5 ноября был представлен сяоми ми сс9 про он же Mi
Note 10 pro на международном рынке.
Главной его фишкой стала камера на 108 Мп, это послужило
не только инфоповодом, но и дало старт многочисленным
обсуждениям на просторах интернета.
Сегодня мы разберем, стоит ли за таким огромным разрешением
реальная польза или это очередной маркетинговый
трюк.
2019 год выдался очень насыщенным в плане новшеств.
Первые гнутые устройства, безрамочники окончательно
заполонили рынок и стали доступнее, камер в смартфонах
становится с каждым разом всё больше.
И уже наверняка можно сказать, что начался очередной виток
гонки мегапикселей в камерах.
В начале года бюджетный Redmi Note 7 наделал шума своей
48 Мп камерой.
Конкурентам пришлось подстраиваться, дабы не отстать от тенденции
и тоже выпустить смартфонs с 48-ю мегапикселями.
Затем Redmi Note 8 Pro снова поднял планку, на этот раз до 64Мп
И вот пока конкуренты еще не успели очухаться и что
либо ответить, Сяоми добивает их своим фаталити
Mi Note 10 получил камеру на 108 мегапикселей.
108. 108, черт возьми, мегапикселей.
Это как 107 но на 1 побольше.
Думаю мои зрители с молоком матери впитали понимание
простого принципа: “Больше мегапикселей не значит
выше качество фото”.
И этот принцип недавно перестал работать.
Что изменилось, неужели хитрым китайцам удалось
обмануть физику?
И почему в самых дорогущих флагманах от Apple, Google и Samsung
по прежнему стоят 12Мп модули?
Давайте по порядку.
Все знают как получается фотография.
На матрицу попадает свет, проходя через линзы, затем
оцифровывается и сохраняется в постоянной памяти.
Мы делали кучу видео о том как работают камеры в смартфонах,
можете посмотреть я собрал целый плейлист, ссылка
на который есть в описании.
Если кратко, то качество итогового снимка зависит
от совокупности сразу нескольких факторов.
Это и качество оптики, количество линз, размер диафрагмы,
размер матрицы, софт и процессор, которые обрабатывают фотографию
и разумеется размер пикселя.
До недавних пор именно размер пикселя имел важнейшее
значение.
Представим матрицу камеры смартфона как многоэтажный
дом.
Окна в нем и есть мегапиксели.
В эпоху первой гонки мегапикселей Sony любила ставить в свои
смартфоны 24-х мегапиксельные сенсоры с малюсенькими
пикселями.
Если бы дом строила Sony, то в нем было бы 24 маленьких
окошка.
Окон много, но светлее от этого в комнате не станет.
Для сравнения вот дома Эппл или Гугл.
Там 12 огромных панорамных окон.
И света внутрь попадает много, хоть самих окон количественно
меньше.
А вот дом сяоми.
Тут 12 огромных панорамных окон как у Google или Apple.
Но каждое поделено на 4 части.
В итоге получилось как будто 48 окон, которые пропускают
света как 12 больших.
Таким образом хитрые китайцы решили сесть на оба стула.
И поменяли правила игры.
Когда освещение хорошее, камера может снимать с
разрешением 48 Мп, а когда света мало, камера переключается
в 12 мегапиксельный режим.
Но ведь должен же быть подвох спросите вы.
В чем недостаток этой технологии?
Как всегда дьявол кроется в деталях.
Каждый пиксель сам по себе может улавливать только
силу света.
Но цвет различать не может.
Поэтому матрицу делят на группы пикселей и каждую
группу покрывают слоем светофильтров красного,
зеленого и синего цветов.
В итоге каждый отдельный пиксель на матрице отвечает
за улавливание отдельного цвета.
А уже во время обработки, процессор добавляет к цветовому
значению каждого пикселя два других значения, полученных
от соседних пикселей.
Сливаясь, вместе они дают конечный оттенок, близкий
к тому, что видит человеческий глаз.
Такая схема называется Байеровской.
Делать тоже самое с 48Мп сенсором у которого совсем
крохотные пиксели очень сложно и дорого.
Поэтому производители пошли на хитрость.
Они покрывают светофильтрами не каждый пиксель по отдельности,
а объединяют их в группы по 4.
Таким образом на матрице фактически 48 миллионов
мелких пикселей, но цвет улавливают всего 12 миллионов
групп по 4 пикселя в каждой.
То есть 12 супермегапикселей (супермегапиксель герой
которого мы заслужили) Подобная группировка пикселей
по 4 в один суперпиксель у Sony называется Quad Bayer, а
у Samsung TetraCell, но по сути это все название одного
и того же трюка.
