Начиная с 2020 года компания Samsung начнёт оснащать смартфоны камерами с разрешением 64 MP. Большинство смартфонов этого года оснащаются 48-мегапиксельными камерами, но компания Samsung намерена задать новый тренд. Южнокорейская корпорация представила два новых сенсора для мобильных камер, один из которых получил разрешение 64 Мп.
«За последние несколько лет камеры смартфонов стали основным инструментом для съёмки и обмена нашей повседневной жизнью. Благодаря большому количеству пикселей и продвинутым технологиям сенсоры Samsung ISOCELL Bright GW1 и GM2 привносят новый уровень фотосъёмки в самые современные мобильные устройства, которые сделают запись нашей жизни ещё лучше», — рассказал Йонгин Парк, исполнительный вице-президент направления сенсоров для мобильных камер в Samsung Electronics.
ISOCELL Bright GW1 представляет собой 64-мегапиксельный сенсор, который имеет самое высокое разрешение среди всех решений Samsung с размером пикселя 0,8 мкм. Благодаря технологии объединения пикселей Tetracell и специальному алгоритму он способен делать яркие 16-мегапиксельные изображения при недостатке света и высокодетализированные 64-мегапиксельные снимки — при хорошем освещении. GW1 поддерживает широкий динамический диапазон (HDR) в реальном времени до 100 дБ, обеспечивая тем самым более насыщенные оттенки. Для сравнения, динамический диапазон обычного сенсора составляет около 60 дБ, тогда как у человеческого глаза этот показатель достигает 120 дБ.
В GW1 используется система двойного преобразования, которая превращает полученный свет в электрический сигнал в соответствии с освещением окружающей среды. Это позволяет более эффективно использовать собранный свет, особенно в условиях яркого освещения. Для резких снимков без смазываний применяется технология фазовой автофокусировки Super PD. Также этот сенсор поддерживает запись замедленного видео в разрешении Full HD с частотой 480 кадров в секунду.
Второй новинкой стал 48-мегапиксельный сенсор ISOCELL Bright GM2. В нём также используется технология Tetracell при съёмке в условиях недостаточного освещения. Как и в GW1, в этом сенсоре есть система двойного преобразования для повышения качества снимков и Super PD для быстрой автофокусировки.
Мобильная визуализация только что стала потрясающей с ISOCELL
ISOCELL позволяет более тонким мобильным устройствам предложить максимальную производительность камеры с богатой детализацией, ярким цветом и точной фокусировкой.
Tetracell и Smart WDR нужны для большей светочувствительности и цветопередачи.
Технология Tetracell ISOCELL Bright заметно улучшает светочувствительность в условиях низкой освещенности, объединяя четыре соседних пикселя, чтобы работать как один большой пиксель.
Функция Smart WDR (широкий динамический диапазон) позволяет использовать несколько экспозиций в одном кадре, что обеспечивает большую детализацию как для светлых, так и для темных областей.
Теперь в камеры добавились…
● Более быстрый и точный фокус
● Более быстрая автофокусировка с dual-PD и 3-стековым датчиком быстрого считывания
С помощью усовершенствованного PDAF (Phase Detecting Auto Focus), такого как Dual Pixel и Super PD sensor, быстрые датчики ISOCELL определяют расстояние до быстро движущихся объектов даже в условиях низкой освещенности для более быстрой и точной автоматической фокусировки. 3-стековый FRS (Fast Readout Sensor) обеспечивает высокоскоростную съемку на Full HD видео.
Таким образом был совершен прорыв для ультратонких конструкций. В датчиках используется очень маленький, но высокопроизводительный пиксель размером 0,8 мкм для высокого разрешения в более тонких устройствах. ISOCELL Slim обеспечивает высокое разрешение и потрясающее качество фотографий в тонких модулях камеры. Ведущий в отрасли 0,8-миллиметровый пиксельный датчик ISOCELL обеспечивает высочайшее качество изображения, когда-либо построенное на меньшем модуле камеры, обеспечивая исключительную гибкость для более тонких конструкций.
Появилась возможность смешивать и сочетать модули в мульти-камеры. Всё это является решениями для датчиков динамического диапазона для оптического увеличения и перефокусировки.
