Samsung Galaxy S20 Ultra가 Nona Binning으로 멋진 사진을 찍는 방법

스마트폰 카메라 메가픽셀 전쟁은 몇 년간 주춤하다가 2019년에 다시 활기를 띠었습니다. 2018년 Huawei P20 Pro 출시(검토) 및 Huawei Mate 20 Pro(검토) 거대한 40MP 쿼드 베이어 센서를 사용하면 높은 메가픽셀 센서가 반드시 저조도 사진 촬영에 해를 끼치는 것은 아니라는 것이 입증되었습니다. 멋진 4-in-1 픽셀 비닝과 강력한 야간 모드 덕분에 Huawei의 2018년 주력 스마트폰은 편안하게 사용할 수 있었습니다. 저조도 사진 촬영 부문에서 최고 수준이며 어떤 경우에는 Google의 HDR+ 및 Night Sight의 최고 수준을 능가하기도 합니다. 권하다. 2019년에는 Huawei에서 영감을 받아 고 메가픽셀 쿼드 베이어 센서가 어떤 형태로든 사용하는 대부분의 주요 스마트폰 공급업체와 함께 주류에 등장했습니다. 48MP 소니 IMX586, 48MP 삼성 GM1 그리고 GM2, 64MP 삼성 아이소셀 GW1, 마지막으로 최신 64MP Sony IMX686입니다. Xiaomi는 출시로 한 단계 더 발전했습니다. 미 노트 10, 이는 1억 8백만 화소 삼성 ISOCELL HMX 기본 센서. 그만큼 새로 출시된 삼성 갤럭시 S20 울트라 1억 8MP 기본 카메라를 사용하는 두 번째 휴대폰입니다. 미 믹스 알파 컨셉 폰)이지만 작업 흐름이 다릅니다. 세부 사항을 살펴 보겠습니다.

갤럭시 S20 울트라(Galaxy S20 Ultra)는 삼성 갤럭시 S20 시리즈의 플래그십 스마트폰으로, 그에 걸맞는 사양과 가격을 갖추고 있습니다. 일반 Galaxy S20과 Galaxy S20+는 1.8 마이크론 픽셀 크기의 새로운 12MP 기본 센서를 사용하는 반면, Galaxy S20 Ultra는 최대 108MP 기본 센서로 이동합니다. 하지만 이것은 Mi Note 10과 동일한 센서가 아닙니다. Galaxy S20 Ultra는 Mi Note 10에 사용된 ISOCELL HMX보다 약간 향상된 ISOCELL HM1 센서를 사용합니다. 우선 8K@24fps 비디오 녹화가 가능합니다. 더 흥미로운 점은 Mi Note 10에 사용된 4-in-1 픽셀 비닝에서 12MP 사진을 생성하는 새로운 9-in-1 픽셀 비닝으로 한발 더 나아간 것입니다. 삼성은 이것을 노나 비닝이라고 부르는데, 2x2 픽셀 비닝이 아닌 3x3 픽셀 비닝을 사용한 최초의 휴대폰입니다. 갤럭시 S20 울트라는 고해상도 108MP 모드와 노나 픽셀 비닝 12MP 모드 사이를 동적으로 전환할 수 있습니다.

이것이 왜 유익한지 이해하기 위해 픽셀 비닝이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

높은 메가픽셀 쿼드 베이어 센서의 픽셀 비닝

2018년 이전에는 기본적으로 모든 스마트폰 카메라에 Bayer 컬러 필터 배열이 있었습니다. Huawei P20 Pro와 Huawei Mate 20 Pro는 Quad Bayer 센서를 사용한 최초의 휴대폰이었습니다. 간단히 말해서 쿼드 베이어 센서는 표준 베이어 레이아웃 센서보다 색상 해상도가 낮습니다. 예를 들어 IMX586에서 카메라 센서의 물리적 컬러 필터의 유효 해상도는 12MP뿐입니다. 이러한 센서의 ISP는 논리 픽셀 간의 하위 픽셀을 재배열하여 센서에서 가상 48MP 베이어 결과를 얻을 수 있습니다. 이 접근 방식은 표준 Bayer 필터를 사용하는 것만큼 좋지 않다는 점은 분명합니다. 구체적인 차이점은 무엇인가요? 에 따르면 아난드테크, 48MP IMX586은 공간 해상도를 절반만 높일 수 있으므로 27MP에 가까운 공간 해상도를 갖습니다..

