Mēs sazinājāmies ar Sony, lai mēģinātu uzzināt vairāk par IMX378 sensoru, ko izmanto gaidāmajos Google Pixel un Pixel XL tālruņos. Uzziniet visu par to!
IMX378 pārskats
Mēs sazinājāmies ar Sony, lai mēģinātu uzzināt vairāk par IMX378 sensoru, ko izmantos gaidāmais Google. Pikselis un Pixel XL tālruņiem, kā arī ar Xiaomi Mi 5S. Diemžēl Sony vēl nevarēja izplatīt Exmor RS IMX378 sensora datu lapu, taču viņi bija ārkārtīgi izpalīdzīgi un varēja sniegt mums kādu iepriekš neizdotu informāciju par IMX378.
Pirmkārt, pats nosaukums bija nepareizs. Neskatoties uz baumām, ka tā būs daļa no Eksmors R aizmugurē apgaismotu (BSI) CMOS sensoru līnija, piemēram, IMX377, pirms tā tika izmantota Nexus 5X un Nexus 6P, mūsu Sony kontaktpersona mūs informēja, ka IMX378 tā vietā tiks uzskatīta par Sony daļu Exmor RS Stacked BSI CMOS sensoru līnija.
Lai gan daudzas lietas ir palikušas nemainīgas no IMX377 līdz IMX378, tostarp pikseļu izmērs (1,55 μm) un sensora izmērs (7,81 mm), ir pievienotas dažas galvenās funkcijas. Proti, tagad tas ir stacked BSI CMOS dizains, tam ir PDAF, tam ir pievienota Sony SME-HDR tehnoloģija, un tam ir labāks atbalsts augsta kadru ātruma (palēninātas kustības) video.
Stacked BSI CMOS
Aizmugures apgaismojums pats par sevi ir ārkārtīgi noderīga funkcija, kas pēdējos gados ir kļuvusi gandrīz par standartu vadošajos viedtālruņos, sākot ar HTC Evo 4G 2010. gadā. Tas ļauj kamerai uztvert ievērojami vairāk gaismas (uz lielāka trokšņa rēķina), pārvietojot daļu no struktūra, kas tradicionāli atradās fotodiodes priekšā uz priekšējiem apgaismotiem sensoriem, aizmugurē to.
Pārsteidzoši, atšķirībā no vairuma kameru tehnoloģiju, aizmugures apgaismojums sākotnēji sāka parādīties tālruņos pirms DSLR, lielā mērā pateicoties grūtībām izveidot lielākus BSI sensorus. Pirmais BSI APS-C sensors bija Samsung S5KVB2, kas tika atrasts viņu NX1 kamerā no 2014. gada. pirmais pilna kadra sensors bija Sony Exmor R IMX251, kas tika atrasts Sony α7R II no pagājušā. gadā.
Stacked BSI CMOS tehnoloģija sper šo soli tālāk, pārvietojot vairāk shēmas no priekšējā slāņa uz atbalsta substrātu aiz fotodiodēm. Tas ne tikai ļauj Sony ievērojami samazināt attēla sensora izmēru (ļaujot izmantot lielākus sensorus vienā nospiedumā), bet arī ļauj Sony drukāt pikseļus un shēmas. atsevišķi (pat dažādos ražošanas procesos), samazinot defektu risku, uzlabojot ražu un ļaujot vairāk specializēt fotodiodes un atbalsta shēmas.
PDAF
IMX378 pievieno fāzes noteikšanas automātisko fokusu, ko pagājušā gada Nexus tālruņi un IMX377 neatbalstīja.. Tas ļauj kamerai efektīvi izmantot gaismas intensitātes atšķirības starp dažādiem sensora punktiem, lai identificētu ja objekts, uz kuru kamera mēģina fokusēties, atrodas fokusa punkta priekšā vai aiz tā, un noregulējiet sensoru attiecīgi. Tas ir milzīgs uzlabojums gan ātruma, gan precizitātes ziņā salīdzinājumā ar tradicionālo uz kontrastu balstīto automātisko fokusu, ko mēs agrāk esam redzējuši daudzās kamerās. Rezultātā mēs esam pieredzējuši absolūtu tālruņu skaita pieaugumu, kas izmanto PDAF, un tas ir kļuvis par milzīgu mārketinga vārdu, kas tiek uzskatīts par kameru mārketinga centru visā nozarē.
