Otimme Sonyn yhteyttä saadaksemme lisätietoja IMX378-anturista, jota käytetään tulevissa Google Pixel- ja Pixel XL -puhelimissa. Opi kaikki siitä!
IMX378 Yleiskatsaus
Otimme Sonyn yhteyttä saadaksemme lisätietoja IMX378-anturista, jota tuleva Google käyttää. Pikseli ja Pixel XL puhelimissa sekä Xiaomi Mi 5S. Valitettavasti Sony ei vielä pystynyt jakamaan Exmor RS IMX378 -anturin tietolomaketta, mutta he olivat erittäin hyödyllisiä ja pystyivät antamaan meille joitain aiemmin julkaisemattomia tietoja IMX378.
Ensinnäkin itse nimi oli väärä. Huolimatta huhuista, joiden mukaan se olisi osa Exmor R sarja taustavalaistuja (BSI) CMOS-antureita, kuten IMX377 ennen sitä, jota käytettiin Nexus 5X ja Nexus 6P, Sonyn yhteyshenkilömme on ilmoittanut meille, että IMX378:aa pidetään sen sijaan osana Sonya Exmor RS Pinottujen BSI CMOS -anturien sarja.
Vaikka monet asiat ovat pysyneet ennallaan IMX377:stä IMX378:aan, mukaan lukien pikselikoko (1,55 μm) ja anturin koko (7,81 mm), pari keskeistä ominaisuutta on lisätty. Nimittäin se on nyt pinottu BSI CMOS -design, siinä on PDAF, siihen on lisätty Sonyn SME-HDR-tekniikka ja se tukee paremmin korkean kuvanopeuden (hidastettua) videota.
Pinottu BSI CMOS
Takapuolen valaistus itsessään on erittäin hyödyllinen ominaisuus, josta on tullut lähes vakiona lippulaivapuhelimissa viime vuosina, alkaen HTC Evo 4G vuonna 2010. Sen avulla kamera voi siepata huomattavasti enemmän valoa (enemmän kohinan kustannuksella) siirtämällä hieman rakenne, joka perinteisesti istui valodiodin edessä edessä valaistuissa antureissa, takana se.
Yllättäen, toisin kuin useimmat kameratekniikat, takapuolen valaistus alkoi alun perin näkyä puhelimissa ennen DSLR-laitteita, mikä johtuu suurelta osin suurempien BSI-anturien luomiseen liittyvistä vaikeuksista. Ensimmäinen BSI APS-C -sensori oli Samsung S5KVB2, joka löydettiin heidän NX1-kamerastaan vuodelta 2014. ensimmäinen täysikokoinen anturi oli Sony Exmor R IMX251, joka löytyi Sony α7R II: sta viime aikoina. vuosi.
Pinottu BSI CMOS -tekniikka vie tämän askeleen pidemmälle siirtämällä enemmän piirejä etukerroksesta tukisubstraatille valodiodien takana. Tämän ansiosta Sony voi pienentää huomattavasti kuvakennon kokoa (mahdollistaa suuremmat sensorit samalla jalanjäljellä), vaan myös Sony voi tulostaa pikseleitä ja piirejä. erikseen (jopa eri valmistusprosesseissa), mikä vähentää vikojen riskiä, parantaa tuottoa ja mahdollistaa enemmän erikoistumista valodiodien ja tukien välillä. piirit.
PDAF
IMX378 lisää vaiheentunnistuksen automaattitarkennuksen, jota viime vuoden Nexus-puhelimet ja IMX377 eivät tukeneet. Sen avulla kamera voi käyttää tehokkaasti valon voimakkuuden eroja anturin eri pisteiden välillä tunnistamiseen jos kohde, johon kamera yrittää tarkentaa, on tarkennuspisteen edessä tai takana, ja säädä anturia asianmukaisesti. Tämä on valtava parannus sekä nopeuden että tarkkuuden suhteen verrattuna perinteiseen kontrastipohjaiseen automaattitarkennukseen, jonka olemme nähneet monissa kameroissa aiemmin. Tämän seurauksena olemme nähneet PDAF: ää käyttävien puhelimien absoluuttisen räjähdysmäisen määrän, ja siitä on tullut valtava markkinoinnin muotisana, jota pidetään kameramarkkinoinnin keskipisteenä kaikkialla alalla.
