Samsung Galaxy S20 Ultra, Nona Binning ile nasıl harika fotoğraflar çekiyor?

Akıllı telefon kamerası megapiksel savaşları birkaç yıldır durma noktasına geldi ancak 2019'da yeniden ivme kazandı. Huawei P20 Pro'nun 2018'de gelişi (gözden geçirmek) ve Huawei Mate 20 Pro (gözden geçirmek) devasa 40 MP Quad Bayer sensörleriyle, yüksek megapiksel sensörlerin düşük ışıkta fotoğrafçılık için mutlaka bir zararlı olmadığını kanıtladı. Şık 4'ü 1 arada piksel gruplaması ve güçlü Gece Modu sayesinde, Huawei'nin 2018 amiral gemisi akıllı telefonları rahatlıkla Düşük ışıkta fotoğrafçılıkta en üst düzey, eşleştirme ve hatta bazı durumlarda Google'ın HDR+ ve Gece Görüşünün sahip olduğu en iyiyi bile geçme teklif. 2019 yılında, Huawei'den ilham alan yüksek megapiksel Quad Bayer sensörleri, büyük akıllı telefon satıcılarının çoğunun bu teknolojinin bir türünü kullanmasıyla ana akım haline geldi. 48 MPSony IMX586

, 48 MPSamsung GM1 ve GM2, 64 MP Samsung ISOCELL GW1ve son olarak en yeni 64MP Sony IMX686. Xiaomi, lansmanıyla işleri bir adım daha ileri götürdü. Mi Not 10, bir özellikli 108 MP Samsung ISOCELL HMX birincil sensör. yeni piyasaya sürülen Samsung Galaxy S20 Ultra piyasadaki 108MP birincil kamerayı kullanan ikinci telefondur ( Mi Mix Alfa konsept telefon), ancak iş akışı farklıdır. Ayrıntılara girelim.

Galaxy S20 Ultra, Samsung'un Galaxy S20 serisinin amiral gemisi telefonudur ve buna uygun teknik özelliklere ve fiyatlara sahiptir. Normal Galaxy S20 ve Galaxy S20+, 1,8 mikron piksel boyutuna sahip yeni bir 12 MP birincil sensör kullanırken, Galaxy S20 Ultra, 108 MP birincil sensöre geçiyor. Ancak bu, Mi Note 10 ile aynı sensör değil. Galaxy S20 Ultra, Mi Note 10'da kullanılan ISOCELL HMX'e göre hafif bir gelişme olan ISOCELL HM1 sensörünü kullanıyor. Birincisi, 8K@24fps video kaydı yapabiliyor. Daha da ilginci, Mi Note 10'da kullanılan 4'ü 1 arada piksel gruplamasından, 12 MP fotoğraflar üreten yeni 9'u 1 arada piksel gruplamasına geçiş yapıyor. Samsung buna nona gruplama adını veriyor ve bu, 2x2 piksel gruplama yerine 3x3 piksel gruplama kullanan ilk telefon. Galaxy S20 Ultra, yüksek çözünürlüklü 108MP modu ile pikselsiz gruplamalı 12MP modu arasında dinamik olarak geçiş yapabilir.

Bunun neden faydalı olduğunu anlamak için piksel gruplamanın nasıl çalıştığına bir göz atalım.

Yüksek megapiksel Quad Bayer sensörlerde piksel gruplama

2018'den önce neredeyse her akıllı telefon kamerasında Bayer renk filtresi dizisi vardı. Huawei P20 Pro ve Huawei Mate 20 Pro, Quad Bayer sensörlerini kullanan ilk telefonlardı. Basitçe söylemek gerekirse, Quad Bayer sensörünün renk çözünürlüğü, standart Bayer düzenine sahip bir sensörden daha azdır. Örneğin IMX586'da kamera sensöründeki fiziksel renk filtreleri yalnızca 12 MP'lik etkin çözünürlüğe sahiptir. Bu tür sensörlerin ISP'si, alt pikselleri mantıksal pikseller arasında yeniden düzenleyerek sensörden sanal bir 48MP Bayer sonucu elde edebilir. Bu yaklaşımın standart bir Bayer filtresi kullanmak kadar iyi olmadığı açık olmalıdır. Spesifik fark nedir? Buna göre AnandTech, 48MP IMX586, uzamsal çözünürlüğü yalnızca yarıya kadar artırabildiğinden 27MP'ye daha yakın uzamsal çözünürlüğe sahiptir.

