Bagaimana Samsung Galaxy S20 Ultra mengambil foto yang bagus dengan Nona Binning

Perang megapiksel pada kamera ponsel pintar sempat terhenti selama beberapa tahun, namun kembali meningkat pada tahun 2019. Kedatangan Huawei P20 Pro pada tahun 2018 (tinjauan) dan Huawei Mate 20 Pro (tinjauan) dengan sensor Quad Bayer 40MP yang besar membuktikan bahwa sensor megapiksel yang tinggi tidak selalu merugikan fotografi cahaya rendah. Berkat binning piksel 4-in-1 yang bagus dan Mode Malam yang canggih, ponsel pintar andalan Huawei tahun 2018 dapat beraktivitas dengan nyaman tingkat atas dalam fotografi cahaya rendah, menyamai dan dalam beberapa kasus bahkan mengalahkan yang terbaik yang dimiliki HDR+ dan Penglihatan Malam Google menawarkan. Pada tahun 2019, mengambil inspirasi dari Huawei, sensor Quad Bayer dengan megapiksel tinggi hadir di pasaran dan sebagian besar vendor ponsel pintar besar menggunakan beberapa bentuk sensor tersebut.

Sony IMX586 48MP, Samsung GM1 48MP dan GM2, itu Samsung ISOCELL GW1 64MP, dan terakhir, Sony IMX686 64MP terbaru. Xiaomi mengambil langkah lebih baik dengan peluncurannya Saya Catatan 10, yang menampilkan a Samsung ISOCELL HMX 108MP sensor utama. Itu Samsung Galaxy S20 Ultra yang baru diluncurkan adalah ponsel kedua di pasaran yang menggunakan kamera utama 108MP (tidak termasuk Mi Campur Alfa telepon konsep), namun alur kerjanya berbeda. Mari masuk ke detailnya.

Galaxy S20 Ultra merupakan ponsel andalan dalam seri Samsung Galaxy S20, dan memiliki spesifikasi serta harga yang sepadan. Sementara Galaxy S20 biasa dan Galaxy S20+ menggunakan sensor utama 12MP baru dengan ukuran piksel 1,8 mikron, Galaxy S20 Ultra menggunakan sensor utama 108MP. Namun sensor ini tidak sama dengan Mi Note 10. Galaxy S20 Ultra menggunakan sensor ISOCELL HM1, yang merupakan sedikit peningkatan dibandingkan ISOCELL HMX yang digunakan pada Mi Note 10. Ini mampu merekam video 8K@24fps, misalnya. Menariknya lagi, ia beralih dari binning piksel 4-in-1 yang digunakan pada Mi Note 10 ke binning piksel 9-in-1 baru yang menghasilkan foto 12MP. Samsung menyebutnya nona binning, dan ini adalah ponsel pertama yang menggunakan binning 3x3 piksel, bukan binning 2x2 piksel. Galaxy S20 Ultra dapat secara dinamis beralih antara mode resolusi tinggi 108MP dan mode nona pixel binned 12MP.

Untuk memahami mengapa ini bermanfaat, mari kita lihat cara kerja pixel binning.

Pixel binning pada sensor Quad Bayer megapiksel tinggi

Sebelum tahun 2018, pada dasarnya setiap kamera ponsel cerdas memiliki rangkaian filter warna Bayer. Huawei P20 Pro dan Huawei Mate 20 Pro adalah ponsel pertama yang menggunakan sensor Quad Bayer. Sederhananya, sensor Quad Bayer memiliki resolusi warna yang lebih kecil dibandingkan sensor dengan tata letak Bayer standar. Pada IMX586 misalnya, filter warna fisik pada sensor kamera hanya memiliki resolusi efektif 12MP. ISP dari sensor tersebut mampu mencapai hasil Bayer virtual 48MP dari sensor dengan mengatur ulang subpiksel di antara piksel logis. Harus jelas bahwa pendekatan ini tidak sebaik menggunakan filter Bayer standar. Apa perbedaan spesifiknya? Berdasarkan AnandTech, IMX586 48MP memiliki resolusi spasial mendekati 27MP karena hanya mampu meningkatkan resolusi spasial setengahnya.

