Sony IMX378: Google Pixel-ის სენსორის და მისი მახასიათებლების ყოვლისმომცველი დაშლა

IMX378 მიმოხილვა

ჩვენ მივმართეთ Sony-ს, რათა ვეცადოთ ცოტა მეტი ვისწავლოთ IMX378 სენსორის შესახებ, რომელსაც იყენებს მომავალი Google პიქსელი და Pixel XL ტელეფონები, ასევე Xiaomi Mi 5S. სამწუხაროდ, Sony-მ ჯერ ვერ შეძლო Exmor RS IMX378 სენსორის მონაცემთა ფურცლის გავრცელება, მაგრამ მათ ძალიან დამეხმარნენ და შეგვეძლო მოგვაწოდეთ ადრე გამოუქვეყნებელი ინფორმაცია ამის შესახებ IMX378.

ჯერ ერთი, თავად სახელი არასწორი იყო. მიუხედავად ჭორებისა, რომ ეს იქნება ნაწილი Exmor R უკანა მხარეს განათებული (BSI) CMOS სენსორების ხაზი, როგორიცაა IMX377 მანამდე, რომელიც გამოიყენებოდა Nexus 5X და Nexus 6PSony-სთან ჩვენმა კონტაქტმა გვაცნობა, რომ IMX378 ჩაითვლება Sony-ის ნაწილად Exmor RS Stacked BSI CMOS სენსორების ხაზი.

მიუხედავად იმისა, რომ ბევრი რამ იგივე დარჩა IMX377-დან IMX378-მდე, მათ შორის პიქსელის ზომა (1.55 μm) და სენსორის ზომა (7.81 მმ), დამატებულია რამდენიმე ძირითადი ფუნქცია. კერძოდ, ის ახლა არის დაწყობილი BSI CMOS დიზაინი, აქვს PDAF, ამატებს Sony-ს SME-HDR ტექნოლოგიას და აქვს უკეთესი მხარდაჭერა მაღალი კადრების სიხშირის (ნელი მოძრაობის) ვიდეოსთვის.

დაწყობილი BSI CMOS

უკანა განათება თავისთავად არის ძალიან სასარგებლო ფუნქცია, რომელიც თითქმის სტანდარტული გახდა ფლაგმანურ სმარტფონებში ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, დაწყებული HTC Evo 4G 2010 წელს. ის საშუალებას აძლევს კამერას გადაიღოს არსებითად მეტი შუქი (მეტი ხმაურის ფასად) ზოგიერთის გადაადგილებით სტრუქტურა, რომელიც ტრადიციულად იჯდა ფოტოდიოდის წინ წინა განათებულ სენსორებზე, უკან ის.

გასაკვირია, რომ კამერის უმეტესი ტექნოლოგიისგან განსხვავებით, უკანა მხარის განათება თავდაპირველად ტელეფონებში გამოჩნდა DSLR-ებზე ადრე, დიდწილად დიდი BSI სენსორების შექმნის სირთულეების გამო. პირველი BSI APS-C სენსორი იყო Samsung S5KVB2, რომელიც ნაპოვნი იქნა მათ NX1 კამერაში 2014 წლიდან და პირველი სრული კადრის სენსორი იყო Sony Exmor R IMX251, რომელიც ნაპოვნი იყო Sony α7R II-ში ბოლოდან. წელიწადი.

დაწყობილი BSI CMOS ტექნოლოგია ამას კიდევ ერთი ნაბიჯით აგრძელებს წინა ფენიდან მეტი მიკროსქემის გადაადგილებით ფოტოდიოდების უკან დამხმარე სუბსტრატზე. ეს არა მხოლოდ საშუალებას აძლევს Sony-ს არსებითად შეამციროს გამოსახულების სენსორის ზომა (დაუშვას უფრო დიდი სენსორები იმავე კვალზე), არამედ საშუალებას აძლევს Sony-ს დაბეჭდოს პიქსელები და სქემები. ცალ-ცალკე (თუნდაც სხვადასხვა წარმოების პროცესში), დეფექტების რისკის შემცირება, მოსავლიანობის გაუმჯობესება და ფოტოდიოდებსა და დამხმარე საყრდენებს შორის მეტი სპეციალიზაციის შესაძლებლობა. ჩართვა.

