi tos pačios spalvos pikseliai sujungiami į vieną, jų jautrumas šviesai padidėja keturis kartus.

Dėl to pikseliais sujungtos nuotraukos tampa ryškesnės, ryškesnės ir kontrastingesnės. Aukščiau pateiktas vaizdas buvo užfiksuotas naudojant 50 MP raišką „Galaxy S22“ pagrindinė kamera. Atkreipkite dėmesį į grūdėtumo lygį ir neryškius kraštus. Toliau pateikiamas S22 užfiksuotas to paties objekto 12,5 megapikselių kadras, pasižymintis aiškiai apibrėžtomis linijomis ir daug geresniu spalvų atkūrimu bei ryškesniu profiliu aplink kraštus.

Tačiau pikselių atskyrimo pranašumai neapsiriboja fotografavimu prastame apšvietime. Tiesą sakant, ši technologija taip pat padidina HDR (didelio dinaminio diapazono) išvestį. Fotografuojant didelio kontrasto objektą ar aplinką, pikselių sujungimo technologija vėl duoda apčiuopiamos naudos.

Kiekviena pikselių grupė (pagal spalvą) turi skirtingą jautrumo šviesai lygį ir ekspozicijos laiką, o tai reiškia, kad jie renka šviesos informaciją segmentuota forma ir didesniu tikslumu. Dėl to, kai kiekvieno pikselių masyvo renkamiems optiniams duomenims taikomas HDR apdorojimas, nuotraukos atrodo ryškiai, o spalvos yra tikslesnės ir patobulintas dinaminis diapazonas.

Skirtingi „Samsung“ požiūriai į pikselių atskyrimą

Pikselių sujungimo mastas priklauso nuo pačių pikselių skaičiaus. Pavyzdžiui, 48 MP kamera sujungia keturis pikselius į vieną dirbtinai padidintą super pikselį, kad būtų galima pateikti 12 MP nuotraukas. Štai kodėl prekės ženklai jį parduoda kaip 4 viename pikselių skirstymą. Panašiai fotoaparato jutikliai, turintys 5o milijonus arba 64 milijonus pikselių, sukuria atitinkamai 12,5 MP ir 16 MP vaizdus. „Samsung“ rinkodaros kalboje galite susidurti su pavadinimu „Tetracell“, kad apibrėžtumėte šį procesą.

Techniniu lygmeniu pikseliai fiziškai nejuda ir nesijungia. Vietoj to, tai daroma programinės įrangos lygiu naudojant remozaikos algoritmus. Atskirų pikselių išdėstymas ir toliau yra įprastas RGB reikalas. Tetracell užduotis yra sugrupuoti pikselius su tuo pačiu spalvų filtru vienas šalia kito į 2 × 2 pikselių masyvą ir sujungti juos, kad būtų sukurtas didesnis dirbtinis RGB pikselių masyvas, skirtas surinkti daugiau šviesos. Pažvelkite į aukščiau esantį paveikslėlį, kad pamatytumėte, kaip tai pasirodo.

„Galaxy S22“ 50 MP kameroje naudojami 1 mikrono pikseliai, tačiau kai pradeda veikti pikselių sujungimo technologija, ji sujungia 2 × 2 gretimų 1 mikrono pikselių masyvą. Taip gauname didesnį super pikselį, kurio skersmuo yra 2 mikronai. Tai yra tetra metodas. Tačiau kai telefone, pavyzdžiui, Galaxy S22 Ultra, turite 108 MP kamerą, pikselių dydis tampa dar mažesnis.

Vietoj 4 viename pikselių suskirstymo, šis 108 MP jutiklis remiasi tuo, ką „Samsung“ vadina „Nonacell“ technologija. Jis sujungia devynis gretimus pikselius į vieną. Šis 3 × 3 pikselių masyvo sujungimas sukuria didesnį super pikselį, kurio dydis yra 2,4 mikrono. Tai darant, skiriamoji geba sumažėja nuo 108 MP iki 12 MP, tačiau nuotraukos tampa ryškesnės ir tikslesnės spalvos. Tai ne pikselių sujungimo metodas.

Kaip minėta pirmiau, mažesni pikseliai sunkiai renka šviesos duomenis, todėl nuotraukose jie praranda detales. Viršuje pateiktas kairysis vaizdas yra segmentas iš visos raiškos 108 MP nuotraukos, padarytos naudojant „Galaxy S22 Ultra“ pagrindinį fotoaparato jutiklį, kuriame yra mažesnių 0,8 mikrono pikselių. Dešinėje yra segmentas, apkarpytas iš 50 MP kadro nufotografuota pagrindine „Galaxy S22“ kamera, kuriame yra didesni 1 mikrono pikseliai. Dėl didesnių pikselių „Galaxy S22“ fotoaparato jutiklis surenka daugiau šviesos duomenų, todėl odinėje apyrankėje galite matyti daugiau detalių, pagerinant ryškumą ir daug geresnę ekspoziciją.