ISOCELL Dual обеспечивает уникальную универсальность для двух камер, включая оптический зум, съемку в условиях низкой освещенности (LLS) и глубинное зондирование для эффектов фокусировки. ISOCELL Dual позволяет использовать DSLR-подобные фотографии, такие как большая светочувствительность, эффекты глубины и более резкая яркость в любых условиях.
Прогресс, достигнутый в последние годы в области мобильных технологий, привел к некоторым удивительным преимуществам для пользователей – от улучшенных функций производительности до интеллектуальной производительности. Но одна особенность, которую пользователи неизменно высоко ценят, - это сложность камеры. Samsung Electronics не только осознает это, но и неустанно работает над тем, чтобы их технология камеры оставалась передовой.
Соответственно, Samsung выпустила свой 108-мегапиксельный (Mp) ISOCELL Bright HMX, первый в отрасли мобильный датчик изображения, который превысил 100 миллионов пикселей. Обладая разрешением, подобным разрешению камеры среднего формата экспертного класса, этот новый датчик изображения не только позволяет пользователю делать чрезвычайно резкие фотографии, но и позволяет им делать это в широком диапазоне неблагоприятных условий освещения. Ознакомьтесь с видео ниже, чтобы подробно ознакомиться с функциями и преимуществами ISOCELL Bright HMX.
Samsung ISOCELL Bright HMX обеспечивает высокую производительность профессиональных камер для смартфонов
Обеспечение профессионального качества камеры смартфона
Благодаря развитию своих своих датчиков изображения 0,8 мкм, компании Samsung удалось обеспечить модуль ISOCELL Bright HMX 108Mp — 108 миллионами эффективных пикселей в каждом отдельном изображении. Это число пикселей позволяет камере выдавать очень четкие изображения, которые остаются четкими даже при увеличении или обрезке. Датчик изображения достигает этого компактного размера, используя пиксели размером 0,8 мкм, и является первым мобильным датчиком изображения в отрасли, который имеет размер больший чем 1/1, 33 дюйма. Эти особенности позволяют ISOCELL Bright HMX поглощать больше света в условиях низкой освещенности, позволяя датчику "видеть" больше при формулировке фотографии. В условиях лучшей освещенности наличие высококачественного датчика изображения позволяет получить более четкие текстуры и лучшую общую точность цвета.
Технология ISOCELL Plus от Samsung является еще одним ключевым компонентом, лежащим в основе ISOCELL Bright HMX. Эта передовая технология изоляции пикселей минимизирует оптические потери и предотвращает загрязнение каждого пикселя размером 0,8 мкм цветами соседних пикселей. Устанавливая барьер вокруг каждого пикселя, эта технология представляет собой значительное улучшение по сравнению с предыдущими датчиками с подсветкой задней стороны (BSI), которые были подвержены ухудшению качества из-за перекрестных помех пикселей. Инженеры также попытались ввести физический барьер между соседними пикселями, изолируя их и позволяя большему количеству света собираться микролинзой и поглощаться фотодиодом, но это также привело к оптическим потерям. Технология ISOCELL Plus заменяет металлический барьер инновационным новым материалом, который минимизирует оптические потери и отражение света. Он также позволяет фотодиоду поглощать больше света, что приводит к превосходной производительности пикселей, даже при меньших размерах пикселей.
Сенсорная техника для наилучшей работы в любых условиях освещения
Когда пиксели получают световую информацию, эта информация затем подвергается аналоговому усилению или усилению сигнала перед преобразованием в цифровой сигнал аналого-цифровым преобразователем (АЦП). "Родной ISO" - это базовая настройка, на которую устанавливается камера, что позволяет ей получить максимальную детализацию изображения, отклонение от которой может привести к нежелательному усилению или снижению чувствительности датчика к свету. Но при использовании только одного родного ISO избыточное усиление может произойти, когда условия очень яркие, а нежелательный шум может появиться, когда окружающая среда находится в условиях низкой освещенности.
С ISOCELL Bright HMX Samsung создала решение для смягчения этих проблем, включив технологию Smart-ISO (включая один низкий и один высокий уровень усиления ISO) в новый мобильный датчик изображения. Включение этой технологии позволяет датчику разумно выбирать уровни усиления в соответствии с тем, как освещается сцена, оптимизируя световую беседу с электрическим сигналом и делая камеры более универсальными в различных условиях освещения.
