De smartphone-industrie zet haar totale oorlog om de suprematie van de camera voort, waarbij merken proberen zoveel mogelijk pixels in zoveel mogelijk camera’s te proppen. Van die schamele 2 megapixel macro- en dieptecamera's vergeleken met de 108 megapixel-snappers op telefoons zoals de Galaxy S22 Ultra lijken de cijfers alleen maar omhoog te gaan.
Inhoud
- Waarom pixelbinning noodzakelijk is
- De voordelen van Pixel Binning zijn gemakkelijk te zien
- De verschillende benaderingen van Samsung op het gebied van pixelbinning
- De toekomst van pixelbinning op smartphones
Spoedig, De 200 megapixel camerasensor van Samsung zal de zaken naar een hoger niveau tillen, maar de kern van al deze megapixel-tovenarij is een technologie die pixelbinning wordt genoemd – en deze is de sleutel tot het succes van een camera. Niet alle pixelbinning is echter hetzelfde. Samsung gebruikt “tetra” 4-in-1 pixelbinning op de Melkwegstelsel S22, en “nona” 9-in-1 pixelbinning op de Galaxy S22Ultra. Maakt dit allemaal enig verschil? Kwamen we erachter.
Aanbevolen video's
Waarom pixelbinning noodzakelijk is
Wat doet pixelbinning? Kortom, het zorgt ervoor dat aangrenzende pixels als één grote ‘superpixel’ kunnen werken, waardoor meer gegevens worden verzameld om helderdere foto’s met nauwkeurigere kleuren en minder ruis te leveren. Voordat we op de technische details ingaan, is het belangrijk om te begrijpen waarom dit überhaupt gebeurt.
Verwant
- De beste Samsung Galaxy S23 Ultra hoesjes: top 20 die je kunt kopen
- Samsung heeft een goedkopere (en groenere) manier om een Galaxy S22 te kopen
- Het gerucht over de nieuwe Galaxy S24 Ultra plaagt een grote camera-upgrade
De camerasensor op uw telefoon is het onderdeel dat alle optische informatie verzamelt en verwerkt die door de lens ervoor wordt ingevoerd. De sensor is op zijn beurt in wezen een plaat met pixels. Miljoenen zelfs. Net als cellen op een plant absorberen pixels het licht, dat vervolgens signaalconversie ondergaat om het beeld te produceren dat we op het scherm van onze telefoon zien.
Maar hier is het vreemde deel. Hoe hoger het aantal pixels, hoe hoger de resolutie van de afbeelding, waardoor meer details en scherpte mogelijk zijn. Naarmate we echter steeds meer pixels toevoegen, moeten de sensoren ook groter worden om ze te kunnen huisvesten. Als je van 10 MP naar 200 MP gaat, zou dit moeten resulteren in een 20 keer grotere camerasensor. Maar omdat er in het chassis van een smartphone slechts beperkte ruimte beschikbaar is voor beeldsensoren, kan die vergroting niet plaatsvinden.
Om dit probleem op te lossen wordt de grootte van de pixels verkleind, waardoor meer van deze lichtgevoelige elementen op de sensorplaat passen zonder de grootte ervan al te veel te vergroten. Hoe kleiner een pixel echter wordt, hoe slechter hij licht absorbeert, wat resulteert in matte details en kleuren. Dat is waar de pixel-binning-technologie te hulp schiet door op algoritmische wijze grotere pixels te creëren die in staat zijn meer licht te absorberen. Wanneer dit gebeurt, je krijgt mooiere foto's.
De voordelen van Pixel Binning zijn gemakkelijk te zien
Wanneer dit algoritme in actie komt, wordt een grotere superpixel gecreëerd die meer lichtgegevens absorbeert. Dit is vooral belangrijk in omgevingen met weinig licht, waar de camerasensor zoveel mogelijk licht moet verzamelen. In het geval van tetrapixelbinning op de Galaxy S22, waarbij vier aangrenzende pixels van dezelfde kleur worden samengevoegd tot één, wordt hun lichtgevoeligheid vier keer verhoogd.
