スマートフォンで最高の写真を撮影するには、カメラのハードウェアが依然として重要です

「コンピューテーショナル・フォトグラフィー」が流行語になっている スマートフォンのカメラ ここ数年、そしてますますモバイル写真撮影においては、カメラ ソフトウェアがハードウェアよりも明らかに重要であるという話をテクノロジー メディアの同僚から聞くようになりました。

私はモバイル写真におけるソフトウェアの重要性を否定するためにここにいるわけではありませんし、ソフトウェアが重要であるとさえ主張するつもりもありません。 少ない 重要なことは、本当に優れたカメラと単に非常に優れたカメラを区別する上で、カメラのハードウェアが依然として非常に重要であるということを主張したいと思っています。

そもそも誰がこのトレンドを始めたのでしょうか？

コンピュテーショナル フォトグラフィーという言葉は、スマートフォンの時代より前から使われていました。これは、フィルムを使用せずにデジタルで画像をキャプチャすることを指します。 — しかし、この言葉が実際に流行語になったのは過去 5 年間で、Google Pixel のカメラが見出しをつかみ始めた頃でした。 武勇。 マルチスタック イメージング (Google では HDR+ と呼んでいます) やリアルタイム機械学習などの技術を使用して、初期の Pixel スマートフォンでは写真を撮影できました。 驚くべきダイナミックレンジ、実際に人間の目には見えないほど暗すぎるシーンに光を生成し、従来のものと比較して説得力のある人工的なボケ味を実現します。 仲間たち。

ただし、Google がスマートフォン上のコンピュテーショナル フォトグラフィーを発明したと誤解してはなりません。 カメラを搭載したすべてのスマートフォンは、デジタル画像を生成しているため、定義上、ある種のコンピュテーショナル フォトグラフィーを使用していました。 実際、2015 年に当時の XDA 編集長はすでに カメラのハードウェアかソフトウェアかについて考える の方が重要でした。当時、議論はサムスンのソフトウェアアプローチとLGのハードウェア追求でした。

もちろん、Google は 1 年後にはその議論を主流に押し上げ、ソフトウェアが もっと重要だった. そして、最初の 3 つの Pixel が市場で最高のカメラ付き携帯電話であるとの意見の一致から、数年間はおそらくそれが真実でした。

機械学習の台頭と哲学の違い

最初の数台の Pixel スマートフォンは、世界中の iPhone や Samsung Galaxy に比べて多くの販売台数を達成できませんでしたが、満場一致で Pixel を賞賛しました。 カメラはみんなの注目を集め、その後数年間で、各ブランドの携帯電話の発売ではコンピュテーショナル フォトグラフィーの宣伝に多くの時間を費やすようになりました。 武勇。 iPhone 6 および 6S シリーズの発表イベントを振り返って見るのは興味深いです。 2014 そして 2015 そして、Apple の幹部である Phil Schiller が、これらの携帯電話のソフトウェア画像処理についてほんの数秒のスピーチ時間を費やしているのを見てください。 iPhone の画像処理について話すのに費やされる時間は、2016 年から 2017 年までに大幅に増加するでしょう。 2019年に iPhone 11シリーズ発売, シラー氏は5分以上を費やして、Appleのコンピューテーショナル・フォトグラフィー技術「DeepFusion」について詩的に語り始めた。

サムスンや、ファーウェイ、シャオミ、ワンプラスなどの中国ブランドもそのイメージに取り組み、マーケティングを行ってきました。 ソフトウェアの処理能力に優れているため、これらのブランドは概して Apple や Google よりも新しいハードウェアを追い求めることに熱心でした。 これが単なる偶然だったのか、それとも東と西の文化の違いについての発言だったのかは、また別の日に議論されます。 しかし、過去 10 年の終わりに向けて、アジアのブランドはより多くのカメラやより多くのピクセルなどの派手なハードウェアを熱心に追い求めているという物語が浮上しました。 対照的に、西側のブランド (Apple と Google) は、ソフトウェア エクスペリエンスを最適化し、機械学習を使用して光学系の欠点を克服することに重点を置きました。

この理念の違いは、おそらくアジアの携帯電話ブランドが第 3 弾を発表していた 2018 年から 2019 年にかけて最も顕著でした。 Google が 2018 年に 1 台のカメラにこだわったのは有名ですが、さらに 4 台目の背面カメラも搭載してメガピクセルの軍拡競争に参加しています。 ピクセル3。 Google と Apple もこの 10 年間ずっと 12MP カメラにこだわり続けましたが、アジアの携帯電話ブランドは 48MP、64MP、さらには 108MP カメラを柔軟に採用していました。

Pixel は後れを取った - ハードウェアが王座を取り戻すまで

しかし問題は、Pixel 1 と 2 が市場で明らかに最高のカメラであった一方で、Pixel 3 と 4 が後期に発売された時点では、 2018年と2019年には、Huawei Mate 20 ProやP30 Proのようなアジアのライバルの方が優れているかどうかについて、少なくともしっかりした議論があった。 カメラ。 これは、ファーウェイが、より多くのピクセルとより大きなセンサーを備えた光学系を追求し、同時に、 世界初のPeriscopeズームレンズ（Oppoが以前にこの技術をからかっていましたが、Huaweiがそれを打ち負かして大量生産しました） 生産）。