Примечательно, что ISOCELL Bright HMX от Samsung помогает пользователям решить извечный вопрос в фотографии – как лучше всего снимать фотографии в условиях низкой освещенности. В то время как съемка с меньшими пикселями обеспечивает лучшее разрешение, использование больших пикселей — лучший способ улучшить способность датчика поглощать свет. Таким образом, необходимо было найти некую золотую середину, в которой фотографии хорошего качества можно было бы снимать в плохо освещенной среде. Вот где технология Tetracell от Samsung вступает в игру. В ISOCELL Bright HMX усовершенствованный алгоритм перестраивает пиксели в соответствии с условиями освещения, объединяя кластеры из четырех пикселей в отдельные пиксели и позволяя преобразовать пиксели размером 0,8 мкм в пиксели размером 1,6 мкм. Даже после слияния пикселей, имея более 100 миллионов пикселей для начала, ISOCELL Bright HMX по-прежнему обеспечивает невероятно высокое разрешение 27 Мп для великолепной фотографии при низкой освещенности.
Кроме того, предлагая пользователям передовые технологии управления состоянием освещения, ISOCELL Bright HMX также имеет Super-PD автофокус для быстрого и точного автофокуса. Пользователи могут снимать четкие, четкие фотографии с точным фокусом как неподвижных, так и движущихся объектов, даже в условиях низкой освещенности.
Обычные возможности автофокусировки требуют, чтобы процессор находил области наибольшего контраста и использовал метод проб и ошибок для достижения оптимальной фокусировки.
Однако автофокус с фазовым определением, включенный технологией Super-PD, означает, что мобильные датчики изображения с пикселями PD могут быстро вычислить расстояние до объекта и автоматически оптимизировать фокус для снимка.
Благодаря возможностям фотографирования движения при низкой освещенности, ярком освещении и автофокусировке, предлагаемым датчиком изображения ISOCELL Bright HMX, пользователи смогут запечатлеть эти особые моменты в выдающемся качестве, независимо от условий.
108mp ISOCELL Bright HM1 от Samsung обеспечивает более яркие изображения с ультравысоким разрешением с помощью первой в отрасли технологии Nonacell
Улучшенная технология биннинга пикселей, Nonacell, имеет структуру пикселей 3x3 для максимального поглощения света.
В Сеуле (Корея) 12 февраля 2020 — Samsung Electronics, мировой лидер в области передовых полупроводниковых технологий, сегодня представила свой 108-мегапиксельный (Mp) Датчик изображения следующего поколения Samsung ISOCELL Bright HM1.
Благодаря широкому спектру улучшающих свет технологий, охватывающих от Nonacell и Smart-ISO до HDR в режиме реального времени, ISOCELL Bright HM1 позволяет делать более яркие и детализированные фотографии 108Mp и кристально чистые видео 8K со скоростью 24 кадра в секунду (fps) даже в экстремальных условиях освещения.
"Samsung Samsung стремится запечатлеть значимые моменты в нашей жизни, внедряя инновации в пиксельные и логические технологии, которые позволяют датчикам изображения ISOCELL делать потрясающие фотографии, даже когда условия освещения не идеальны", — сказал Йонгин Парк, исполнительный вице-президент компании Samsung Electronics по сенсорному бизнесу. "Благодаря использованию технологий Nonacell и Smart-ISO, 108MP ISOCELL Bright HM1 помогает делать яркие снимки с высоким разрешением в широком диапазоне освещенности.”
В масштабе 1/1. 33” со 108 миллионами пикселей 0,8 мкм ISOCELL Bright HM1 представляет собой первую в отрасли современную технологию Nonacell, которая обеспечивает более яркие изображения в условиях низкой освещенности. В 2017 году компания Samsung представила технологию Tetracell-биннинг пикселей со специальным массивом два на два, который объединяет четыре соседних пикселя, чтобы работать как один большой пиксель. Nonacell — это усовершенствованная версия Tetracell со структурой Три на три пикселя. В HM1 Nonacell объединяет девять соседних пикселей размером 0,8 мкм, имитируя большой пиксель размером 2,4 мкм, что более чем вдвое увеличивает поглощение света по сравнению с Tetracell.
