Kā pikseļu sadalīšana padara jūsu Galaxy S22 fotoattēlus lieliskus

Viedtālruņu industrija turpina visaptverošu karu par kameru pārākumu, zīmoliem cenšoties ievietot pēc iespējas vairāk pikseļu pēc iespējas vairāk kamerās. No tiem niecīgajiem 2 megapikseļu makro un dziļuma kameras 108 megapikseļu snappers tālruņos, piemēram, Galaxy S22 Ultra, šķiet, ka skaitļi tikai palielinās.

Drīzumā Samsung 200 megapikseļu kameras sensors pacels lietas uz nākamo līmeni, taču visas šīs megapikseļu burvības pamatā ir tehnoloģija, ko sauc par pikseļu sadalīšanu, un tā ir kameras panākumu atslēga. Tomēr ne visi pikseļu sadale ir vienādi. Samsung ierīcē izmanto “tetra” 4 in-1 pikseļu sadalīšanu Galaxy S22, un “nona” 9-in-1 pikseļu sadalīšana uz Galaxy S22 Ultra. Vai tam visam ir kāda atšķirība? Mēs uzzinājām.

Kāpēc ir nepieciešama pikseļu sadalīšana

Ko dara pikseļu sadalīšana? Īsāk sakot, tas ļauj blakus esošajiem pikseļiem darboties kā vienam lielam “superpikselim”, vācot vairāk datu, lai nodrošinātu spilgtākus fotoattēlus ar precīzākām krāsām un mazāku troksni. Pirms iedziļināmies tehniskajās detaļās, ir svarīgi saprast, kāpēc tas vispār notiek.

Kameras sensors tālrunī ir komponents, kas apkopo un apstrādā visu optisko informāciju, ko tam piegādā priekšā esošais objektīvs. Savukārt sensors būtībā ir pikseļu plāksne. Patiesībā miljoniem no tiem. Tāpat kā auga šūnas, pikseļi absorbē gaismu, kas pēc tam tiek pārveidots par signālu lai izveidotu attēlu, ko redzam mūsu tālruņa ekrānā.

Bet šeit ir dīvainā daļa. Jo lielāks ir pikseļu skaits, jo augstāka ir attēla izšķirtspēja, kas ļauj iegūt vairāk detaļu un asumu. Tomēr, turpinot pievienot vairāk pikseļu, arī sensoru izmēram vajadzētu palielināties, lai tos pielāgotu. Pārejot no 10 MP uz 200 MP, vajadzētu iegūt 20 reizes lielāku kameras sensoru. Taču, tā kā viedtālruņa šasijā ir ierobežota vieta attēla sensoriem, izmērs nevar palielināties.

Lai atrisinātu problēmu, tiek samazināts pikseļu izmērs, uz sensora plāksnes ievietojot vairāk šo gaismjutīgo elementu, pārāk nepalielinot tā izmēru. Tomēr, jo mazāks pikselis kļūst, jo sliktāk tas absorbē gaismu, kā rezultātā detaļas un krāsas ir vājas. Šeit palīgā nāk pikseļu sadalīšanas tehnoloģija, algoritmiski izveidojot lielākus pikseļus, kas spēj absorbēt vairāk gaismas. Kad tas notiek, jūs iegūsit labākas fotogrāfijas.

Pikseļu atdalīšanas priekšrocības ir viegli pamanāmas

Kad šis algoritms sāk darboties, tiek izveidots lielāks superpikselis, kas absorbē vairāk gaismas datu. Tas ir īpaši svarīgi vājā apgaismojumā, kur kameras sensoram ir jāsavāc pēc iespējas vairāk gaismas. Tetra pikseļu sadalīšanas gadījumā Galaxy S22, kad četri blakus esošie vienas krāsas pikseļi tiek apvienoti vienā, to gaismas jutība tiek palielināta četras reizes.

Rezultātā ar pikseļiem pievienotie fotoattēli kļūst gaišāki ar lielāku asumu un lielāku kontrastu. Iepriekš redzamais attēls tika uzņemts ar sākotnējo 50 MP izšķirtspēju Galaxy S22 galvenā kamera. Ievērojiet graudu līmeni un izplūdušās malas. Tālāk ir redzams ar pikseļiem saistīts 12,5 MP kadrs ar to pašu objektu, kas uzņemts ar S22, piedāvājot precīzi noteiktas līnijas un daudz labāku krāsu atveidi ar spilgtāku profilu ap malām.