Mengapa menggunakan sensor Quad Bayer? Hal tersebut masuk akal karena hingga saat ini, ini adalah satu-satunya pilihan di pasar jika pembuat perangkat ingin menggunakan sensor megapiksel tinggi. Dampak negatifnya dikurangi dengan menggunakan binning piksel 4-in-1, yang menggabungkan empat piksel menjadi satu piksel pada tingkat sensor untuk mengurangi noise, meningkatkan jangkauan dinamis, dan meningkatkan detail per piksel. Menggabungkan beberapa piksel menjadi satu bukanlah ide baru; hal itu dilakukan dengan Nokia 808 PureView dan Nokia Lumia 1020 pada tahun 2012 dan 2013. Sebelumnya, idenya adalah bahwa beberapa piksel yang berisik akan digabungkan menjadi satu piksel "super" yang bersih. Munculnya sensor Quad Bayer menyebabkan mempopulerkan pixel binning.

Teori di balik pixel binning adalah sebagai berikut. Sensor 40MP khusus Huawei pada ponsel andalannya memiliki ukuran piksel 1,0 mikron. Sensor mainstream 48MP dan 64MP memiliki ukuran piksel lebih kecil yaitu 0,8 mikron. Bahkan sensor ISOCELL 108MP memiliki ukuran piksel 0,8 mikron yang sama karena ukuran piksel tetap konstan ketika resolusi ditingkatkan secara bersamaan dengan ukuran sensor. Jika ukuran piksel diperkecil, kualitas gambar dalam cahaya rendah akan terpengaruh. Foto dengan cahaya redup sangat dipengaruhi oleh sensitivitas piksel terhadap cahaya, dan oleh karena itu, merupakan aturan praktisnya adalah menggunakan ukuran piksel yang lebih besar, dengan sensor 12MP andalan yang ditetapkan pada ukuran piksel sekitar 1,4 mikron.

Sensor Quad Bayer secara teoritis menghindari batasan ini dengan menggunakan pixel binning. Binning piksel 4-in-1 Huawei menghasilkan foto 10MP secara default pada "ukuran piksel efektif" 2,0 mikron. Sensor 48MP dan 64MP menggunakan binning piksel 4-in-1 untuk foto 12MP dan 16MP secara default dengan ukuran piksel efektif 1,6 mikron. Xiaomi Mi Note 10 menggunakan binning piksel 4-in-1 untuk foto 27MP secara default dengan ukuran piksel efektif 1,6 mikron. Hal ini memungkinkan mereka mencapai hasil kompetitif dalam kondisi cahaya redup. Tentu saja, fotografi ponsel pintar adalah bidang yang rumit dan pemrosesan gambar juga merupakan faktor yang sama pentingnya semua faktor lainnya konstan, ukuran piksel efektif 1,6 mikron seharusnya lebih baik daripada ukuran piksel 1,4 mikron. Beberapa pembuat perangkat lebih sukses dibandingkan yang lain dalam penerapan sensor Quad Bayer dengan megapiksel tinggi. Samsung, Huawei, dan Apple memilih untuk tetap menggunakan sensor khusus mereka, sementara Google terus menggunakan Sony yang relatif lama IMX363 di Google Pixel 4, mengimbanginya dengan fotografi komputasional dalam bentuk HDR+ dan Malam yang ditingkatkan Penglihatan.

Oleh karena itu, kita sekarang memiliki pasar di mana ponsel kelas menengah ke bawah memiliki sensor Quad Bayer 48MP dan 64MP, karena pada dasarnya keduanya memiliki sedikit kelemahan dibandingkan sensor tradisional 12MP atau 16MP. Dengan menggunakan binning piksel 4-in-1, foto akhir akan memiliki resolusi 12MP di sebagian besar kondisi pencahayaan, terutama dalam cahaya redup. Manfaat resolusi tinggi hadir di siang hari, di mana beberapa ponsel menawarkan mode 48MP untuk memanfaatkan peningkatan resolusi spasial.