2020 年に Pixel 5 が発売されるまでに (Pixel 3 および 4 と同じメイン カメラ ハードウェアを使用)、 このような時代遅れのカメラ ハードウェアを使用するのは、Google の万能ソフトウェアでも無理であることが明らかになりました。 克服する。 Samsung、Huawei、Xiaomi の 2020 年のトップフラッグシップ携帯電話と比較すると、Pixel 5 の写真は 暗い場所ではノイズが多く、ピクセルが 100% スケールで覗くと詳細が低下し、ほぼ同じようにズームインできませんでした。 遠い。

これは、コンピューテーショナル フォトグラフィーがあらゆる驚異を実現しても、最終的には関連するカメラ ハードウェアが依然として必要であることを意味します。 実際、Google は 2021 年に Pixel 6 シリーズで立ち直り、カメラの王座を取り戻すでしょうが、その一部はカスタム Tensor ISP に関係していました。 おそらく、より重要な要素は、Google がカメラ ハードウェアを大幅にアップグレードしたことでしょう。 Pixel 6 スマートフォンは、Vivo で大きな効果を発揮していた 50MP GN1 センサーを採用し、Pro モデルには Oppo と Huawei が先駆けた Periscope ズームテクノロジーが実装されました。

AppleもGoogleと同様、過去2年間で48MPメインカメラへの移行など、最上位iPhoneのカメラハードウェアを大幅にアップグレードした。

ソフトウェアを無視することなく、ハードウェアを推進し続けることができます

アジアのブランドは、カメラ ハードウェアの限界に挑戦するという点で手を緩めていません。 昨年の夏、Xiaomi と Sony は、IMX989 という名前のいわゆる「1 インチ」カメラセンサーを発表しました。 センサーのサイズは実際には正確に 1 インチではありませんが (名前は古いカメラの慣習に由来しています)、それでも 2.7 倍です。 iPhone 13 Proで使用されているセンサーよりも大きい。iPhone 13 Proは、当時比較対象となっていた最新のiPhoneであった。 イベント。

イメージセンサーが大きいほど、より多くの画像情報を取り込むことができ、より現実的な被写界深度を生成できます。 IMX989 を搭載した最初の電話機、 シャオミ 12S ウルトラは、他のどの電話出力よりも、より強力なダイナミック レンジを備えた、明らかに詳細な画像を生成できます。 私は、2022 年にリリースされたほぼすべての主力携帯電話をテストする機会に恵まれました。その 1 インチ センサーの強さに基づいて、12S Ultra を 2022 年の最高のカメラ付き携帯電話に指名しました。 このように考えているのは私だけではなく、カメラの知識で知られる何人かの技術評論家も同様です。 ブルームバーグのヴラド・サボフ氏、またはカメラ中心の技術メディア、など ペタピクセル そして デジタルカメラワールド、これまで使った中で最高のカメラ付き携帯電話としても称賛されました。

重要なハードウェアはイメージ センサーだけではありません。 優れたレンズのセットを使用すると画像も改善されますが、これは驚くべきことではありません。 たとえば、Vivo の最新の主力携帯電話では、Zeiss の T コーティングを施したレンズが使用されており、他のカメラ レンズで撮影したショットと比較して、レンズ フレアやきついハイライトが大幅に軽減されます。

一方、サムスンと半導体企業オムニビジョンはそれぞれ、16​​-in-1の驚異的なピクセルビニングを実行できる200MPイメージセンサーを導入した。 信頼できる噂によると、今後のことは ギャラクシーS23ウルトラ このようなピクセル密度の高いセンサーを使用します。

しかし、アジアのブランドが単に盲目的にスペックを追い求めているだけだと言うのは不正確だろう。 確かに、彼らは依然としてハードウェアの限界を押し広げていますが、Samsung、Xiaomi、Oppo、Vivo などもコンピューティング技術の開発に数百万ドルを投資しています。 独自のカスタム構築された ISP を介して写真を撮影します。 たとえば、その 200MP センサーで 12.5MP 画像をレンダリングできるようにするには、大量のコンピュテーショナル フォトグラフィーが必要になります。 リアルタイム。 Oppo の MariSilicon X から Vivo の V チップに至るまで、これらのブランドは、目を見張るようなスペックを求めてハードウェアを追い求めるだけでなく、優れたソフトウェアの構築にも注力しています。

おそらくあと数年もすれば、スマートフォン本体の物理的な制限により、カメラコンポーネントの大型化が最終的に制限されるため、ソフトウェアの重要性が再び主導権を握ることになるでしょう。 しかし、2023 年の現時点でも、カメラ ハードウェアは依然として重要です。