Ogromna primarna kamera Samsung Galaxy S20 Ultra s 108 MP uporablja združevanje slikovnih pik 9 v 1 v svojem načinu združevanja slikovnih pik 12 MP. Samsung to imenuje nona binning.
Vojne megapikselnih pik kamer pametnih telefonov so se za nekaj let ustavile, vendar so se leta 2019 znova okrepile. Prihod leta 2018 Huawei P20 Pro (pregled) in Huawei Mate 20 Pro (pregled) z ogromnimi senzorji Quad Bayer s 40 milijoni slikovnih pik je dokazal, da senzorji z veliko megapiksli niso nujno v škodo pri fotografiranju pri šibki svetlobi. Zahvaljujoč odličnemu združevanju slikovnih pik 4 v 1 in zmogljivemu nočnemu načinu so lahko Huaweijevi vodilni pametni telefoni leta 2018 udobno bili v najvišja raven pri fotografiranju pri šibki svetlobi, ki se ujema in v nekaterih primerih celo premaga najboljše, kar sta imela Googlova HDR+ in Night Sight ponudba. Leta 2019 so senzorji Quad Bayer z veliko milijoni slikovnih pik po navdihu Huaweija prispeli v mainstream z večino večjih prodajalcev pametnih telefonov, ki uporabljajo neko obliko
48MP Sony IMX586, 48 MP Samsung GM1 in GM2, 64MP Samsung ISOCELL GW1, in končno, najnovejši 64MP Sony IMX686. Xiaomi je stvari dvignil na višji nivo s predstavitvijo Mi Note 10, v katerem je nastopil a 108 MP Samsung ISOCELL HMX primarni senzor. The na novo predstavljen Samsung Galaxy S20 Ultra je drugi telefon na trgu, ki uporablja primarno kamero s 108 MP (če ne štejemo Mi Mix Alpha konceptni telefon), vendar je njegov potek dela drugačen. Pojdimo v podrobnosti.Galaxy S20 Ultra je vodilni telefon v Samsungovi seriji Galaxy S20 in ima ustrezne specifikacije in ceno. Medtem ko navadna Galaxy S20 in Galaxy S20+ uporabljata nov primarni senzor 12 MP z velikostjo slikovnih pik 1,8 mikrona, se Galaxy S20 Ultra pomakne na primarni senzor 108 MP. Vendar to ni isti senzor kot Mi Note 10. Galaxy S20 Ultra uporablja senzor ISOCELL HM1, kar je rahlo izboljšanje v primerjavi s senzorjem ISOCELL HMX, ki se uporablja v Mi Note 10. Zmožen je snemanja videa 8K@24fps, na primer. Še bolj zanimivo je, da se odmika od združevanja slikovnih pik 4 v 1, ki se uporablja v Mi Note 10, na novo združevanje slikovnih pik 9 v 1, ki proizvaja fotografije 12 MP. Samsung to imenuje nona binning in je prvi telefon, ki uporablja združevanje pikslov 3x3 namesto združevanja pikslov 2x2. Galaxy S20 Ultra lahko dinamično preklaplja med načinoma visoke ločljivosti 108 MP in načinom brez pikslov 12 MP.
Da bi razumeli, zakaj je to koristno, si poglejmo, kako deluje združevanje slikovnih pik.
Združevanje slikovnih pik na senzorjih Quad Bayer z veliko megapiksli
Pred letom 2018 je skoraj vsaka kamera pametnega telefona imela Bayerjev niz barvnih filtrov. Huawei P20 Pro in Huawei Mate 20 Pro sta bila prva telefona, ki sta uporabljala senzorje Quad Bayer. Preprosto povedano, senzor Quad Bayer ima manjšo barvno ločljivost kot senzor s standardno Bayerjevo postavitvijo. Na IMX586 imajo na primer fizični barvni filtri na senzorju kamere le učinkovito ločljivost 12 MP. Ponudnik internetnih storitev takšnih senzorjev lahko doseže navidezni Bayerjev rezultat 48 MP iz senzorja s prerazporeditvijo podpikslov med logičnimi piksli. Jasno mora biti, da ta pristop ni tako dober kot uporaba standardnega Bayerjevega filtra. Kakšna je posebna razlika? Po navedbah AnandTech, 48MP IMX586 ima prostorsko ločljivost bližje 27MP, saj lahko prostorsko ločljivost poveča le do polovice.