PDAF

IMX378 ამატებს Phase Detection Autofocus, რომელსაც შარშანდელი Nexus ტელეფონები და IMX377 არ უჭერდნენ მხარს. ის საშუალებას აძლევს კამერას ეფექტურად გამოიყენოს განსხვავებები სენსორის სხვადასხვა წერტილებს შორის სინათლის ინტენსივობის იდენტიფიცირებისთვის თუ ობიექტი, რომელზეც კამერა ცდილობს ფოკუსირებას, არის ფოკუსის წერტილის წინ ან უკან, დაარეგულირეთ სენსორი შესაბამისად. ეს არის უზარმაზარი გაუმჯობესება, როგორც სიჩქარის, ასევე სიზუსტის თვალსაზრისით, ტრადიციულ კონტრასტზე დაფუძნებულ ავტოფოკუსთან შედარებით, რომელიც წარსულში ბევრ კამერაზე ვნახეთ. შედეგად, ჩვენ ვნახეთ ტელეფონების აბსოლუტური აფეთქება, რომლებიც იყენებენ PDAF-ს და ის გახდა უზარმაზარ მარკეტინგულ სიტყვად, რომელიც დაიკავა, როგორც კამერის მარკეტინგის ცენტრი მთელს ინდუსტრიაში.

მიუხედავად იმისა, რომ ფოკუსირება არც ისე სწრაფია, როგორც ორმაგი ფოტოდიოდის PDAF, რომელიც Samsung Galaxy S7 აქვს (ასევე ცნობილია როგორც "Dual Pixel PDAF" და "Duo Pixel Autofocus"), რომელიც საშუალებას აძლევს თითოეულ პიქსელს გამოიყენოს ფაზის ამოცნობისთვის ორი ფოტოდიოდის ჩათვლით თითო პიქსელზე, PDAF-ისა და ლაზერული ავტოფოკუსის შერწყმა მაინც ძლიერი კომბინაცია უნდა იყოს.

მაღალი კადრების სიხშირე

ბოლო დროს ბევრს საუბრობენ მაღალი კადრების სიჩქარის კამერებზე (როგორც სამომხმარებლო აპლიკაციებისთვის, ასევე პროფესიონალური ფილმების გადაღებისთვის). მაღალი კადრების სიჩქარით გადაღების შესაძლებლობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც წარმოუდგენლად გლუვი ვიდეოების შესაქმნელად რეგულარული სიჩქარე (რაც შეიძლება იყოს ფანტასტიკური სპორტისთვის და სხვა მაღალსიჩქარიანი სცენარებისთვის) და რამდენიმე ნამდვილად საინტერესო ვიდეოები როცა ყველაფერს ანელებ.

სამწუხაროდ, ძალიან რთულია ვიდეოს გადაღება უფრო მაღალი კადრების სიჩქარით და მაშინაც კი, როცა თქვენი კამერა სენსორს შეუძლია გადაიღოს უფრო მაღალი კადრების სიხშირით, ტელეფონის გამოსახულების სიგნალის პროცესორისთვის ამის შენარჩუნება შეიძლება რთული იყოს ზევით. სწორედ ამიტომ, სანამ Nexus 5X-სა და 6P-ში გამოყენებულ IMX377-ს შეეძლო 720p ვიდეოს გადაღება 300 Hz-ზე და 1080p ვიდეოს გადაღება 120 Hz-ზე, ჩვენ ვნახეთ მხოლოდ 120 Hz 720p Nexus 5X-დან და 240 Hz 720p 6P-დან. IMX377-ს ასევე შეეძლო 60 Hz 4k ვიდეოს გადაღება, მიუხედავად იმისა, რომ Nexus მოწყობილობები შეზღუდული იყო 30 Hz.

Pixel ტელეფონებს ორივეს შეუძლია ამ ვიდეოს 120 Hz 1080p და 240 Hz 720p ვიდეოს გადაყვანა, მადლობა ნაწილია IMX378-თან დაკავშირებული გაუმჯობესებები, რომელიც ხედავს შესაძლებლობების ზრდას 240 ჰც-მდე 1080p.

სენსორს ასევე შეუძლია გადაიღოს სრული გარჩევადობის ადიდებული კადრები უფრო სწრაფად, 60 ჰც-მდე 10 ბიტიანი გამომავალი და 40 ჰც-მდე 12 ბიტით. გამომავალი (40 Hz-დან და 35 Hz-დან შესაბამისად), რაც ხელს შეუწყობს მოძრაობის დაბინდვის და კამერის რყევის შემცირებას გამოყენებისას HDR+.

SME-HDR

ტრადიციულად, HDR ვიდეოსთვის არის კომპრომისი. თქვენ ან უნდა გაანახევროთ კადრების სიხშირე, ან გარჩევადობა განახევროთ. შედეგად, ბევრი OEM-ი არც კი შეწუხებულა ამით, სამსუნგი და სონი იმ მცირერიცხოვანთა შორის არიან, რომლებიც ამას ახორციელებენ. თუნდაც ის Samsung Galaxy Note 7 შეზღუდულია 1080p 30 Hz ჩანაწერით ნაწილობრივ HDR ვიდეოს მძიმე გამოთვლითი ღირებულების გამო.

