Cum împingerea pixelilor face ca fotografiile tale Galaxy S22 să fie grozave

Industria smartphone-urilor își continuă războiul total pentru supremația camerei, mărcile încercând să înghesuie cât mai mulți pixeli în cât mai multe camere. Din acele miscari Camere macro și de adâncime de 2 megapixeli la snapper-urile de 108 megapixeli de pe telefoane precum Galaxy S22 Ultra, numerele par doar să crească.

Curând, Senzorul camerei Samsung de 200 de megapixeli va duce lucrurile la nivelul următor, dar în centrul acestei vrăjitorii megapixeli se află o tehnologie numită pixel binning - și este cheia succesului unei camere. Cu toate acestea, nu toate binningul de pixeli sunt la fel. Samsung folosește „tetra” 4-în-1 pixel binning pe Galaxy S22, și „nona” 9-în-1 pixel binning pe Galaxy S22 Ultra. Toate acestea au vreo diferență? Am aflat.

De ce este necesar binningul de pixeli

Ce face pixel binning? Pe scurt, permite pixelilor adiacenți să funcționeze ca un „super pixel” mare, colectând mai multe date pentru a oferi fotografii mai luminoase, cu culori mai precise și mai puțin zgomot. Înainte de a intra în detaliile tehnice, este important să înțelegem de ce se întâmplă în primul rând.

Senzorul camerei de pe telefonul dvs. este componenta care colectează și procesează toate informațiile optice furnizate de obiectivul din față. Senzorul, la rândul său, este în esență o placă de pixeli. Milioane dintre ei, de fapt. La fel ca celulele unei plante, pixelii absorb lumina, care apoi sunt supuse conversiei semnalului pentru a produce imaginea pe care o vedem pe ecranul telefonului nostru.

Dar iată partea ciudată. Cu cât numărul de pixeli este mai mare, cu atât rezoluția imaginii este mai mare - permițând mai multe detalii și claritate. Cu toate acestea, pe măsură ce continuăm să adăugăm mai mulți pixeli, dimensiunea senzorilor ar trebui, de asemenea, să crească pentru a le găzdui. Trecerea de la 10MP la 200MP ar trebui să aibă ca rezultat un senzor de cameră de 20 de ori mai mare. Dar, deoarece există spațiu limitat disponibil în interiorul șasiului unui smartphone pentru a se potrivi senzorilor de imagine, această creștere a dimensiunii nu se poate întâmpla.

Pentru a rezolva problema, dimensiunea pixelilor este micșorat, potrivindu-se mai multe dintre aceste elemente fotosensibile pe placa senzorului fără a-i mări prea mult dimensiunea. Cu toate acestea, cu cât un pixel devine mai mic, cu atât devine mai rău la absorbția luminii - rezultând detalii și culori slabe. Acolo este locul în care tehnologia pixel-binning vine în ajutor creând algoritmic pixeli mai mari care sunt capabili să absoarbă mai multă lumină. Când se întâmplă asta, primești fotografii mai bune.

Beneficiile pixel binning sunt ușor de văzut

Când acest algoritm intră în acțiune, este creat un super pixel mai mare care absoarbe mai multe date de lumină. Acest lucru este important în special în mediile cu lumină scăzută în care senzorul camerei trebuie să colecteze cât mai multă lumină posibil. În cazul tetra pixel binning pe Galaxy S22, atunci când patru pixeli vecini de aceeași culoare sunt îmbinați într-unul singur, sensibilitatea lor la lumină este crescută de patru ori.

Ca rezultat, fotografiile din pixeli devin mai luminoase, cu o claritate mai mare și un contrast mai mare. Imaginea de mai sus a fost surprinsă la rezoluția nativă de 50 MP camera principală a lui Galaxy S22. Observați nivelul de granulație și marginile neclare. Mai jos este o fotografie de 12,5MP cu pixeli a aceluiași subiect capturat de S22, oferind linii bine definite și o reproducere mult mai bună a culorilor, cu un profil mai luminos în jurul marginilor.