Zakaj potem uporabljati senzorje Quad Bayer? Smiselni so, ker so bili do zdaj edina možnost na trgu, če želi izdelovalec naprave vgraditi senzor z veliko megapiksli. Njihove negativne strani so ublažene z uporabo združevanja slikovnih pik 4 v 1, ki združuje štiri slikovne pike v eno slikovno piko na ravni senzorja za zmanjšanje šuma, izboljšanje dinamičnega razpona in izboljšanje podrobnosti na slikovno piko. Združevanje več slikovnih pik v eno ni nova ideja; to je bilo storjeno z Nokio 808 PureView in Nokio Lumia 1020 v letih 2012 in 2013. Prej je bila zamisel, da bo več hrupnih slikovnih pik združenih v eno čisto "super" slikovno piko. Pojav senzorjev Quad Bayer je privedel do popularizacije združevanja pikslov.
Teorija za združevanjem slikovnih pik je naslednja. Huaweijev senzor po meri s 40 milijoni slikovnih pik na njegovih vodilnih modelih ima velikost pikslov 1,0 mikrona. Glavna senzorja z ločljivostjo 48 MP in 64 MP imata še manjšo velikost slikovnih pik pri 0,8 mikrona. Celo senzorji ISOCELL s 108 milijoni slikovnih pik imajo enako velikost slikovnih pik 0,8 mikrona, ker ostane velikost slikovnih pik nespremenjena, ko se ločljivost poveča sočasno z velikostjo senzorja. Ko se velikost slikovnih pik zmanjša, to negativno vpliva na kakovost slike pri šibki svetlobi. Na fotografije pri šibki svetlobi močno vpliva občutljivost slikovnih pik na svetlobo in zato pravilo je uporabiti večjo velikost slikovnih pik, pri čemer se vodilni senzorji z 12 milijoni slikovnih pik ustalijo pri približno 1,4-mikronski velikosti slikovnih pik.
Senzorji Quad Bayer teoretično zaobidejo to omejitev z združevanjem pikslov. Huaweijevo združevanje slikovnih pik 4 v 1 privzeto povzroči fotografije 10 MP pri »efektivni velikosti pikslov« 2,0 mikrona. Senzorja 48 MP in 64 MP privzeto uporabljata združevanje slikovnih pik 4 v 1 za fotografije 12 MP in 16 MP pri efektivni velikosti slikovnih pik 1,6 mikrona. Xiaomi Mi Note 10 privzeto uporablja združevanje slikovnih pik 4 v 1 za fotografije ločljivosti 27 MP pri efektivni velikosti pikslov 1,6 mikrona. To jim omogoča doseganje konkurenčnih rezultatov pri šibki svetlobi. Seveda je fotografiranje s pametnim telefonom zapleteno področje in obdelava slik je enako pomemben dejavnik, vendar če so vsi drugi dejavniki konstantni, bi morala biti efektivna velikost slikovne pike 1,6 mikrona boljša od velikosti slikovne pike 1,4 mikron. Nekateri izdelovalci naprav so bili uspešnejši od drugih pri implementaciji takšnih senzorjev Quad Bayer z veliko megapiksli. Samsung, Huawei in Apple so se odločili, da bodo ostali pri svojih senzorjih po meri, Google pa je še naprej uporabljal razmeroma star Sony IMX363 v Google Pixel 4, ki se nadomesti z računalniško fotografijo v obliki izboljšanega HDR+ in Night Pogled.
Tako imamo zdaj trg, na katerem imajo tudi telefoni nižjega srednjega razreda senzorje Quad Bayer z ločljivostjo 48 MP in 64 MP, saj imajo v bistvu malo resničnih slabosti v primerjavi s tradicionalnimi senzorji z ločljivostjo 12 MP ali 16 MP. Z uporabo združevanja slikovnih pik 4 v 1 bodo končne fotografije vseeno v ločljivosti 12 MP v večini svetlobnih pogojev, zlasti pri šibki svetlobi. Prednost visoke ločljivosti pride pri dnevni svetlobi, kjer nekateri telefoni ponujajo načine 48 MP, da izkoristijo povečano prostorsko ločljivost.