Vaikka se ei olekaan niin nopea tarkennus kuin Dual Photodiode PDAF Samsung Galaxy S7 on (tunnetaan myös nimellä "Dual Pixel PDAF" ja "Duo Pixel Autofocus"), joka mahdollistaa jokaisen yksittäisen pikselin käytön vaiheen havaitsemiseen sisällyttämällä kaksi fotodiodia pikseliä kohden, PDAF: n ja laserin automaattitarkentamisen yhdistämisen pitäisi silti olla tehokas yhdistelmä.
Korkea kuvataajuus
Viime aikoina on puhuttu paljon korkean kuvanopeuden kameroista (sekä kuluttajasovelluksiin että ammattimaiseen elokuvantekoon). Mahdollisuutta kuvata korkeammalla kuvataajuudella voidaan käyttää molemmissa luomaan uskomattoman sulavia videoita säännöllinen nopeus (joka voi olla loistava urheilussa ja muissa suurissa nopeuksissa) ja luoda joitakin Todella mielenkiintoisia videoita kun hidastat kaikkea.
Valitettavasti on erittäin vaikeaa kuvata videota korkeammalla kuvataajuudella ja jopa kameralla sensori voi kuvata korkeammalla kuvataajuudella, puhelimen kuvasignaaliprosessorin voi olla vaikea säilyttää ylös. Tästä syystä, vaikka Nexus 5X: ssä ja 6P: ssä käytetty IMX377 pystyi kuvaamaan 720p-videota 300 Hz: llä ja 1080p-videota 120 Hz: llä, näimme vain 120 Hz 720p Nexus 5X: ssä ja 240 Hz 720p 6P: ssä. IMX377 pystyi myös 60 Hz: n 4k-videota, vaikka Nexus-laitteet oli rajoitettu 30 Hz: iin.
Molemmat Pixel-puhelimet pystyvät tuomaan tämän jopa 120 Hz: n 1080p-videon ja 240 Hz: n 720p-videon. osa parannuksia, jotka liittyvät IMX378:aan, jonka ominaisuudet lisääntyvät jopa 240 Hz 1080p.
Anturi pystyy myös ottamaan täyden resoluution sarjakuvia nopeammin, tehostaen jopa 60 Hz: iin 10-bittisellä lähdöllä ja 40 Hz: iin 12-bittisellä lähdöllä. lähtö (yli 40 Hz ja 35 Hz, vastaavasti), jonka pitäisi auttaa vähentämään liikkeen epäterävyyttä ja kameran tärinää käytettäessä HDR+.
SME-HDR
Perinteisesti videoiden HDR on ollut kompromissi. Sinun piti joko leikata kuvataajuus puoleen tai resoluutio puoleen. Tämän seurauksena monet OEM-valmistajat eivät ole edes vaivautuneet siihen, ja Samsung ja Sony ovat niitä harvoja, jotka ottavat sen käyttöön. Jopa Samsung Galaxy Note 7 on rajoitettu 1080p 30 Hz -tallennukseen osittain HDR-videon raskaiden laskentakustannusten vuoksi.
Ensimmäinen kahdesta perinteisestä HDR-videon menetelmästä, jota Red Digital Cinema Camera Company kutsuu HDRx ja jota Sony kutsuu Digital Overlap HDR (DOL-HDR), toimii ottamalla kaksi peräkkäistä kuvaa, joista toinen on tummempi ja toinen vaaleampi, ja yhdistää ne yhteen yhdeksi videokehykseksi. Vaikka tämän avulla voit säilyttää kameran täyden resoluution (ja asettaa eri suljinnopeudet kahdelle erilliselle kehykset), se voi usein johtaa ongelmiin kahden kehyksen välisen aikavälin vuoksi (etenkin nopeasti liikkuessa esineitä). Lisäksi prosessorin voi olla erittäin vaikea pysyä perässä, kuten DOL-HDR: n tapauksessa puhelimen ISP käsittelee erillisten kehysten yhdistämistä.