Taču pikseļu sadalīšanas priekšrocības neaprobežojas tikai ar fotografēšanu vājā apgaismojumā. Faktiski šī tehnoloģija paaugstina arī HDR (augsta dinamiskā diapazona) izvadi. Fotografējot augsta kontrasta objektu vai apkārtni, pikseļu sadalīšanas tehnoloģija atkal rada taustāmus ieguvumus.

Katrai pikseļu grupai (pamatojoties uz tās krāsu) ir atšķirīgs gaismas jutības līmenis un ekspozīcijas laiks, kas nozīmē, ka tie apkopo gaismas informāciju segmentētā veidā un ar lielāku precizitāti. Rezultātā, ja katra pikseļu masīva savāktajiem optiskajiem datiem tiek izmantota HDR apstrāde, fotoattēli izskatās iespaidīgi, ar lielāku krāsu precizitāti un uzlabotu dinamisko diapazonu.

Samsung dažādās pieejas pikseļu sadalīšanai

Pikseļu sadalīšanas mērogs ir atkarīgs no pašu pikseļu skaita. Piemēram, 48MP kamera apvieno četrus pikseļus vienā mākslīgi palielinātā superpikselī, lai nodrošinātu 12MP fotoattēlus. Tāpēc zīmoli to pārdod kā 4-in-1 pikseļu sadali. Līdzīgi kameru sensori ar 5o miljoniem vai 64 miljoniem pikseļu rada attiecīgi 12,5 MP un 16 MP attēlus. Samsung mārketinga valodā jūs varat saskarties ar nosaukumu “Tetracell”, lai definētu šo procesu.

Tehniskā līmenī pikseļi faktiski fiziski nepārvietojas un neapvienojas. Tā vietā tas tiek darīts programmatūras līmenī izmantojot remozaīkas algoritmus. Atsevišķu pikseļu izkārtojums joprojām ir ierasta RGB lieta. Tetracell uzdevums ir grupēt pikseļus ar vienu un to pašu krāsu filtru viens otram 2 × 2 pikseļu masīvā un apvienot tos, lai izveidotu lielāku mākslīgo RGB pikseļu masīvu, lai savāktu vairāk gaismas. Apskatiet iepriekš redzamo attēlu, lai redzētu, kā tas izrādās.

Galaxy S22 50 MP kamerā ir izmantoti 1 mikrona pikseļi, taču, kad tiek iedarbināta pikseļu sadalīšanas tehnoloģija, tā apvieno blakus esošo 1 mikrona pikseļu masīvu 2 × 2. Tādējādi mēs iegūstam lielāku superpikseli, kura diametrs ir 2 mikroni. Šī ir tetra metode. Bet, ja tālrunī, piemēram, Galaxy S22 Ultra, ir 108 MP kamera, pikseļu izmērs kļūst vēl mazāks.

Četri vienā pikseļu sadalīšanas vietā šis 108 MP sensors paļaujas uz to, ko Samsung sauc par “Nonacell” tehnoloģiju. Tas apvieno deviņus blakus esošos pikseļus vienā. Šī 3 × 3 pikseļu masīva apvienošana rada lielāku superpikseļu, kura izmērs ir 2,4 mikroni. To darot, izšķirtspēja samazinās no 108 MP līdz 12 MP, taču fotoattēli kļūst gaišāki ar labāku krāsu precizitāti. Šī ir nepikseļu binning metode.

Kā minēts iepriekš, mazāki pikseļi cīnās ar gaismas datu apkopošanu, tāpēc tie zaudē fotoattēlu detaļās. Augšējais kreisais attēls ir segments no pilnas izšķirtspējas 108MP attēla, ko uzņēmis Galaxy S22 Ultra primārais kameras sensors, kuram ir mazāki 0,8 mikronu pikseļi. Labajā pusē ir segments, kas apgriezts no 50 MP kadra uzņemta Galaxy S22 galvenā kamera, kurā ir lielāki 1 mikrona pikseļi. Pateicoties lielākiem pikseļiem, Galaxy S22 kameras sensors apkopo vairāk gaismas datu, kā rezultātā jūs varat redzēt vairāk detaļu par ādas aproci ar uzlabotu asumu un daudz labāku ekspozīciju.

Tomēr, kad sāk darboties pikseļu sadalīšana, Galaxy S22 Ultra kameras sensors rada lielāku 2,4 mikronu superpikseļu. kas apkopo vairāk gaismas datu nekā Galaxy S22 galvenā kamera, kas mākslīgi izveido mazāku 2 mikronu superkameru pikseļu. Nav pārsteidzoši, ka rezultāti ir pretēji.