По мере увеличения числа примыкающих ячеек увеличивается и цветовая интерференция, что делает технологии бинирования пикселей более сложными. В то время как такие трудности ограничили Nonacell теорией, HM1 смог реализовать метод, приняв технологию ISOCELL Plus от Samsung, которая значительно уменьшает перекрестные помехи и минимизирует оптические потери, а также отражение света.
Для получения конечных результатов при любом освещении HM1 дополняет Nonacell несколькими другими передовыми пиксельными технологиями. Например, технология Smart-ISO HM1 производит яркие и яркие изображения, разумно выбирая оптимальный ISO. Высокие ISO используются в более темных условиях, в то время как низкие ISO лучше подходят для более ярких сред для управления насыщенностью света.
В сложных условиях смешанного освещения для фотосъемки технология HDR в режиме реального времени HM1 оптимизирует экспозицию, создавая более естественные видео и фотоснимки. Назначая наиболее подходящие длины экспозиции для каждого пикселя, HM1 может захватывать сцены с несколькими экспозициями одновременно, создавая HDR-изображения в режиме реального времени как для предварительного просмотра, так и для режима захвата.
Для более четких результатов HM1 поддерживает гироскопическую электронную стабилизацию изображения (EIS) и Super-PD, передовую технологию фазового детектирования для быстрой и точной автофокусировки.
HM1 позволяет пользователям просматривать и снимать полные снимки и крупные планы объекта с увеличением до 3x без потерь, сохраняя качество изображения. Это стало возможным благодаря тому, что датчик непосредственно преобразует пиксели с помощью встроенного аппаратного IP, а не делегирует задачу мобильному процессору. С 108-ми миллионными пикселями, датчик также может произвести изображения до 3-кратного увеличения с разрешением 12 Мп без увеличения масштаба.
Почему качества фото не возросли в 4, 6 или 8 раз ? Думаю, что теперь вы понимаете в чем причина. Качество фото заметно улучшилось, но разрешение практически не изменилось. То есть 64 Мп по разрешению совпадают с 16 Мп, но диапазон намного улучшился и на четкость это тоже повлияло в лучшую сторону.
Поговорили о всех прелестях технологий. Теперь добавим ложку дёгтя
Как развивались камеры в смартфонах в 2019 году - основные тенденции
В начале 2019 года появился сначала Redmi Note 7 с 48 МП камерой Samsung ISOCELL Bright S5KGM1, затем пошли аппараты с сенсором Sony на 48 МП (сенсор IMX586), следом Samsung выпустил сенсор на 64 МП (Bright GW1), потом еще Sony выкатила IMX686 на 64 МП, а также Samsung представила 108 МП датчик изображения, который трудится сейчас в Xiaomi Mi Note 10. Но это не все, на мероприятии CES 2020 компания Omnivision представила свою матрицу на 48 МП (OV48C), ведь этот сенсор по мнению производителя превосходит все, что успели выкатить Sony и Samsung на данный момент.
Абсурдность использования 48 МП камер
Камеры с разрешением 40 МП (используются в смартфонах Huawei) и выше не нужны - это все уловки маркетологов. Несмотря на то, что большинство последних гаджетов оборудуется все чаще сенсорами с разрешением от 48 МП и выше, по умолчанию все они снимают в разрешение 12 МП (16 МП для 64 МП сенсора и 27 МП для 108 МП). Все потому, что фотографировать в полном разрешении без объединения пикселей 4-в-1 можно только при ручных настройках, чего не делает процентов 99 пользователей. Да и само объединение пикселей 4-в-1 не дало революции, чуда не случилось. Увы, но при сравнении качества фото со стандартными 12 МП камерами, которые стоят во флагманах Pixel 3, Samsung S10, iPhone 11, последние могут выдавать результат даже лучше. Потому как суть не в МП, а в программном обеспечении и качестве оптики (линз), а матрицы стоят в этой цепочке на последнем месте.