"nona binning" Galaxy S20 Ultra

Galaxy S20 Ultra adalah perkembangan logis dari metodologi pixel binning. Hingga saat ini, ponsel yang menggunakan sensor megapiksel tinggi telah menggunakan binning 2x2 untuk menggabungkan empat piksel menjadi satu. Hal ini memungkinkan ukuran piksel efektif digandakan dari 0,8 mikron menjadi 1,6 mikron, misalnya. Namun, dengan sensor 108MP, ada potensi untuk membuang lebih banyak piksel sekaligus. Binning piksel 4-in-1 akan menghasilkan mode binning piksel 27MP, yang mungkin masih terlalu besar untuk foto umum. Selain itu, foto 27MP dengan ukuran piksel efektif 1,6 mikron juga bagus, tetapi bagaimana jika Anda dapat memiliki foto 12MP dengan ukuran piksel efektif 2,4 mikron?

Samsung mencapai ukuran piksel efektif sebesar 2,4 mikron dengan menggunakan binning piksel 3x3, yang menggabungkan sembilan piksel menjadi satu piksel pada tingkat sensor. "Nona binning" tidak lain adalah istilah pemasaran perusahaan untuk binning 3x3. Ini akan menggabungkan sembilan piksel yang relatif berisik menjadi satu superpiksel yang besar dan bersih, yang secara teori akan semakin meningkatkan sensitivitas cahaya rendah. Ukuran piksel efektif 2,4 mikron belum pernah ada pada kamera ponsel pintar. Satu-satunya persamaan adalah Sensor gambar OV48C 48MP dari OmniVison, yang diluncurkan di CES. Ini menghasilkan foto Bayer standar dan memiliki ukuran piksel 1,2 mikron yang menggunakan binning dekat piksel untuk menghasilkan foto 12MP dengan ukuran piksel 2,4 mikron. Meskipun memiliki spesifikasi yang bagus, ia belum tersedia di telepon pengiriman mana pun.

Oleh karena itu, pendekatan Samsung secara teoritis adalah yang terbaik dari kedua dunia. Ponsel ini akan secara dinamis beralih antara mode resolusi tinggi 108MP dan mode nona pixel binned 12MP, menurut perusahaan. Di siang hari, kamera ini seharusnya dapat mengambil foto 108MP beresolusi sangat tinggi untuk menangkap detail yang jauh dan untuk pemotongan yang lebih efektif, jika pemrosesan gambar sudah maksimal. Dalam kondisi cahaya redup, kamera akan secara dinamis beralih ke mode 12MP, menggunakan binning piksel 9-in-1. Fotografi dengan cahaya rendah lebih dipengaruhi oleh ukuran piksel dibandingkan resolusi. Secara teoritis, binning 3x3 piksel dalam kondisi cahaya redup jauh lebih masuk akal dibandingkan binning 2x2, meskipun resolusinya diturunkan dari 27MP (2x2 binning) menjadi 12MP (3x3 binning).

Dengan demikian, sensor 108MP pada Galaxy S20 Ultra tidak memiliki kelemahan apa pun di atas kertas. Faktanya, ini seharusnya menjadi juara kualitas gambar baru di siang hari maupun dalam cahaya redup. Meskipun kami menyimpan penilaian sampai kami menguji sendiri ponsel ini, Samsung telah membuat keputusan yang tepat di atas kertas. Saya pribadi yakin jika eksekusi dilakukan dengan baik, lebih banyak vendor yang menggunakan sensor 108MP akan bermigrasi ke binning piksel 9-in-1 dari binning 4-in-1 untuk menghasilkan foto yang lebih baik dalam cahaya rendah. Galaxy S20 Ultra jelas merupakan ponsel yang menarik, dan ini membuat kami berharap performa kamera ponsel cerdas dan kualitas gambar akan semakin maju tahun ini.

Forum Samsung Galaxy S20 ||| Forum Samsung Galaxy S20+ ||| Forum Samsung Galaxy S20 Ultra