그렇다면 쿼드 베이어 센서를 사용하는 이유는 무엇입니까? 지금까지는 장치 제조업체가 높은 메가픽셀 센서를 통합하려는 경우 시장에서 유일한 옵션이기 때문에 이치에 맞습니다. 센서 수준에서 4개의 픽셀을 하나의 픽셀로 결합하여 노이즈를 줄이고 동적 범위를 개선하며 픽셀당 세부 정보를 향상시키는 4-in-1 픽셀 비닝을 사용하여 네거티브를 완화합니다. 여러 픽셀을 하나로 결합하는 것은 새로운 아이디어가 아닙니다. 이는 2012년과 2013년에 Nokia 808 PureView와 Nokia Lumia 1020에서 수행되었습니다. 이전에는 여러 개의 노이즈가 있는 픽셀을 하나의 깨끗한 "슈퍼" 픽셀로 결합하는 것이 아이디어였습니다. 쿼드 베이어 센서의 출현으로 픽셀 비닝이 대중화되었습니다.

픽셀 비닝의 기본 이론은 다음과 같습니다. 화웨이 플래그십에 탑재된 맞춤형 40MP 센서의 픽셀 크기는 1.0미크론입니다. 주류 48MP 및 64MP 센서의 픽셀 크기는 0.8미크론으로 훨씬 더 작습니다. 1억 8백만 화소 ISOCELL 센서도 센서 크기와 동시에 해상도가 증가할 때 픽셀 크기가 일정하게 유지되기 때문에 동일한 0.8미크론 픽셀 크기를 갖습니다. 픽셀 크기를 낮추면 저조도 이미지 품질에 부정적인 영향을 미칩니다. 저조도 사진은 빛에 대한 픽셀의 민감도에 큰 영향을 받기 때문에 경험적으로 보면 플래그십 12MP 센서가 약 1.4 마이크론 픽셀 크기로 고정되는 더 큰 픽셀 크기를 사용하는 것입니다.

쿼드 베이어 센서는 이론적으로 픽셀 비닝을 사용하여 이러한 제한을 우회합니다. Huawei의 4-in-1 픽셀 비닝은 기본적으로 2.0미크론의 "유효 픽셀 크기"에서 10MP 사진을 생성합니다. 48MP 및 64MP 센서는 기본적으로 1.6미크론의 유효 픽셀 크기에서 12MP 및 16MP 사진에 대해 4-in-1 픽셀 비닝을 사용합니다. Xiaomi Mi Note 10은 기본적으로 1.6 마이크론의 유효 픽셀 크기에서 27MP 사진에 4-in-1 픽셀 비닝을 사용합니다. 이를 통해 저조도에서도 경쟁력 있는 결과를 얻을 수 있습니다. 물론 스마트폰 사진은 복잡한 분야이고 이미지 처리도 마찬가지로 중요한 요소이지만 다른 모든 요소는 일정하므로 1.6미크론의 유효 픽셀 크기는 1.4미크론의 픽셀 크기보다 더 좋습니다. 미크론. 일부 장치 제조업체는 이러한 높은 메가픽셀 쿼드 베이어 센서 구현에 있어 다른 제조업체보다 더 성공적이었습니다. Samsung, Huawei 및 Apple은 맞춤형 센서를 유지하기로 결정한 반면 Google은 상대적으로 오래된 Sony 센서를 계속 사용했습니다. Google Pixel 4의 IMX363은 향상된 HDR+ 및 야간 형태의 컴퓨터 사진 촬영으로 이를 보완합니다. 시력.

따라서 이제 우리는 더 낮은 중급 전화기에도 48MP 및 64MP 쿼드 베이어 센서를 탑재한 시장을 갖게 되었습니다. 이는 기본적으로 기존 12MP 또는 16MP 센서에 비해 실질적인 단점이 거의 없기 때문입니다. 4-in-1 픽셀 비닝을 사용하면 최종 사진은 대부분의 조명 조건, 특히 저조도에서 12MP 해상도가 됩니다. 고해상도의 이점은 낮 시간에 나타납니다. 일부 휴대폰에서는 향상된 공간 해상도를 활용하기 위해 48MP 모드를 제공합니다.