Три и более модуля камер
iPhone 7 Plus в 2016 году задал тренд на многокамерность. Сначала Android-производители активно пытались повторить успех яблочного гаджета, а после и вовсе пошли в наступление. Так, на смену связке стандарт + телевик, пришла связка стандарт + датчик глубины + широкоугольник + телевик. В конце китайские вендоры вообще сошли с ума и начали втирать нам дичь в виде макрокамер, фокусирующихся на расстоянии от 1,5 до 10 см - мертворожденная (бесполезная) технология, которая пока еще остается актуальной (маркетологи ее активно продвигают). Хоть ничего плохого в этом и нет, но вот реализация всего этого находится на плачевном уровне, особенно в сегменте бюджетных смартфонов. Особенно страдает качество на широкоугольных камерах и при съемке с размытием заднего фона.
Наличие множества камер там, где это не нужно
Заметили, что нет таких смартфонов, в которых не делался бы упор на камеры? А ведь не все пользователи являются мобильными фотографами — большинству хочется иметь неплохую камеру в смартфоне, но не более того. А в итоге те, кому нужен просто хороший смартфон или игровой аппарат, гаджет для просмотра мультимедиа и т.п., приходится переплачивать за ненужные им 2, 3, а то и 4 камеры. То есть, производители попросту не дают свободы выбора: или плати за все, или не имей ничего.
А теперь поговорим о том, что не так с сенсорами на 48, 64 и 108 МП
На самом деле желание производителей сделать мобильную фотографию лучше является делом похвальным. Идея с использованием большого числа мегапикселей также имеет право на жизнь. Даже реализовано все примерно на достойном уровне, но в чем же тогда проблема? Почему мы не получаем качество фото выше в 4 раза по сравнению с 12 МП, 16 МП и 27 МП камерами? Ответ на этот вопрос не то чтобы прост, но ничего мудреного там нет. Тут играет роль и программное обеспечение, и линзы (особенно линзы), и сама структура 48, 64 и 108 МП матриц. Самыми главными злодеями во всей этой истории являются маркетологи. Это они рассказывают, что вы получите качество снимков в разы лучше, опираясь исключительно на разрешение сенсоров, забывая о ПО, качестве линз, структуре сенсоров. Это они вводят пользователей в заблуждение, а так как большинство не вникает в особенности мобильных фотомодулей, то им не остается ничего, как верить красивым сказкам. Конечно, со временем люди станут более подкованными в этих делах, но тогда маркетологи будут рассказывать нам уже совсем другие сказки.
Сенсор Samsung S5KGM1 на 48 МП
Характеристики: разрешение 8000х6000 пикс., размер сенсора 1/2", физический размер матрицы 6,4х4,8 мм, размер пикселя 0,8 мкм (1,6 мкм при объединении 4-в-1 = 12 МП), макс ISO 9600, съемка видео 4К @30fps или 1080p до 240 fps.
Первый сенсор, на котором начали спекулировать производители, маркетологи, а в конце и продавцы смартфонов. Дебютировал данный сенсор в аппарате Redmi Note 7 в начале 2019 года. Тогда представители Xiaomi уверяли, что увеличив количество пикселей в 4 раза, пользователи получат едва ли не в 4 раза лучше картинку: выше детализацию, динамический диапазон, лучшую светочувствительность и т.д.
Но несмотря на то, что сенсор Samsung S5KGM1 предлагает 48 МП, по умолчанию Redmi Note 7 и прочие снимают в разрешении 12 МП. Выжать под полтинник миллионов пикселей можно только при использовании ручных Pro-настроек в приложении Камера. А почему так? Почему фотографии не стали лучше в разы, зачем все эти объединения пикселей, где обман?
Ответ на этот вопрос мы уже рассмотрели в технология в начале статьи.
В Samsung S5KGM1 используется фильтр Quad Bayer, который одной цветовой ячейкой покрывает сразу 4 субпикселя сенсора. Поэтому даже при съемке в разрешении 48 МП вы не получаете полного разрешения, так как на 48 МП картинку приходится всего лишь 12 МП цветная картинка (каждые 4 пикселя имеют одинаковый цвет). В итоге, при объединении этих двух изображений ни о каких чистокровных 48 МП не может быть и речи - чудес не бывает. Именно поэтому в стандартном режиме смартфоны снимают в разрешении 12 МП, при этом имея солидный размер пикселей 1,6 мкм, что дает возможность уменьшить шум и увеличить светочувствительность в темное время суток. То есть задумка хорошая и это работает, пусть и не так, как должно в идеале. Но ведь проблема в том, что все спекулируют и паразитируют именно на 48 МП разрешении, и акцентируют внимание пользователей исключительно на этом параметре.