Dar beneficiile pixelilor binning nu se limitează la fotografia cu lumină scăzută. De fapt, tehnologia mărește și ieșirea HDR (High Dynamic Range). Atunci când fotografiați un subiect cu contrast ridicat sau împrejurimile, tehnologia pixel-binning produce din nou beneficii tangibile.

Fiecare grup de pixeli (pe baza culorii sale) are un nivel diferit de fotosensibilitate și timp de expunere, ceea ce înseamnă că colectează informații despre lumină într-o formă segmentată și cu o precizie mai mare. Ca rezultat, atunci când procesarea HDR este aplicată datelor optice colectate de fiecare matrice de pixeli, fotografiile arată puternic, cu o precizie mai mare a culorii și un interval dinamic îmbunătățit.

Diferitele abordări ale Samsung cu privire la pixel binning

Scara pixelilor binning depinde de numărul de pixeli înșiși. De exemplu, o cameră de 48 MP combină patru pixeli într-un super pixel mărit artificial pentru a oferi fotografii de 12 MP. Acesta este motivul pentru care mărcile îl comercializează ca binning de pixeli 4 în 1. În mod similar, senzorii camerei cu 50 milioane sau 64 milioane pixeli produc imagini de 12,5 MP și, respectiv, 16 MP. În limbajul de marketing al Samsung, este posibil să întâlniți numele „Tetracell” pentru a defini acest proces.

La nivel tehnic, pixelii nu se mișcă sau nu se combină fizic. In schimb, se face la nivel de software folosind algoritmi remosaici. Aranjamentul individual de pixeli continuă să fie afacerea RGB obișnuită. Sarcina lui Tetracell este de a grupa pixeli cu același filtru de culoare unul lângă celălalt într-o matrice de 2×2 pixeli și de a le îmbina pentru a crea o matrice de pixeli RGB artificiali mai mare pentru a colecta mai multă lumină. Aruncă o privire la imaginea de mai sus pentru a vedea cum iese.

Camera de 50 MP de pe Galaxy S22 folosește pixeli de 1 micron, dar când tehnologia de separare a pixelilor intră în acțiune, îmbină o serie de 2×2 de pixeli adiacenți de 1 micron. Acest lucru ne oferă un super pixel mai mare care măsoară 2 microni. Aceasta este metoda tetra. Dar atunci când aveți o cameră de 108 MP pe un telefon precum Galaxy S22 Ultra, dimensiunea pixelilor devine și mai mică.

În loc de separarea pixelilor 4 în 1, acest senzor de 108 MP se bazează pe ceea ce Samsung numește tehnologia „Nonacell”. Combină nouă pixeli vecini într-unul singur. Această fuziune a unei matrice de 3 × 3 pixeli creează un super pixel mai mare, care are o dimensiune de 2,4 microni. Procedând astfel, rezoluția scade de la 108MP nativ la 12MP, dar fotografiile devin mai luminoase, cu o precizie mai bună a culorii. Aceasta este metoda nona pixel binning.

După cum s-a menționat mai sus, pixelii mai mici se luptă cu colectarea datelor de lumină, prin urmare pierd detaliile din fotografii. Imaginea din stânga de mai sus este un segment dintr-o fotografie de 108 MP la rezoluție completă realizată de senzorul principal al camerei Galaxy S22 Ultra, care vine cu pixeli mai mici de 0,8 microni. În dreapta este un segment decupat dintr-o fotografie de 50MP luată de camera principală a lui Galaxy S22, care include pixeli mai mari de 1 micron. Datorită pixelilor mai mari, senzorul camerei Galaxy S22 colectează mai multe date de lumină și, ca rezultat, puteți vedea mai multe detalii despre brățara din piele, cu o claritate îmbunătățită și o expunere mult mai bună.