Lai gan tas nav tik ātri fokusējams kā Dual Photodiode PDAF Samsung Galaxy S7 ir (pazīstams arī kā “Dual Pixel PDAF” un “Duo Pixel Autofocus”), kas ļauj fāzes noteikšanai izmantot katru pikseli, iekļaujot divas fotodiodes katrā pikselī, PDAF un lāzera autofokusa apvienošanai joprojām vajadzētu būt spēcīgai kombinācijai.
Augsts kadru nomaiņas ātrums
Pēdējā laikā daudz tiek runāts par kamerām ar augstu kadru ātrumu (gan patērētāju vajadzībām, gan profesionālai filmu veidošanai). Iespēju fotografēt ar lielāku kadru nomaiņas ātrumu var izmantot, lai izveidotu neticami vienmērīgus videoklipus regulāru ātrumu (kas var būt fantastiski sportam un citiem ātrgaitas scenārijiem) un izveidot dažus tiešām interesanti video kad visu palēnina.
Diemžēl ir ārkārtīgi grūti uzņemt video ar lielāku kadru ātrumu un pat tad, ja jūsu kamera sensors var uzņemt ar lielāku kadru ātrumu, tālruņa attēla signāla procesoram to var būt grūti noturēt uz augšu. Tāpēc, lai gan ierīcēs Nexus 5X un 6P izmantotais IMX377 varēja uzņemt 720p video ar 300 Hz un 1080p video ar 120 Hz, mēs redzējām tikai 120 Hz 720p no Nexus 5X un 240 Hz 720p no 6P. IMX377 varēja arī 60 Hz 4k video, neskatoties uz to, ka Nexus ierīcēm bija ierobežots līdz 30 Hz.
Abi Pixel tālruņi spēj nodrošināt šo video līdz 120 Hz 1080p un 240 Hz 720p video, pateicoties daļa no uzlabojumiem, kas saistīti ar IMX378, kas redz iespēju pieaugumu līdz 240 Hz plkst. 1080p.
Sensors spēj uzņemt arī pilnas izšķirtspējas sērijveida kadrus ātrāk, pastiprinot līdz 60 Hz pie 10 bitu izejas un 40 Hz pie 12 bitu. izeja (attiecīgi no 40 Hz un 35 Hz), kam vajadzētu palīdzēt samazināt kustības izplūšanu un kameras vibrāciju, lietojot HDR+.
MVU-HDR
Tradicionāli HDR video ir bijis kompromiss. Jums vai nu bija jāsamazina kadru nomaiņas ātrums uz pusi, vai arī jums bija jāsamazina izšķirtspēja uz pusi. Rezultātā daudzi oriģinālo iekārtu ražotāji ar to pat nav rūpējušies, jo Samsung un Sony ir vieni no retajiem, kas to ievieš. Pat Samsung Galaxy Note 7 ir ierobežots līdz 1080p 30 Hz ierakstīšanai daļēji HDR video lielo skaitļošanas izmaksu dēļ.
Pirmā no divām galvenajām tradicionālajām HDR video metodēm, ko sauc Red Digital Cinema Camera Company HDRx un ko Sony sauc par Digital Overlap HDR (DOL-HDR), darbojas, uzņemot divus secīgus attēlus, vienu eksponējot tumšāku un otru gaišāku, un apvienojot tos, lai izveidotu vienu video kadru. Lai gan tas ļauj saglabāt pilnu kameras izšķirtspēju (un iestatīt dažādus aizvara ātrumus abiem atsevišķiem kadri), tas bieži vien var radīt problēmas laika starpības dēļ starp diviem kadriem (īpaši ar ātru kustību objekti). Turklāt procesoram var būt ļoti grūti sekot līdzi, tāpat kā DOL-HDR gadījumā, tālruņa ISP apstrādā atsevišķu kadru sapludināšanu.