А еще ОЧЕНЬ важно качество линз. Многие из вас могут сказать, что при съёмке в режиме ч/б цветной фильтр как бы не должен учитываться и мы можем получить что-то похожее на 48 МП. Да, в этом есть логика, но не забывайте, что разрешение картинки зависит еще и от разрешающей способности линз в фотомодулях. Чтобы было понятно - для обеспечения полных 48 МП линза смартфона должна обладать разрешением объектива от 625 пар линий на мм, что в бюджетном и среднем сегментах просто невозможно - слишком дорого. Не факт, что столь продвинутые линзы стоят и во флагманских моделях. Ведь размеры линз в фотомодулях крохотные и обеспечение им должной разрешающей способности дело недешевое. Это снова приводит к целесообразности объединения 4 пикселей в 1, а тогда о каких 48 МП можно говорить? О каком возросшем в несколько раз качестве снимков нам вообще имеют право твердить производители, маркетологи и прочие заинтересованные лица? Одна ложь и манипуляции.
Сенсор Sony IMX586 Exmor RS на 48 МП
Характеристики: разрешение 8000х6000 пикс., размер сенсора 1/2", физический размер матрицы 6,4х4,8 мм, размер пикселя 0,8 мкм (1,6 мкм при объединении 4-в-1 = 12 МП), макс ISO 9600, съемка видео 4К @90fps или 1080p до 240 fps.
Матрица на 48 МП от Sony является во многом аналогом самсунговского сенсора, но при этом есть и особенности, не позволяющие говорить, что это одно и то же. Поэтому, чтобы не повторяться, сразу перейдем к отличиям: сенсор Sony IMX586 Exmor RS оснащен аппаратной функцией дескремблирования цветного фильтра. В чем суть технологии? Если у Samsung GM1 цветофильтр Байера покрывает одним цветом сразу 4 ячейки, то у Sony возможно восстановление сигнала, что позволяет каждому пикселю иметь свой цветовой фильтр. Отсюда Sony IMX586 Exmor RS может предложить честные 48 МП в цветных изображениях... Однако это только на бумаге все красиво, а на практике снова нет той самой улучшенной в несколько раз детализации и снова чувствуется интерполяция, которой вообще не должно быть. А это значит, что здесь вина больше уже производителей смартфонов, которые скупятся на дорогие, качественные линзы. А иначе никак: кто будет покупать дорогой смартфон, вся дороговизна которого заключается лишь в его камере? Нет, легче сэкономить на линзах, написать на корпусе смартфона 48 МП от Sony и купаться в деньгах. А пользователи как получали посредственные фото, так и продолжают их получать, хотя платят за все эти мнимые пиксели как минимум памятью на смартфоне - вес фото то увеличился, особенно при съемке в полном разрешении.
В общем, Sony IMX586 Exmor RS лучше аналога от Samsung, но особой разницы между ними нет, особенно для искушенного пользователя. Да и вообще становится понятно, что лучше приобрести более старый флагман, но с честными 12 — 16 МП, у которых и линзы более или менее опрятные, и ПО более продвинутое, и никаких махинаций с пикселями нет.
Сенсор Samsung S5KGM2 на 48 МП
Это все тот же сенсор S5KGM1, только, как и в случае с сониевским IMX586, появилась технология дескремблирования цветных ячеек и возможность выдачи полноценных 48 МП. И хотя качество фото по сравнению с GM1 подросло, все равно ни о какой революции или хотя бы превосходстве над IMX586 речи не идет вовсе.
Сенсор Samsung S5KGW1 на 64 МП
Характеристики: разрешение 9280х6944 пикс., размер сенсора 1/1.72", размер пикселя 0,8 мкм (1,6 мкм при объединении 4-в-1 = 16 МП), макс ISO 9600, съемка видео 4К @60fps или 1080p до 240 fps.