Cu toate acestea, atunci când colectarea pixelilor intră în acțiune, senzorul camerei Galaxy S22 Ultra creează un super pixel mai mare de 2,4 microni. care colectează mai multe date de lumină decât camera principală a lui Galaxy S22, care creează artificial un super mai mic de 2 microni. pixel. Deloc surprinzător, rezultatele sunt inversate.

După cum puteți vedea în imaginea de mai sus, superpixelul mai mare al lui Galaxy S22 Ultra oferă o separare îmbunătățită a subiectelor, cu un control mai mare asupra clarității, mai multe detalii ale suprafeței și o mai bună acuratețe a culorii. Dar binningul de pixeli nu se referă doar la scoaterea la iveală a detaliilor la lumină slabă. De asemenea, joacă un rol important în reproducerea culorilor, gestionarea intervalului dinamic și alți parametri cruciali.

În imaginea de mai sus din stânga, Galaxy S22 face o treabă mult mai bună la expunerea subiectului, estimarea adâncimii și culoarea reproducere într-o fotografie de 50MP la rezoluție completă, în comparație cu fotografia de 108MP a aceleiași scene de pe Galaxy S22 Ultra. Pixelii mai mici pe camera principală a lui Galaxy S22 Ultra rezultă culori decolorate pe clădiri și un profil general mai puțin puternic.

La fel ca în scenariul cu lumină scăzută, pixeli binning evidențiază din nou diferența și inversează rezultatele. Datorită super-pixelilor mai mari creați de senzorul camerei Galaxy S22 Ultra, imaginea din dreapta de mai sus ilustrează șanțurile de cărămidă sunt mai precise în imagine, iar culorile s-au dovedit mai aproape de realitate decât în ​​poza făcută de vanilia Galaxy S22. Cu toate acestea, merită subliniat aici că pixeli binning nu este singurul factor care decide calitatea imaginii. Multe depind de marca senzorului, algoritmii de bază și deschiderea, printre alți factori.

Viitorul pixelilor binning pe smartphone-uri

Fără sfârșitul războaielor pixelilor în vedere, următoarea evoluție este senzorii camerei de 200 MP. De fapt, se zvonește că Motorola va lansa primul telefon cu un hardware de imagine atât de puternic. În acest caz, algoritmii remosaic vor combina nu mai puțin de 16 pixeli într-o singură unitate mare. Luați, de exemplu, senzorul ISOCELL HP-1 de 200 MP al Samsung, care introduce o nouă formă hibridă de binning a pixelilor.

În funcție de situația de iluminare, efectuează un proces hibrid 4×4 pixel-binning care are loc în două etape. În primul rând, senzorul realizează binning 4-în-1 care implică o matrice 2×2 de pixeli de 0,64 microni. Acest lucru creează un super pixel mai mare care măsoară 1,28 microni și produce fotografii la o rezoluție de 50 de megapixeli. Apoi, senzorul face o altă rundă de binning 4-în-1 care implică o matrice 2×2 de pixeli de 1,28 microni, creând un super pixel și mai mare care măsoară 2,56 microni. La sfârșitul acestui proces, rezoluția finală a imaginii scade la 12,5 megapixeli.

Aici constă de ce binningul de pixeli este atât de necesar. Pe măsură ce senzorii camerei smartphone primesc din ce în ce mai mulți pixeli, nevoia de colectare a pixelilor de calitate devine cu atât mai importantă. Și este o tehnologie care evoluează constant. Fie că este vorba despre tetra, nona sau binningul hibrid de pixeli menționat mai sus, companiile încă își dau seama ce metode funcționează cel mai bine pentru diferite camere.

Recomandările editorilor

• Cel mai recent telefon Android al lui Asus ar putea fi o mare amenințare pentru Galaxy S23 Ultra
• Galaxy Tab S9 Ultra arată ca una dintre cele mai interesante tablete din 2023
• A fost remediată o problemă cu o funcție de top a camerei Galaxy S23 Ultra
• Ce este Bixby? Cum să utilizați asistentul AI al Samsung
• Cele mai bune protectii de ecran Samsung Galaxy S23 Ultra: primele 12 alegeri