პირველი ორი ძირითადი ტრადიციული მეთოდიდან HDR ვიდეოსთვის, რომელსაც Red Digital Cinema Camera Company უწოდებს HDRx და რომელსაც Sony უწოდებს Digital Overlap HDR (DOL-HDR), მუშაობს ორი თანმიმდევრული სურათის გადაღებით, ერთი უფრო მუქი და ერთი უფრო ღია, და მათი შერწყმა ერთი ვიდეო ჩარჩოს შესაქმნელად. მიუხედავად იმისა, რომ ეს საშუალებას გაძლევთ შეინარჩუნოთ კამერის სრული გარჩევადობა (და დააყენოთ სხვადასხვა ჩამკეტის სიჩქარე ორივესთვის ცალკე ჩარჩოები), ხშირად შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები ორ კადრს შორის დროის სხვაობის გამო (განსაკუთრებით სწრაფი გადაადგილებით ობიექტები). გარდა ამისა, პროცესორს შეიძლება ძალიან გაუჭირდეს თანმიმდევრობა, როგორც DOL-HDR-ის შემთხვევაში, ტელეფონის ISP ამუშავებს ცალკეული ჩარჩოების გაერთიანებას.

სხვა ტრადიციული მეთოდი, რომელსაც Sony უწოდებს Binning Multiplexed Exposure HDR (BME-HDR), ადგენს სხვადასხვა ექსპოზიციის პარამეტრს. ყოველი წყვილი პიქსელის ორი ხაზი სენსორში, რათა შეიქმნას ორი ნახევრად გარჩევადობის სურათი ერთდროულად, რომლებიც შემდეგ გაერთიანდება ვიდეოს ერთ HDR ჩარჩოში. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მეთოდი თავიდან აიცილებს HDRx-თან დაკავშირებულ საკითხებს, კერძოდ, კადრების სიჩქარის შემცირებას, მას აქვს სხვა პრობლემები, კონკრეტულად გარჩევადობის შემცირება და ლიმიტები, თუ როგორ შეიძლება შეიცვალოს ექსპოზიცია ორ კომპლექტს შორის ხაზები.

Spatially Multiplexed Exposure (SME-HDR) არის ახალი მეთოდი, რომელსაც Sony იყენებს იმისათვის, რომ გადაიღოს HDR სრული გარჩევადობით და სრული კადრების სიჩქარით, რაც სენსორს შეუძლია. ეს არის ვარიანტი სივრცით განსხვავებული ექსპოზიცია რომელიც იყენებს საკუთრების ალგორითმებს, რათა Sony-მ შეძლოს ინფორმაციის გადაღება მუქი და მსუბუქი პიქსელებიდან, რომლებიც განლაგებულია ჭადრაკის სტილში და გამოიტანეთ გამოსახულების სრული გარჩევადობა, როგორც მუქი, ასევე მსუბუქი ექსპოზიციისთვის სურათები.

სამწუხაროდ, Sony-მ ვერ მოგვაწოდა უფრო დეტალური ახსნა ზუსტი ნიმუშის შესახებ და შესაძლოა ვერასოდეს გაამჟღავნონ ეს -- კომპანიები თავიანთ კარტს თამაშობენ. ძალიან ახლოს არის მათ მკერდთან, როდესაც საქმე ეხება უახლესი ტექნოლოგიას, როგორიც ჩვენ ვხედავთ HDR-ში, Google-საც კი აქვს საკუთარი საკუთრების ალგორითმი HDR ფოტოებისთვის, რომელიც ცნობილია როგორც HDR+. ჯერ კიდევ არის საჯაროდ ხელმისაწვდომი ინფორმაცია, რომელიც ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ იმისათვის, რომ შევაჯამოთ, თუ როგორ შეიძლება ეს განხორციელდეს. რამდენიმე ნაშრომი გამოქვეყნდა Shree K. ნაიარი კოლუმბიის უნივერსიტეტიდან (ერთერთი მათგანი იყო Tomoo Mitsunaga-სთან თანამშრომლობით Sony-დან), რომელიც შეიცავს სხვადასხვა გზებს სივრცით განსხვავებული ექსპოზიციის გამოსაყენებლად და განსხვავებულ განლაგებას, რომელსაც შეუძლია მიაღწიოს მას. ქვემოთ მოცემულია განლაგების მაგალითი ოთხი დონის ექსპოზიციით RGBG გამოსახულების სენსორზე. ეს განლაგება აცხადებს, რომ შეუძლია ერთჯერადი გადაღების სრული გარჩევადობის HDR სურათების მიღწევა მხოლოდ დაახლოებით 20%-ით. სივრცითი გარჩევადობის დაკარგვა, სცენარიდან გამომდინარე (იგივე მიღწევა, რომელზეც Sony აცხადებს SME-HDR).