"nona binning" Galaxy S20 Ultra
Galaxy S20 Ultra je logičen napredek metodologije združevanja pikslov. Do sedaj so telefoni, ki uporabljajo senzorje z veliko milijoni slikovnih pik, uporabljali združevanje 2x2 za združevanje štirih slikovnih pik v eno. To omogoča na primer podvojitev efektivne velikosti pikslov z 0,8 mikrona na 1,6 mikrona. S senzorjem 108 MP pa obstaja možnost združevanja še več slikovnih pik hkrati. Združevanje slikovnih pik 4 v 1 bo povzročilo način združevanja slikovnih pik 27 MP, kar je še vedno verjetno preveliko za splošne fotografije. Tudi fotografije 27 MP pri efektivni velikosti slikovnih pik 1,6 mikrona so dobre, toda kaj, če bi lahko imeli fotografije 12 MP pri efektivni velikosti slikovnih pik 2,4 mikrona?
Samsung doseže efektivno velikost slikovnih pik 2,4 mikrona z uporabo združevanja slikovnih pik 3 x 3, ki združuje devet slikovnih pik v eno slikovno piko na ravni senzorja. "Nona binning" ni nič drugega kot tržni izraz podjetja za 3x3 binning. To bo združilo devet relativno hrupnih slikovnih pik v eno veliko in čisto super slikovno piko, kar bi teoretično še povečalo občutljivost pri šibki svetlobi. Efektivna velikost pikslov 2,4 mikrona je nezaslišana v kamerah pametnih telefonov. Edina vzporednica je OmniVisonov slikovni senzor 48MP OV48C, ki je bil predstavljen na CES. Oddaja standardne Bayerjeve fotografije in ima velikost slikovnih pik 1,2 mikrona, ki uporablja združevanje skoraj slikovnih pik za doseganje fotografij 12 MP z velikostjo slikovnih pik 2,4 mikrona. Čeprav ima odlične specifikacije, še ni dosegel nobenega telefona za pošiljanje.
Samsungov pristop je torej teoretično najboljši iz obeh svetov. Po navedbah podjetja bo telefon dinamično preklapljal med načinom visoke ločljivosti 108 MP in 12 MP načinom nona pixel binned. Pri dnevni svetlobi bi moral biti sposoben posneti fotografije z izjemno visoko ločljivostjo 108 MP za zajemanje oddaljenih podrobnosti in za učinkovitejše obrezovanje, če je obdelava slike na nivoju. Pri šibki svetlobi se bo dinamično preklopil v način 12 MP z uporabo združevanja slikovnih pik 9 v 1. Na fotografije pri šibki svetlobi veliko bolj vpliva velikost slikovnih pik kot ločljivost. Na teoretični ravni je združevanje slikovnih pik 3 x 3 pri šibki svetlobi veliko bolj smiselno kot združevanje 2 x 2, čeprav je ločljivost padla s 27 MP (združevanje 2 x 2) na 12 MP (združevanje 3 x 3).
Tako 108MP senzor Galaxy S20 Ultra na papirju nima slabosti. Pravzaprav bi se moralo izkazati za novega prvaka v kakovosti slike tako pri dnevni kot pri šibki svetlobi. Medtem ko si pridržujemo presojo, dokler telefona ne preizkusimo sami, je Samsung na papirju sprejel pravilne odločitve. Osebno ne dvomim, da bo več prodajalcev, ki uporabljajo senzorje 108 MP, prešlo na združevanje slikovnih pik 9 v 1 s združevanja 4 v 1, da bi dosegli boljše fotografije pri šibki svetlobi, če bo izvedba izvedena dobro. Galaxy S20 Ultra je vsekakor zanimiv telefon in upamo, da bosta zmogljivost kamere pametnega telefona in kakovost slike letos naredili še korak naprej.
Forumi za Samsung Galaxy S20 ||| Forumi za Samsung Galaxy S20+ ||| Forumi Samsung Galaxy S20 Ultra