갤럭시 S20 울트라의 '노나 비닝'

Galaxy S20 Ultra는 픽셀 비닝 방법론의 논리적 발전입니다. 지금까지 높은 메가픽셀 센서를 사용하는 휴대폰에서는 4개의 픽셀을 하나로 결합하기 위해 2x2 비닝을 사용했습니다. 이를 통해 유효 픽셀 크기를 예를 들어 0.8미크론에서 1.6미크론으로 두 배로 늘릴 수 있습니다. 하지만 108MP 센서를 사용하면 한 번에 더 많은 픽셀을 비닝할 수 있습니다. 4-in-1 픽셀 비닝을 사용하면 27MP 픽셀 비닝 모드가 생성되지만 일반 사진에는 여전히 너무 큽니다. 또한 유효 1.6미크론 픽셀 크기의 27MP 사진도 좋지만, 2.4미크론 유효 픽셀 크기의 12MP 사진을 가질 수 있다면 어떨까요?

삼성은 센서 수준에서 9개의 픽셀을 단일 픽셀로 결합하는 3x3 픽셀 비닝을 사용하여 2.4미크론의 유효 픽셀 크기를 달성합니다. "노나 비닝"은 3x3 비닝을 가리키는 회사의 마케팅 용어일 뿐입니다. 이는 상대적으로 노이즈가 많은 9개의 픽셀을 하나의 크고 깨끗한 슈퍼픽셀로 결합하여 이론적으로 저조도 감도를 더욱 향상시킵니다. 2.4 미크론 유효 픽셀 크기는 스마트폰 카메라에서는 들어본 적이 없습니다. 유일한 평행점은 OmniVison의 48MP OV48C 이미지 센서, CES에서 출시되었습니다. 표준 Bayer 사진을 출력하며 픽셀 크기에 가까운 비닝을 사용하여 2.4미크론 픽셀 크기의 12MP 사진을 구현하는 1.2미크론 픽셀 크기를 갖습니다. 뛰어난 사양을 갖추고 있지만 아직 배송용 휴대폰에는 출시되지 않았습니다.

따라서 삼성의 접근 방식은 이론적으로 두 분야 모두에서 최고입니다. 회사에 따르면 휴대폰은 고해상도 108MP 모드와 12MP 노나 픽셀 비닝 모드 사이를 동적으로 전환할 것이라고 합니다. 낮에는 초고해상도 108MP 사진을 촬영하여 멀리 있는 세부 사항을 캡처하고 이미지 처리가 제대로 진행되지 않는 경우 보다 효과적인 자르기를 수행할 수 있어야 합니다. 저조도에서는 9-in-1 픽셀 비닝을 사용하여 12MP 모드로 동적으로 전환됩니다. 저조도 사진은 해상도보다 픽셀 크기의 영향을 훨씬 더 많이 받습니다. 이론적 수준에서 저조도에서 3x3 픽셀 비닝은 해상도가 27MP(2x2 비닝)에서 12MP(3x3 비닝)로 떨어지더라도 2x2 비닝보다 훨씬 더 의미가 있습니다.

따라서 Galaxy S20 Ultra의 108MP 센서는 서류상 약점이 없습니다. 사실, 이 제품은 낮과 저조도 환경 모두에서 새로운 이미지 품질 챔피언이 될 것입니다. 우리가 전화기를 직접 테스트할 때까지 판단을 유보하지만, 삼성은 서류상으로는 올바른 결정을 내렸습니다. 저는 개인적으로 실행이 잘 수행된다면 108MP 센서를 사용하는 더 많은 공급업체가 저조도에서 더 나은 사진을 얻기 위해 4-in-1 비닝에서 9-in-1 픽셀 비닝으로 마이그레이션할 것이라고 의심하지 않습니다. 갤럭시 S20 울트라는 분명 흥미로운 휴대폰이며, 올해 스마트폰 카메라 성능과 화질이 한 단계 더 발전할 것으로 기대하게 만든다.

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