Kā redzat attēlā iepriekš, Galaxy S22 Ultra lielākais superpikselis piedāvā uzlabotu objektu atdalīšanu ar lielāku asuma kontroli, vairāk virsmas detaļu un labāku krāsu precizitāti. Taču pikseļu sadalīšana nav saistīta tikai ar detaļu izcelšanu vājā apgaismojumā. Tam ir arī liela nozīme krāsu reproducēšanā, dinamiskā diapazona pārvaldībā un citos būtiskos parametros.

Augšējā attēlā pa kreisi Galaxy S22 veic daudz labāku darbu objekta ekspozīcijā, dziļuma novērtēšanā un krāsās. reproducēšana pilnas izšķirtspējas 50 MP kadrā, salīdzinot ar 108 MP sižetu no Galaxy S22 Ultra. Mazāki pikseļi Galaxy S22 Ultra galvenajā kamerā Rezultātā uz ēkām tiek izbalinātas krāsas un kopumā mazāk spiedīgs profils.

Tāpat kā vāja apgaismojuma scenārijā, pikseļu sadalīšana atkal izceļ atšķirību un apvērš rezultātus. Pateicoties lielākajiem superpikseļiem, ko rada Galaxy S22 Ultra kameras sensors, attēls labajā augšpusē attēlo ķieģeļu rievas attēlā precīzāk un krāsas izrādījās tuvāk realitātei nekā vaniļas Galaxy uzņemtajā attēlā S22. Tomēr šeit ir vērts norādīt, ka pikseļu sadalīšana nav vienīgais faktors, kas nosaka attēla kvalitāti. Daudz kas ir atkarīgs no sensora izgatavotāja, pamatā esošie algoritmi un diafragmas atvērums, kā arī citi faktori.

Pikseļu sadalīšanas nākotne viedtālruņos

Tā kā pikseļu kariem nav redzams beigas, nākamā attīstība ir 200 MP kameru sensori. Faktiski tiek baumots, ka Motorola laidīs klajā pirmo tālruni, kurā ir tik spēcīga attēlveidošanas aparatūra. Šajā gadījumā remozaīkas algoritmi apvienos ne mazāk kā 16 pikseļus vienā lielā vienībā. Piemēram, Samsung paša 200 MP ISOCELL HP-1 sensors, kas ievieš jaunu hibrīda pikseļu sadalīšanas veidu.

Atkarībā no apgaismojuma situācijas tas veic hibrīdu 4 × 4 pikseļu sadalīšanas procesu, kas notiek divos posmos. Pirmkārt, sensors veic 4-in-1 binning, kas ietver 2 × 2 masīvu ar 0,64 mikronu pikseļiem. Tādējādi tiek izveidots lielāks superpikselis, kura izmērs ir 1,28 mikroni, un tiek iegūti fotoattēli ar 50 megapikseļu izšķirtspēju. Pēc tam sensors veic vēl vienu četri vienā sadalīšanas kārtu, kas ietver 2 × 2 1,28 mikronu pikseļu masīvu, izveidojot vēl lielāku superpikseļu, kura izmērs ir 2,56 mikroni. Šī procesa beigās galīgā attēla izšķirtspēja samazinās līdz pārvaldāmam 12,5 megapikseļiem.

Tas ir iemesls, kāpēc pikseļu sadalīšana ir tik nepieciešama. Tā kā viedtālruņa kameru sensori iegūst arvien vairāk pikseļu, nepieciešamība pēc kvalitatīvas pikseļu sadalīšanas kļūst arvien svarīgāka. Un tā ir tehnoloģija, kas nepārtraukti attīstās. Neatkarīgi no tā, vai tā ir tetra, nona vai iepriekš minētā hibrīda pikseļu sadalīšana, uzņēmumi joprojām izdomā, kuras metodes vislabāk darbojas dažādām kamerām.

Redaktoru ieteikumi

• Asus jaunākais Android tālrunis varētu būt liels drauds Galaxy S23 Ultra
• Galaxy Tab S9 Ultra izskatās kā viens no 2023. gada aizraujošākajiem planšetdatoriem
• Ir novērsta problēma ar Galaxy S23 Ultra kameras labāko funkciju
• Kas ir Bixby? Kā izmantot Samsung AI palīgu
• Labākie Samsung Galaxy S23 Ultra ekrāna aizsargi: 12 populārākie