Als gevolg hiervan worden de pixelgebinte foto's helderder, met een hogere scherpte en een groter contrast. De bovenstaande afbeelding is gemaakt met de oorspronkelijke resolutie van 50 MP de primaire camera van de Galaxy S22. Let op het korrelniveau en de wazige randen. Hieronder ziet u een 12,5 MP-opname met pixels van hetzelfde onderwerp, vastgelegd door de S22, met goed gedefinieerde lijnen en een veel betere kleurreproductie, met een helderder profiel rond de randen.
Maar de voordelen van pixelbinning zijn niet beperkt tot fotografie bij weinig licht. In feite verhoogt de technologie ook de HDR-uitvoer (High Dynamic Range). Bij het maken van foto's van een onderwerp of omgeving met hoog contrast levert de pixelbinning-technologie opnieuw tastbare voordelen op.
Elke pixelgroep (op basis van zijn kleur) heeft een ander niveau van lichtgevoeligheid en belichtingstijd, wat betekent dat ze lichtinformatie in een gesegmenteerde vorm en met hogere precisie verzamelen. Als resultaat hiervan, wanneer HDR-verwerking wordt toegepast op de optische gegevens die door elke pixelarray worden verzameld, zien de foto's er pittig uit, met een hogere kleurnauwkeurigheid en een verbeterd dynamisch bereik.
De verschillende benaderingen van Samsung op het gebied van pixelbinning
De schaal van pixelbinning hangt af van het aantal pixels zelf. Een 48 MP-camera combineert bijvoorbeeld vier pixels tot één kunstmatig vergrote superpixel om 12 MP-foto's te leveren. Dat is de reden waarom merken het op de markt brengen als 4-in-1 pixelbinning. Op dezelfde manier produceren camerasensoren met 5o miljoen of 64 miljoen pixels respectievelijk 12,5 MP en 16 MP beelden. In het marketingjargon van Samsung kom je misschien de naam “Tetracell” tegen om dit proces te definiëren.
Op technisch niveau bewegen of combineren pixels niet echt fysiek. In plaats van, het gebeurt op softwareniveau met behulp van remosaïsche algoritmen. De individuele pixelopstelling blijft de gebruikelijke RGB-aangelegenheid. De taak van Tetracell is om pixels met hetzelfde kleurenfilter naast elkaar te groeperen in een pixelarray van 2×2 en deze samen te voegen om een grotere kunstmatige RGB-pixelarray te creëren die meer licht kan verzamelen. Bekijk de afbeelding hierboven om te zien hoe het uitpakt.
De 50 MP-camera van de Galaxy S22 maakt gebruik van pixels van 1 micron, maar wanneer de pixelbinning-technologie in actie komt, voegt deze een 2x2 reeks aangrenzende pixels van 1 micron samen. Dit geeft ons een grotere superpixel met een doorsnede van 2 micron. Dit is de tetra-methode. Maar als je een 108 MP camera op een telefoon als de Galaxy S22 Ultra hebt, wordt de grootte van de pixels nog kleiner.
In plaats van 4-in-1 pixelbinning vertrouwt deze 108 MP-sensor op wat Samsung “Nonacell” -technologie noemt. Het combineert negen aangrenzende pixels tot één. Door deze samenvoeging van een array van 3×3 pixels ontstaat een grotere superpixel van 2,4 micron groot. Daarbij daalt de resolutie van de oorspronkelijke 108 MP naar 12 MP, maar de foto's worden helderder met een betere kleurnauwkeurigheid. Dit is de nona pixelbinning-methode.
Zoals hierboven vermeld, hebben kleinere pixels moeite met het verzamelen van lichtgegevens, waardoor ze details in foto's verliezen. De afbeelding linksboven is een segment van een 108 MP-foto met volledige resolutie, gemaakt door de primaire camerasensor van de Galaxy S22 Ultra, die wordt geleverd met kleinere pixels van 0,8 micron. Aan de rechterkant is een segment bijgesneden uit een opname van 50 MP gemaakt door de hoofdcamera van de Galaxy S22, die grotere pixels van 1 micron bevat. Dankzij grotere pixels verzamelt de camerasensor van de Galaxy S22 meer lichtgegevens, waardoor je meer details op de leren armband kunt zien, met verbeterde scherpte en veel betere belichting.