Если честно, то рассказывать о данном сенсоре и смысла никакого нет. Все потому, что построен он по той же технологии, что и Sony IMX586 или S5KGM2, только увеличилась площадь матрицы. Все тот же размер пикселей, та же технология дескремблирования, объединения ячеек, но на этот раз на выходе мы имеем до 64 МП в полном разрешении и до 16 МП в режиме 4-в-1. Единственное, что стоит отметить, так это наличие технологии ISOCELL Plus, когда свет, попадающий на ячейки матрицы (пиксели), не только не пересекается со светом из других ячеек, но еще и отражается от перегородок между пикселями. Это позволяем в конечном счете максимально уменьшить количество артефактов и шумов - сигнал получается чистым и пиксели вбирают как можно больше фотонов света.
При этом сенсор не лишился всех тех проблем, которые наблюдаются у 48 МП датчиков изображения. Мыльность картинки никуда не исчезла, а прироста качества не то что в 4 раза, даже в 1,5-2 раза не наблюдается.
Сенсор Sony IMX686 на 64 МП
Характеристики: разрешение 9248х6944 пикс., размер сенсора 1/1.7" (9.3 мм по диагонали), размер пикселя 0,8 мкм (1,6 мкм при объединении 4-в-1 = 16 МП), макс ISO 9600, съемка видео 4К @60fps или 1080p до 240 fps.
В ноябре 2019 года компания Sony, поняв, что 48 МП датчики расхватывают, как горячие пирожки, да оглянувшись на конкурента в лице Samsung, выпустила аналогичный датчик изображения на 64 МП. Но рассказывать о нем нечего - это все тот же 48 МП IMX586, который увеличили в габаритах и на появившуюся площадь добавили пикселей. Вот и вся магия.
Сенсор Samsung ISOCELL Bright HMX на 108 МП
Характеристики: разрешение 12032х9024 пикс., размер сенсора 1/1.33", размер пикселя 0,8 мкм (1,6 мкм при объединении 4-в-1 = 27 МП), макс ISO 9600, съемка видео 6К @30 fps, 4К @60fps или 1080p до 148 fps.
Компании Самсунг оказалось мало 64 МП и она пошла дальше - представила 108 МП датчик изображения. Однако и на этот раз в компании не удосужились хоть что-то поменять в сенсоре: увеличилась площадь, добавили больше пикселей - готово! Единственный плюс этого сенсора в том, что он позволяет без использования телеобъектива сильнее приближать картинку за счет цифрового зума и практически без потери качества. Картинка попросту кропается со 108 МП до 12 МП, оставляя центральную часть и обрезая края. Это единственное достоинство сенсора по сравнению с 48 МП и 64 МП сенсорами. При этом все те же болезни нечеткости картинки остались, плюс добавилась проблема с размером файлов, которые стали весить по несколько десятков МБ.
Сенсор OmniVision OV48C на 48 МП
Эту новенькую фотоматрицу, представленную на CES 2020 мы решили расположить отдельно, а не между самсунговскими и сониевскими датчиками. Все потому, что компания OmniVision не просто скопировала решение конкурентов, а предложила что-то новенькое, а именно:
- Размер пикселей увеличился. Без объединения их 4-в-1 их размер составляет 1,2 мкм (против 0,8 у конкурентов), а в режиме Tetracell размер увеличивается до 2,4 мкм (против 1,6 мкм у конкурентов). Если считать площади пикселей, то она возросла в 2,25 раза по сравнению с тем, что предлагают решения Sony и Samsung.
- Размер сенсора OmniVision OV48C составляет 1/1.3". Для сравнения, почти такой же размер матрицы имеет датчик Samsung на 108 МП, а здесь у нас только 48 МП;
- Наличие демозаичного аппаратного алгоритма. В сенсорах Sony и Samsung используется алгоритм дескремблирования (восстановления) сигнала цвета для каждой ячейки. У OmniVision используется нечто похожее, только более продвинутое - такого еще нет ни у кого. На аппаратном уровне сенсор OmniVision OV48C позволяет пикселям иметь разную выдержку: Long и Short. В итоге это позволяет сделать HDR-снимок при наличии всего одного кадра, где соединяются воедино не три сигнала RGB (красный + зеленый + синий), а сразу шесть (RGB Long + RGB Short).