Sony-მ უკვე გამოიყენა SME-HDR რამდენიმე გამოსახულების სენსორში, მათ შორის IMX214-ში, რომელმაც ბოლო დროს დიდი პოპულარობა მოიპოვა (გამოიყენება Asus Zenfone 3 ლაზერი, მოტო ზ, და Xperia X Performance), მაგრამ არის IMX378-ის ახალი დამატება IMX377-თან შედარებით, რომელიც შარშან გამოიყენებოდა. ის საშუალებას აძლევს კამერის სენსორს გამოსცეს როგორც 10 ბიტიანი სრული გარჩევადობა, ასევე 4k ვიდეო 60 ჰც სიხშირით SME-HDR აქტიური. მიუხედავად იმისა, რომ პროცესის სხვა ნაწილებში შეფერხება გამოიწვევს ქვედა ზღვარს, ეს არის ფანტასტიკური გაუმჯობესება, ვიდრე IMX377-ს შეეძლო და არის მომავალი კარგის ნიშანი.

IMX378-ის ერთ-ერთი დიდი გაუმჯობესება IMX377-თან შედარებით არის ის, რომ მას შეუძლია უფრო მეტი სურათის დამუშავება ჩიპზე, რაც ამცირებს ISP-ის დატვირთვა (თუმცა ISP-ს მაინც შეუძლია მოითხოვოს RAW გამოსახულების მონაცემები, იმისდა მიხედვით, თუ როგორ გადაწყვეტს OEM გამოიყენოს სენსორი). მას შეუძლია გაუმკლავდეს ბევრ წვრილმანს, როგორიცაა დეფექტის გამოსწორება და ადგილობრივად ასახვა, მაგრამ რაც მთავარია, მას ასევე შეუძლია გაუმკლავდეს BME-HDR ან SME-HDR პროვაიდერის ჩართვის გარეშე. ეს პოტენციურად შეიძლება იყოს მთავარი განსხვავება მომავალ ტელეფონებზე ISP-ისთვის გარკვეული ზედნადების გათავისუფლებით.

კიდევ ერთხელ გვინდა მადლობა გადავუხადოთ Sony-ს ამ სტატიის შექმნაში დახმარებისთვის. ჩვენ ნამდვილად ვაფასებთ იმ ზომებს, რაც Sony-მ დახმარა ამის სიზუსტისა და სიღრმის უზრუნველსაყოფად ფუნქცია, განსაკუთრებით ის, რაც საშუალებას გვაძლევს აღმოვაჩინოთ ადრე გამოუქვეყნებელი ინფორმაცია ამის შესახებ IMX378.

როგორც ითქვა, ნამდვილად სამწუხაროა, რომ ასე ძნელია წვდომა ზოგიერთი ამ ინფორმაციის, თუნდაც ძირითადი პროდუქტის შესახებ. როდესაც კომპანიები ცდილობენ განათავსონ ინფორმაცია თავიანთ ვებსაიტებზე, ის ხშირად შეიძლება იყოს საკმაოდ მიუწვდომელი და არასრული. ნაწილობრივ იმიტომ, რომ ხშირად განიხილება, როგორც კომპანიის თანამშრომლების მეორეხარისხოვანი საზრუნავი, რომლებიც უფრო მეტად არიან ორიენტირებულნი თავიანთ მთავარზე. მუშაობა. საზოგადოებასთან ურთიერთობის ერთგულმა ადამიანმა შეიძლება დიდი განსხვავება მოახდინოს ამ ტიპის ინფორმაციის მიღების თვალსაზრისით ხელმისაწვდომი და ხელმისაწვდომი ფართო საზოგადოებისთვის და ჩვენ ვხედავთ ზოგიერთ ადამიანს, რომელიც ცდილობს ამის გაკეთებას თავისუფლად დრო. თუნდაც ზე Sony Exmor თავად ვიკიპედიის სტატია, სადაც რამდენიმე თვის განმავლობაში ერთმა ადამიანმა თავისუფალ დროს ჩაუყარა საფუძველი, რომ იგი თითქმის უსარგებლო ადგილიდან წაეყვანა. 1715 ბაიტიანი სტატია რომელიც ძირითადად იგივე იყო წლების განმავლობაში, ~ 50,000 ბაიტიან სტატიაში, რომელსაც დღეს ვხედავთ 185 განსხვავებული რედაქტორით. სტატია, რომელიც, სავარაუდოდ, არის ინფორმაციის საუკეთესო საცავი Sony Exmor სენსორული ხაზის შესახებ, რომელიც ხელმისაწვდომია ონლაინ და ჩვენ შეგვიძლია ვნახოთ ძალიან მსგავსი ნიმუში სხვა სტატიებში. ერთმა თავდადებულმა მწერალმა შეიძლება არსებითი განსხვავება შეიტანოს იმაში, თუ რამდენად ადვილად შეუძლიათ კლიენტებს ერთმანეთის შედარება პროდუქტები და რამდენად განათლებული არიან დაინტერესებული მომხმარებლები ამ საკითხთან დაკავშირებით, რომელსაც შეიძლება ჰქონდეს შორსმიმავალი ეფექტები. მაგრამ ეს სხვა დროის თემაა.