Как показывает практика, подобное разрешение может
показывать чудеса детализации только при хорошем освещении.
Но при этом такие матрицы не дают ощутимого прироста
в качестве снимков, смартфон не начинает как-то по-новому
работать с цветом, полутонами, тенями и яркими участками.
Безусловно, при хорошем освещении от огромного
разрешения есть свой профит.
Можно кропнуть значительную часть снимка при этом качество
все еще будет хорошим.
Это свойство нашло применение в 50-кратном программном
зуме.
Можно стоя на одном месте делать фотографии деталей
на зданиях, рассматривать архитектуру или просто
по фану фоткать Луну и с откинутой челюстью смотреть
на что способны современные технологии.
У камер с технологиями Quad Bayer или TetraCell есть и другие
фишки.
Например в пониженном разрешении камера умеет снимать так
называемый однокадровый HDR.
Обычный смартфон делает несколько снимков с разной
выдержкой.
Затем объединяет их в один программно вытягивая и
светлые и темные участки.
Для процессора это длительный и сложный процесс.
Но смартфон с камерой тетрацелл может сделать то же самое
одним щелчком.
Так как один суперпиксель каждого цвета состоит из
4 маленьких, то можно заставить соседние пиксели снимать
с разной выдержкой.
Например, четные с короткой, а нечетные с длинной одновременно.
Так снижается нагрузка на процессор так как теперь
ему нужно обработать меньше снимков.
И увеличивается скорость получения HDR фотографий.
Но и это еще не все.
Можно повышать чувствительность матрицы и убирать шумы
и артефакты.
Алгоритм имеет возможность сравнивать значения соседних
маленьких пикселей друг с другом и брать в итоговый
снимок самые чистые данные, лишенные шумов.
Но все эти прелести не работают при полном разрешении
Огромное разрешение накладывает ряд ограничений и требований
к железу.
Во-первых чтобы полноценно снабдить каждый из 108 миллионов
пикселей достаточным количеством света вам потребуется весьма
дорогой и громоздкий объектив.
Очевидно, что оптика которой оснащены смартфоны мягко
скажем не дотягивает до необходимого уровня и не
способна полностью раскрыть такие матрицы.
Во-вторых чтобы опросить и обработать каждый пиксель
нужно гораздо больше вычислительных ресурсов, нужно иметь более
быстрые контроллеры, процессоры и память.
Фотка с разрешением в 108 Мп в сжатом формате JPG весит
порядка 20 мегабайт.
А с матрицы снимается поток данных в разы больше порядка
135 мегабайт.
Даже для современных процессоров и накопителей это непростая
задача.
При таких раскладах ни о какой вычислительной
фотографии не может быть и речи.
Вся мощь процессора и пропускная способность памяти уходит
на то чтобы просто сохранить огромный кадр в постоянной
памяти.
Google, Apple или Samsung идут по другому пути, по пути вычислительной
фотографии.
Вместо того чтобы мучаться с одним 108 Мп кадром, камера
iPhone или Pixel делает десятки 12 мегапиксельных кадров,
а процессор склеивает из них один шедевр.
При этом смартфон обрабатывает примерно тот-же объем данных,
но результат выходит куда полезней в повседневной
жизни.
108 Мп разрешение хорошо когда вам нужно распечатать
плакат размером с 5 этажный дом, но чтобы запостить
фоточку в инстаграм такое разрешение избыточно.
На фотографии куда важнее цветопередача, динамический
диапазон, полутона и игра света и тени, а повышенное
разрешение нужно далеко не всегда.
В итоге на сегодняшний день камеры с огромным
разрешением больше похожи на маркетинг, нежели на
что-то действительно стоящее.
Однокадровый HDR от Quad Bayer или TetraCell больше смахивает
на костыль и способ хоть как-то расширить динамический
диапазон.
Итоговый снимок все равно складывается из 2х экспозиций.
Тогда как HDR от Apple или Google вбирает в себя информацию
с десяти снимков.
Та же ситуация с повышением чувствительности и борьбой
с шумами.
На практике традиционный подход Apple или Google оказывается
выгодней.
Десяток снимков по 12 МП все равно дают больше информации
чем 4 пикселя Quad Bayer или TetraCell.
Да, безусловно пока вычислительная фотография не может вытащить
из 12Мп матрицы столько же деталей что и 108 Мп матрица.
Но давайте не будем забывать что хороший снимок с таким
огромным разрешением получится только при достаточном
освещении в солнечный день.
Преимущества и недостатки все описали, выводы делайте
сами.