Wanneer pixelbinning echter in actie komt, creëert de camerasensor van de Galaxy S22 Ultra een grotere superpixel van 2,4 micron die meer lichtgegevens verzamelt dan de primaire camera van de Galaxy S22, die op kunstmatige wijze een kleinere supermicron van 2 micron creëert pixel. Het zal geen verrassing zijn dat de resultaten omgekeerd zijn.
Zoals je in de afbeelding hierboven kunt zien, biedt de grotere superpixel van de Galaxy S22 Ultra een betere scheiding van onderwerpen met meer controle over de scherpte, meer oppervlaktedetails en een betere kleurnauwkeurigheid. Maar pixelbinning gaat niet alleen over het naar voren halen van details bij weinig licht. Het speelt ook een grote rol bij het reproduceren van kleuren, het beheren van het dynamisch bereik en andere cruciale parameters.
In de afbeelding linksboven doet de Galaxy S22 het veel beter op het gebied van onderwerpbelichting, diepteschatting en kleur reproductie in een 50 MP-opname met volledige resolutie, vergeleken met de 108 MP-opname van dezelfde scène van de Galaxy S22 Ultra. De kleinere pixels op de primaire camera van de Galaxy S22 Ultra resulteren in vervaagde kleuren op de gebouwen en een algeheel minder pittig profiel.
Net als bij weinig licht benadrukt pixelbinning opnieuw het verschil en worden de resultaten omgedraaid. Dankzij de grotere superpixels die worden gecreëerd door de camerasensor van de Galaxy S22 Ultra, geeft de afbeelding rechtsboven de baksteengroeven nauwkeuriger op de foto en de kleuren kwamen dichter bij de werkelijkheid dan op de foto gemaakt door de vanille Galaxy S22. Het is echter de moeite waard om erop te wijzen dat pixelbinning niet de enige factor is bij het bepalen van de beeldkwaliteit. Veel hangt af van het merk van de sensor, de onderliggende algoritmen en het diafragma, naast andere factoren.
De toekomst van pixelbinning op smartphones
Omdat het einde van de pixeloorlogen nog niet in zicht is, zijn de volgende evolutie 200 MP camerasensoren. Het gerucht gaat zelfs dat Motorola de eerste telefoon zal lanceren met zulke krachtige beeldhardware. In dit geval gaan de remosaic-algoritmen maar liefst 16 pixels combineren tot één grote eenheid. Neem bijvoorbeeld Samsung’s eigen 200 MP ISOCELL HP-1-sensor, die een nieuwe hybride vorm van pixelbinning introduceert.
Afhankelijk van de lichtsituatie voert het een hybride 4×4 pixelbinning-proces uit dat in twee fasen plaatsvindt. Ten eerste voert de sensor 4-in-1 binning uit, waarbij gebruik wordt gemaakt van een 2×2 array van pixels van 0,64 micron. Hierdoor ontstaat een grotere superpixel die 1,28 micron meet en foto's produceert met een resolutie van 50 megapixels. Vervolgens voert de sensor nog een ronde van 4-in-1-binning uit waarbij een 2×2-array van pixels van 1,28 micron betrokken is, waardoor een nog grotere superpixel ontstaat van 2,56 micron. Aan het einde van dit proces daalt de uiteindelijke beeldresolutie naar een beheersbare 12,5 megapixels.
ISOCELL HP1-beeldsensor: officiële introductie | Samsung
Daarin ligt de reden waarom pixelbinning zo noodzakelijk is. Omdat de camerasensoren van smartphones steeds meer pixels krijgen, wordt de behoefte aan hoogwaardige pixelbinning des te belangrijker. En het is een technologie die voortdurend evolueert. Of het nu gaat om tetra, nona of de hierboven genoemde hybride pixelbinning, bedrijven zijn nog steeds aan het uitzoeken welke methoden het beste werken voor verschillende camera's.
Aanbevelingen van de redactie
- De nieuwste Android-telefoon van Asus zou een grote bedreiging kunnen vormen voor de Galaxy S23 Ultra
- De Galaxy Tab S9 Ultra ziet eruit als een van de meest opwindende tablets van 2023
- Een probleem met een van de beste camerafuncties van de Galaxy S23 Ultra is opgelost
- Wat is Bixby? Hoe de AI-assistent van Samsung te gebruiken
- De beste Samsung Galaxy S23 Ultra-schermbeschermers: top 12 keuzes