როგორც ყოველთვის, ჩვენ გვაინტერესებს, როგორ იმოქმედებს ეს ტექნიკის ცვლილებები თავად მოწყობილობებზე. ჩვენ აშკარად არ მივიღებთ 4k 60 Hz HDR ვიდეოს (და შესაძლოა საერთოდ არ მივიღოთ HDR ვიდეო, რადგან Google-ს ჯერ არ უხსენებია), მაგრამ უფრო სწრაფი სრული გარჩევადობა გადაღება, სავარაუდოდ, მნიშვნელოვნად შეუწყობს ხელს HDR+-ს და ჩვენ დავინახავთ, რომ ახალი სენსორის გაუმჯობესება ტელეფონში სხვა მსგავსი მცირე, მაგრამ არსებითი გზებით შემოიჭრება. როგორც.

ხოლო DXOMark ჩამოთვლის Pixel-ს ტელეფონები ოდნავ უკეთესად მუშაობენ ვიდრე Samsung Galaxy S7 და HTC 10, ბევრი რამ, რამაც Pixel ტელეფონებს ასეთი მცირე უპირატესობა მისცა, იყო ძირითადი პროგრამული უზრუნველყოფა. გაუმჯობესებები, როგორიცაა HDR+ (რომელიც იძლევა აბსოლუტურად ფანტასტიკურ შედეგებს და რომელსაც DXOMark-მა მიუძღვნა მიმოხილვის მთელი ნაწილი) და Google-ის სპეციალური EIS სისტემა (რომელსაც შეუძლია OIS-თან ერთად იმუშაოს), რომელიც იღებს გიროსკოპს 200-ჯერ წამში, რათა უზრუნველყოს ზოგიერთი საუკეთესო ელექტრონული გამოსახულების სტაბილიზაცია, რაც კი ოდესმე გვქონია ნანახი. დიახ, Pixel ტელეფონებს აქვთ შესანიშნავი კამერა, მაგრამ შეიძლება თუ არა ისინი უკეთესი ყოფილიყო OIS-ით და Dual Pixel PDAF-ით? აბსოლუტურად.

არასწორად არ გამიგოთ, როგორც ვთქვი, Pixel ტელეფონებს აქვთ აბსოლუტურად განსაცვიფრებელი კამერა, მაგრამ ნამდვილად არ შეგიძლიათ დამაბრალოთ მეტის სურვილი, განსაკუთრებით როცა ამ გაუმჯობესების გზა ასე ნათელია (და როცა ტელეფონების ფასი სრულ ფლაგმანურ ფასშია, სადაც საუკეთესოს ელი საუკეთესო). ყოველთვის იქნება ჩემი ნაწილი, რომელსაც სურს მეტი, რომელსაც სურს უკეთესი ბატარეის ხანგრძლივობა, უფრო სწრაფი პროცესორები, უკეთესი ბატარეის ხანგრძლივობა, უფრო ნათელი და უფრო ნათელი ეკრანები, უფრო ხმამაღალი დინამიკები, უკეთესი კამერები, მეტი მეხსიერება, უკეთესი ბატარეის ხანგრძლივობა და რაც მთავარია, უკეთესი ბატარეის ხანგრძლივობა (ისევ). როგორც ითქვა, Pixel ტელეფონებს აქვთ ბევრი პატარა ფანტასტიკური მახასიათებელი, რომლებიც შეიძლება გაერთიანდეს მართლაც პერსპექტიული მოწყობილობის შესაქმნელად, რომლის ხილვაც მოხარული ვარ.