Toinen perinteinen menetelmä, jota Sony kutsuu Binning Multiplexed Exposure HDR (BME-HDR), asettaa erilaisen valotusasetuksen jokainen pari kahdesta pikselirivistä sensorissa luodaksesi kaksi puoliresoluutiokuvaa samanaikaisesti, jotka sitten yhdistetään yhdeksi videon HDR-kehykseksi. Vaikka tällä menetelmällä vältetään HDRx: ään liittyvät ongelmat, nimittäin kuvanopeuden pieneneminen, siinä on muita ongelmia, erityisesti resoluution pieneneminen ja rajoitukset, joilla valotusta voidaan muuttaa näiden kahden sarjan välillä rivit.
Spatially Multiplexed Exposure (SME-HDR) on uusi menetelmä, jota Sony käyttää mahdollistaakseen HDR-kuvauksen täydellä resoluutiolla ja täydellä kuvanopeudella, johon anturi pystyy. Se on muunnelma Tilallisesti vaihteleva valotus joka käyttää patentoituja algoritmeja, jotta Sony voi kaapata tiedot tummista ja vaaleista pikseleistä, jotka ovat järjestetty shakkilaudatyyliseen kuvioon ja päättele täysiresoluutioinen kuva sekä tummalla että vaalealla valotuksella kuvia.
Valitettavasti Sony ei pystynyt antamaan meille tarkempia selityksiä tarkasta mallista, eivätkä he välttämättä koskaan pysty paljastamaan sitä – yritykset pelaavat yleensä korttiaan. erittäin lähellä heidän rintaansa, kun on kyse huipputeknologiasta, kuten HDR-tekniikassa, ja jopa Googlella on oma HDR-valokuvien algoritmi, joka tunnetaan nimellä HDR+. Vielä on kuitenkin julkisesti saatavilla olevaa tietoa, jonka avulla voimme koota, miten se voidaan toteuttaa. Pari julkaisua on julkaissut Shree K. Nayar Columbian yliopistosta (joista yksi oli yhteistyössä Sonyn Tomoo Mitsunagan kanssa), jotka sisältävät erilaisia tapoja käyttää Spatially Varying Exposurea ja erilaisia asetteluja, joilla se voidaan saavuttaa. Alla on esimerkki asettelusta, jossa on neljä valotustasoa RGBG-kuvakennossa. Tämä asettelu väittää pystyvänsä ottamaan yhden kaappauksen täyden resoluution HDR-kuvia vain noin 20 %:lla. spatiaalisen resoluution menetys skenaariosta riippuen (sama saavutus kuin Sony väittää SME-HDR).
Sony on käyttänyt SME-HDR: ää jo parissa kuvakennossa, mukaan lukien IMX214, joka on saanut paljon suosiota viime aikoina (käytetään Asus Zenfone 3 Laser, Moto Z, ja Xperia X Performance), mutta se on uusi lisäys IMX378:aan verrattuna viime vuonna käytettyyn IMX377:ään. Sen avulla kameran anturi voi lähettää sekä 10 bitin täyden resoluution että 4k-videota 60 Hz: llä aktiivisen SME-HDR: n kanssa. Vaikka pullonkaula muualla prosessissa johtaa alarajaan, tämä on loistava parannus verrattuna siihen, mihin IMX377 pystyi, ja se on merkki hyvistä asioista, joita on tulossa tulevaisuudessa.
Yksi IMX378:n suurista parannuksista IMX377:ään verrattuna on, että se pystyy käsittelemään enemmän kuvankäsittelyä sirulla, mikä vähentää Internet-palveluntarjoajan työkuormitus (vaikka ISP voi silti pyytää RAW-kuvadataa riippuen siitä, kuinka OEM päättää käyttää sensori). Se pystyy käsittelemään monia pieniä asioita, kuten viankorjauksen ja peilauksen paikallisesti, mutta mikä tärkeintä, se pystyy käsittelemään myös BME-HDR: n tai SME-HDR: n ilman Internet-palveluntarjoajan apua. Se voi olla merkittävä ero jatkossa vapauttamalla Internet-palveluntarjoajalle tulevien puhelimien yleiskustannuksia.
Haluamme vielä kerran kiittää Sonya kaikesta avusta tämän artikkelin luomisessa. Arvostamme todella Sonyn työtä varmistaakseen tämän tarkkuuden ja syvyyden ominaisuus, erityisesti sen avulla, että voimme paljastaa joitain aiemmin julkaisemattomia tietoja IMX378.