Tačiau pradėjus jungti pikselius, „Galaxy S22 Ultra“ fotoaparato jutiklis sukuria didesnį 2,4 mikrono super pikselį. kuri surenka daugiau šviesos duomenų nei pagrindinė Galaxy S22 kamera, kuri dirbtinai sukuria mažesnę 2 mikronų super pikselių. Nenuostabu, kad rezultatai yra atvirkštiniai.

Kaip matote aukščiau esančiame paveikslėlyje, „Galaxy S22 Ultra“ didesnis super pikselis siūlo geresnį objektų atskyrimą, geriau valdo ryškumą, daugiau paviršiaus detalių ir didesnį spalvų tikslumą. Tačiau pikselių atskyrimas nėra vien tik detalių išryškinimas esant prastam apšvietimui. Ji taip pat atlieka didžiulį vaidmenį atkuriant spalvas, valdant dinaminį diapazoną ir kitus svarbius parametrus.

Aukščiau esančiame paveikslėlyje kairėje „Galaxy S22“ atlieka daug geresnį objekto ekspozicijos, gylio įvertinimo ir spalvų darbą. atkūrimas visos raiškos 50 MP kadru, palyginti su 108 MP tos pačios scenos iš Galaxy S22 Ultra. Mažesni pikseliai „Galaxy S22 Ultra“ pagrindinėje kameroje Dėl to pastatų spalvos išblunka, o bendras profilis tampa mažiau ryškus.

Kaip ir prasto apšvietimo scenarijus, pikselių sujungimas vėl išryškina skirtumą ir apverčia rezultatus. Dėl didesnių super pikselių, kuriuos sukuria „Galaxy S22 Ultra“ fotoaparato jutiklis, vaizdas dešinėje viršuje rodo plytų grioveliai nuotraukoje tikslesni, o spalvos pasirodė arčiau tikrovės nei vanilės galaktikos nuotraukoje S22. Tačiau čia verta paminėti, kad pikselių sujungimas nėra vienintelis veiksnys, lemiantis vaizdo kokybę. Daug kas priklauso nuo jutiklio gamintojo, pagrindiniai algoritmai ir diafragma, be kitų veiksnių.

Pikselių sujungimo išmaniuosiuose telefonuose ateitis

Kadangi pikselių karams nesibaigs, kita evoliucija yra 200 MP kameros jutikliai. Tiesą sakant, sklando gandai, kad „Motorola“ išleis pirmąjį telefoną su tokia galinga vaizdo gavimo aparatūra. Tokiu atveju remozaikos algoritmai į vieną didelį vienetą sujungs ne mažiau kaip 16 pikselių. Paimkite, pavyzdžiui, paties „Samsung“ 200 MP ISOCELL HP-1 jutiklį, kuris pristato naują hibridinę pikselių atskyrimo formą.

Priklausomai nuo apšvietimo situacijos, jis atlieka hibridinį 4 × 4 pikselių sujungimo procesą, kuris vyksta dviem etapais. Pirma, jutiklis atlieka 4 viename suskirstymą, kuris apima 2 × 2 0,64 mikrono pikselių masyvą. Taip sukuriamas didesnis super pikselis, kurio dydis yra 1,28 mikrono, ir nuotraukos 50 megapikselių raiška. Tada jutiklis atlieka dar vieną „4 viename“ sujungimo etapą, apimantį 2 × 2 1,28 mikrono pikselių masyvą, sukurdamas dar didesnį super pikselį, kurio matmenys yra 2,56 mikrono. Šio proceso pabaigoje galutinė vaizdo skiriamoji geba sumažėja iki valdomos 12,5 megapikselių.

Štai kodėl pikselių atskyrimas yra toks reikalingas. Kadangi išmaniųjų telefonų kamerų jutikliai gauna vis daugiau taškų, kokybiško pikselių suskirstymo poreikis tampa dar svarbesnis. Ir tai yra technologija, kuri nuolat tobulėja. Nesvarbu, ar tai būtų tetra, nona, ar pirmiau minėtas hibridinis pikselių sujungimas, įmonės vis dar aiškinasi, kurie metodai geriausiai tinka skirtingiems fotoaparatams.

Redaktorių rekomendacijos

• Naujausias „Asus“ „Android“ telefonas gali kelti didelę grėsmę „Galaxy S23 Ultra“.
• „Galaxy Tab S9 Ultra“ atrodo kaip vienas įdomiausių 2023 m. planšetinių kompiuterių
• Išspręsta problema dėl geriausios „Galaxy S23 Ultra“ fotoaparato funkcijos
• Kas yra Bixby? Kaip naudotis „Samsung“ AI asistentu
• Geriausios „Samsung Galaxy S23 Ultra“ ekrano apsaugos: 12 geriausių pasirinkimų