Otra tradicionālā metode, ko Sony sauc Binning Multiplexed Exposure HDR (BME-HDR), iestata citu ekspozīcijas iestatījumu katrs pāris no divām pikseļu rindām sensorā, lai vienlaikus izveidotu divus pusizšķirtspējas attēlus, kas pēc tam tiek apvienoti vienā video HDR kadrā. Lai gan šī metode novērš problēmas, kas saistītas ar HDRx, proti, kadru ātruma samazināšanos, tai ir arī citas problēmas, jo īpaši izšķirtspējas samazinājums un ierobežojumi, kā ekspozīciju var mainīt starp abām kopām līnijas.
Telpiski multipleksā ekspozīcija (SME-HDR) ir jauna metode, ko Sony izmanto, lai ļautu uzņemt HDR ar pilnu izšķirtspēju un pilnu kadru ātrumu, ko spēj sensors. Tas ir variants Telpiski mainīga ekspozīcija kas izmanto patentētus algoritmus, lai ļautu Sony uztvert informāciju no tumšajiem un gaišajiem pikseļiem, kas ir sakārtoti šaha galdiņa stilā, un secināt pilnas izšķirtspējas attēlu gan tumšajā, gan gaišajā ekspozīcijā attēlus.
Diemžēl Sony nevarēja sniegt mums sīkākus paskaidrojumus par precīzu modeli, un viņi, iespējams, nekad nevarēs to atklāt — uzņēmumi mēdz spēlēt savas kārtis. ļoti tuvu viņu krūtīm, kad runa ir par progresīvām tehnoloģijām, piemēram, to, ko mēs redzam HDR, un pat Google ir savs patentēts algoritms HDR fotoattēliem, kas pazīstams kā HDR+. Tomēr joprojām ir zināma publiski pieejama informācija, ko varam izmantot, lai apkopotu, kā to varētu paveikt. Pāris rakstus ir publicējis Šrī K. Najars no Kolumbijas universitātes (no kuriem viens bija sadarbībā ar Tomoo Mitsunaga no Sony), kas satur dažādus veidus, kā izmantot Telpiski mainīgu ekspozīciju, un dažādus izkārtojumus, ar kuriem to var panākt. Tālāk ir sniegts izkārtojuma piemērs ar četriem RGBG attēla sensora ekspozīcijas līmeņiem. Šis izkārtojums apgalvo, ka var iegūt vienu pilnas izšķirtspējas HDR attēlus ar tikai aptuveni 20% telpiskās izšķirtspējas zudums atkarībā no scenārija (tas pats sasniegums, par kuru apgalvo Sony SME-HDR).
Sony jau ir izmantojis SME-HDR dažos attēla sensoros, tostarp IMX214, kas pēdējā laikā ir piedzīvojis lielu popularitāti (tiek izmantots Asus Zenfone 3 Lāzers, Moto Z, un Xperia X Performance), bet tas ir jauns IMX378 papildinājums salīdzinājumā ar IMX377, kas tika izmantots pagājušajā gadā. Tas ļauj kameras sensoram izvadīt gan 10 bitu pilnu izšķirtspēju, gan 4k video ar 60 Hz ar aktīvu SME-HDR. Lai gan sašaurinājums citur procesā radīs zemāku robežu, tas ir fantastisks uzlabojums salīdzinājumā ar to, uz ko spēja IMX377, un liecina par labām lietām, kas gaidāmas nākotnē.
Viens no lielākajiem IMX378 uzlabojumiem salīdzinājumā ar IMX377 ir tas, ka tas spēj apstrādāt vairāk attēla apstrādes mikroshēmā, samazinot ISP darba slodze (lai gan ISP joprojām var pieprasīt RAW attēla datus atkarībā no tā, kā OEM nolemj izmantot sensors). Tas var tikt galā ar daudzām mazām lietām, piemēram, defektu labošanu un spoguļošanu lokāli, bet, kas ir vēl svarīgāk, tas var arī apstrādāt BME-HDR vai SME-HDR, neiesaistot ISP. Tā varētu būt liela atšķirība turpmākajā darbībā, atbrīvojot ISP papildu izmaksas nākamajos tālruņos.
Mēs vēlamies vēlreiz pateikties Sony par palīdzību šī raksta izveidē. Mēs ļoti novērtējam Sony ieguldīto darbu, palīdzot nodrošināt šī procesa precizitāti un dziļumu funkciju, jo īpaši ļaujot mums atklāt kādu iepriekš neizdotu informāciju par IMX378.