Tästä huolimatta on todella sääli, että on niin vaikeaa päästä käsiksi joihinkin näihin tietoihin, jopa tuotteen perustietoihin. Kun yritykset yrittävät laittaa tietoa verkkosivuilleen, se voi usein olla melko vaikeasti saavutettavissa ja epätäydellistä. osa, koska sitä käsitellään usein yrityksen työntekijöiden toissijaisena huolenaiheena, koska he keskittyvät enemmän pääasiallisiin asioihinsa tehdä työtä. Yksi omistautunut henkilö, joka käsittelee suhdetoimintaa, voi vaikuttaa valtavasti tämäntyyppisen tiedon tuottamiseen yleisön saatavilla ja saatavilla, ja näemme, että jotkut ihmiset yrittävät tehdä juuri sitä ilmaiseksi aika. Jopa päällä Sony Exmor Itse Wikipedia-artikkeli, jossa parin kuukauden aikana yksittäinen ihminen loi vapaa-ajallaan suurimman osan perustasta ottaakseen sen lähes hyödyttömältä 1 715 tavun artikkeli joka oli ollut enimmäkseen sama vuosia, noin 50 000 tavun artikkeliin, jonka näemme siellä tänään 185 erillisellä toimittajalla. Artikkeli, joka on epäilemättä paras online-tilassa saatavilla oleva Sony Exmor -anturisarjan tietovarasto, ja voimme nähdä hyvin samanlaisen kuvion muissa artikkeleissa. Yksi omistautunut kirjoittaja voi vaikuttaa merkittävästi siihen, kuinka helposti asiakkaat voivat vertailla erilaisia tuotteista ja siitä, kuinka koulutettuja kiinnostuneet kuluttajat ovat aiheesta, jolla voi olla kauaskantoisia tehosteita. Mutta se on toisen kerran aihe.
Kuten aina, jäämme ihmettelemään, kuinka nämä laitteistomuutokset vaikuttavat itse laitteisiin. Emme selvästikään saa 4k 60 Hz HDR-videota (emmekä ehkä saa HDR-videota ollenkaan, koska Google ei ole vielä maininnut sitä), mutta nopeampi täysi resoluutio kuvaaminen auttaa todennäköisesti huomattavasti HDR+:n kanssa, ja näemme uudemman anturin parannukset valuvan puhelimeen muilla vastaavilla pienillä mutta merkittävillä tavoilla yhtä hyvin.
Vaikka DXOMark listaa Pixelin puhelimet suoriutuivat hieman paremmin kuin Samsung Galaxy S7 ja HTC 10. Monet asiat, jotka antoivat Pixel-puhelimille pienen etumatkan, olivat tärkeitä ohjelmistoja. parannuksia, kuten HDR+ (joka tuottaa aivan upeita tuloksia ja jolle DXOMark omisti kokonaisen osan arvostelustaan) ja Googlen erityinen EIS järjestelmä (joka voi toimia yhdessä OIS: n kanssa), joka ottaa näytteitä gyroskoopista 200 kertaa sekunnissa tarjotakseen parasta elektronista kuvanvakainta, joka meillä on koskaan nähty. Kyllä, Pixel-puhelimissa on loistava kamera, mutta olisivatko ne voineet olla vielä parempia, kun niihin olisi lisätty OIS ja Dual Pixel PDAF? Ehdottomasti.
Älä ymmärrä minua väärin, kuten sanoin, Pixel-puhelimissa on aivan upea kamera, mutta et voi syyttää minua siitä, että haluan enemmän, varsinkin kun polku näihin parannuksiin on niin selvä (ja kun puhelimet hinnoitellaan täydellä lippulaivahinnoittelulla, jossa odotat parasta parhaat). Aina tulee olemaan osa minusta, joka haluaa enemmän, joka haluaa paremman akun, nopeamman prosessorin, paremman akun keston, kirkkaamman ja elävämmät näytöt, kovemmat kaiuttimet, paremmat kamerat, enemmän tallennustilaa, parempi akunkesto ja mikä tärkeintä, parempi akun käyttöikä (uudelleen). Tästä huolimatta Pixel-puhelimissa on monia pieniä fantastisia ominaisuuksia, jotka voivat yhdessä luoda todella lupaavan laitteen, jonka olen innoissani.