- Напоследок, OmniVision OV48C предлагает еще и аналог самсунговского разделения пикселей специальными перегородками для получения более чистого и сильного сигнала. Здесь это называется PureCell Plus-S HDR (аналог ISOCELL Plus). Еще OV48C оснащён технологией (Dual Conversion Gain HDR, DCG), которая позволяет датчику более эффективно использовать поступивший на матрицу свет, особенно в условиях яркой освещённости, расширяя динамический диапазон. Многокадровый режим HDR (Staggered HDR) тоже работает эффективнее за счёт реализации на аппаратном уровне.
Ранее мы сказали, что в подобных датчиках используется Quad Bayer фильтр, покрывающий одним цветом сразу четыре пикселя, из-за чего полноценные 48 МП и выше мы получить не можем. Так вот, OmniVision OV48C также имеет структуру Quad Bayer, но при этом сенсор оснащен еще и аппаратным (т.е. физическим, а не программным) демозаичным алгоритмом - это впервые на рынке! Поэтому при съемке с разрешением 48 МП датчик OmniVision OV48C сможет выдать картинку более детализированной и качественной, нежели конкуренты. При съемке же в режиме 4-в-1 качество фото возрастет еще сильнее, так как имея на выходе пиксели 2,4 мкм, матрица сможет захватывать столько же много света, как и продвинутые датчики Sony с разрешением 20 МП, используемые в профессиональных компактных фотоаппаратах. На фото ниже, кстати, вы увидите, как работает это самый демозаичный алгоритм (матрица, нарисованная справа) и как он отличается от решений Samsung и Sony (матрица слева).
Но как будет вести себя датчик в реальной жизни, никто не знает. На бумаге снова все красиво, но совпадет ли это все с реальностью. Если честно, то не верится в подобный вариант развития событий. Впрочем, если при все тех же "болячках", что и у Sony с Samsung, OmniVision OV48C все сможет дать более светлые, яркие и насыщенные снимки за счет огромных пикселей и демозаичного аппаратного алгоритма.
Видеовозможности сенсора
Помимо этого OmniVision OV48C умеет снимать видео в разрешении 8К без объединения пикселей 4-в-1, однако в таком режиме отсутствует и электронная стабилизация изображения. При съемке в разрешении 4К @60 к/сек, пиксели уже соединяются 4-в-1 и появляется электронная стабилизация (наличие оптической стабилизации уже зависит от производителей смартфонов, если что). Среди режимов замедленной съёмки имеются 240 к/сек при 1080p и 360 к/сек при 720p. В полном разрешении 48 МП датчик может осуществлять вывод на скорости 15 к/сек, а в 12 МП (с объединением 4 пикселей в 1) — на частоте 60 к/сек. Еще следует отметить наличие автофокусировки на основе фазового обнаружения 4C Half Shield и цифровой зум с выводом 12 Мп изображения (здесь пиксели не объединяются, идет обычный кроп с картинки на 48 МП).
OmniVision OV48C - дополнительные возможности
Огромные пиксели, размером 2,4 мкм - это реально достижение. Однако OmniVision постаралась сделать сенсор еще более продвинутым и по аналогии с Samsung ISOCELL, внедрила технологию PureCell Plus-S HDR. Суть технологии в том, что она подразумевает особые перегородки между пикселями, за счет чего те более эффективно могут улавливать фотоны света. Это напрямую влияет на светочувствительность, а также цветопередачу, если сравнивать решение с классическим BSI.
OV48C оснащён технологией (Dual Conversion Gain HDR, DCG), которая позволяет датчику более эффективно использовать поступивший на матрицу свет, особенно в условиях яркой освещённости, расширяя динамический диапазон. Многокадровый режим HDR (Staggered HDR) тоже работает эффективнее за счёт реализации на аппаратном уровне.
Напишите что вы думаете о новых технологиях мобильной фотографии в комментарии.
Больше интересных статей читай по хэштегу #article@physics_math в группе Physics.Math.Code.Books
Помощь по физике, математике, программировании, информатике и другим техническим предметам найдете в Репетитор | IT mentor
Наш канал в telegram (все книги паблика в одном месте): @physics_lib