To sakot, ir ļoti žēl, ka ir tik grūti piekļūt daļai šīs informācijas, pat pamata informācijai par produktu. Kad uzņēmumi mēģina ievietot informāciju savās tīmekļa vietnēs, tā bieži var būt diezgan nepieejama un nepilnīga. daļa, jo tas bieži tiek uzskatīts par sekundāru uzņēmuma darbinieku rūpēm, kas vairāk koncentrējas uz savu galveno strādāt. Viena īpaša persona, kas nodarbojas ar sabiedriskajām attiecībām, var ievērojami mainīt šāda veida informācijas sniegšanu ir pieejami un pieejami plašai sabiedrībai, un mēs redzam, ka daži cilvēki cenšas to darīt tieši savā bezmaksas laiks. Pat uz Sony Exmor Pats Vikipēdijas raksts, kur pāris mēnešu laikā viens cilvēks savā brīvajā laikā ielika lielāko daļu pamatu, lai ņemtu to no gandrīz bezjēdzīga 1715 baitu raksts kas bija lielākoties tas pats gadiem ilgi, apmēram 50 000 baitu rakstā, ko mēs tur šodien redzam ar 185 atšķirīgiem redaktoriem. Raksts, kas neapšaubāmi ir labākā tiešsaistē pieejamā informācijas krātuve par Sony Exmor sensoru līniju, un mēs varam redzēt ļoti līdzīgu modeli citos rakstos. Viens īpašs rakstnieks var būtiski mainīt to, cik viegli klienti var salīdzināt dažādus produktiem un to, cik izglītoti ir ieinteresēti patērētāji par šo tēmu, kas var būt tālejoša efekti. Bet tā ir tēma citai reizei.
Kā vienmēr, mums rodas jautājums, kā šīs aparatūras izmaiņas ietekmēs pašas ierīces. Acīmredzot mēs nesaņemsim 4k 60 Hz HDR video (un, iespējams, nesaņemsim HDR video vispār, jo Google to vēl nav minējis), bet ātrāku pilnu izšķirtspēju. fotografēšana, iespējams, ievērojami palīdzēs ar HDR+, un mēs redzēsim, ka jaunākā sensora uzlabojumi iesūksies tālrunī citos līdzīgos mazos, bet būtiskos veidos. arī.
Kamēr DXOMark uzskaita Pixel Tā kā tālruņi darbojas nedaudz labāk nekā Samsung Galaxy S7 un HTC 10, daudzas lietas, kas Pixel tālruņiem piešķīra nelielu pārsvaru, bija galvenā programmatūra. uzlabojumi, piemēram, HDR+ (kas rada absolūti fantastiskus rezultātus un kam DXOMark veltīja visu sava pārskata sadaļu) un Google īpašā EIS. sistēma (kas var darboties tandēmā ar OIS), kas ņem žiroskopa paraugus 200 reizes sekundē, lai nodrošinātu kādu no vislabākajām elektroniskā attēla stabilizācijas iespējām redzēts. Jā, Pixel tālruņiem ir lieliska kamera, taču vai tie varēja būt vēl labāki, pievienojot OIS un Dual Pixel PDAF? Pilnīgi noteikti.
Nepārprotiet mani, kā jau teicu, Pixel tālruņiem ir absolūti satriecoša kamera, taču jūs nevarat man pārmest, ka vēlos vairāk, it īpaši kad ceļš uz šiem uzlabojumiem ir tik skaidrs (un kad tālruņu cenas ir par pilnu vadošo cenu, kur jūs sagaidāt labāko no labākais). Vienmēr būs daļa no manis, kas vēlas vairāk, kas vēlas labāku akumulatora darbības laiku, ātrākus procesorus, labāku akumulatora darbības laiku, gaišāku un spilgtāki ekrāni, skaļāki skaļruņi, labākas kameras, vairāk atmiņas, labāks akumulatora darbības laiks un, pats galvenais, labāks akumulatora darbības laiks (atkal). To sakot, Pixel tālruņiem ir daudz mazu fantastisku funkciju, kas varētu apvienot patiesi daudzsološu ierīci, ko es priecājos redzēt.