O halde neden Quad Bayer sensörlerini kullanmalısınız? Mantıklı çünkü şimdiye kadar, bir cihaz üreticisinin yüksek megapiksel sensör eklemek istemesi durumunda piyasadaki tek seçenek bunlardı. Gürültüyü azaltmak, dinamik aralığı geliştirmek ve piksel başına ayrıntıyı iyileştirmek için sensör seviyesinde dört pikseli tek bir pikselde birleştiren 4'ü 1 arada piksel gruplama kullanılarak olumsuzluklar hafifletilir. Birden çok pikseli tek bir pikselde birleştirmek yeni bir fikir değil; bu, 2012 ve 2013 yıllarında Nokia 808 PureView ve Nokia Lumia 1020 ile yapıldı. Daha önce fikir, birden fazla gürültülü pikselin tek bir temiz "süper" piksel halinde birleştirilmesiydi. Quad Bayer sensörlerinin ortaya çıkışı piksel gruplamanın popülerleşmesine yol açtı.

Piksel gruplamanın arkasındaki teori şudur. Huawei'nin amiral gemilerindeki özel 40MP sensörü 1,0 mikron piksel boyutuna sahip. Ana akım 48MP ve 64MP sensörler, 0,8 mikronluk daha da küçük bir piksel boyutuna sahiptir. 108MP ISOCELL sensörler bile aynı 0,8 mikron piksel boyutuna sahiptir çünkü çözünürlük sensör boyutuyla eş zamanlı olarak artırıldığında piksel boyutu sabit kalır. Piksel boyutu küçültüldüğünde düşük ışıkta görüntü kalitesi olumsuz etkilenir. Düşük ışıklı fotoğraflar, pikselin ışığa duyarlılığından büyük ölçüde etkilenir ve bu nedenle temel kural amiral gemisi 12MP sensörler yaklaşık 1,4 mikron piksel boyutuna yerleşerek daha büyük bir piksel boyutuna sahip olacak.

Quad Bayer sensörleri teorik olarak bu sınırlamayı piksel gruplamayla aşıyor. Huawei'nin 4'ü 1 arada piksel gruplaması, varsayılan olarak 2,0 mikron "etkili piksel boyutunda" 10 MP fotoğraflarla sonuçlanır. 48MP ve 64MP sensörler, 12MP ve 16MP fotoğraflar için varsayılan olarak 1,6 mikronluk etkin piksel boyutunda 4'ü 1 arada piksel gruplama kullanır. Xiaomi Mi Note 10, varsayılan olarak 1,6 mikronluk etkin piksel boyutunda 27 MP fotoğraflar için 4'ü 1 arada piksel gruplama kullanır. Bu, düşük ışıkta rekabetçi sonuçlar elde etmelerini sağlar. Elbette akıllı telefon fotoğrafçılığı karmaşık bir alandır ve görüntü işleme de aynı derecede önemli bir faktördür, ancak diğer tüm faktörler sabit olduğunda, 1,6 mikronluk etkin piksel boyutu 1,4 piksel boyutundan daha iyi olmalıdır mikron. Bazı cihaz üreticileri bu tür yüksek megapiksel Quad Bayer sensörlerinin uygulanmasında diğerlerinden daha başarılıydı. Samsung, Huawei ve Apple özel sensörleriyle kalmayı tercih ederken, Google nispeten eski Sony sensörünü kullanmaya devam etti Google Pixel 4'teki IMX363, gelişmiş HDR+ ve Gece biçimindeki hesaplamalı fotoğrafçılıkla bu açığı kapatıyor Görünüş.

Dolayısıyla, artık daha düşük orta sınıf telefonların bile 48MP ve 64MP Quad Bayer sensörlere sahip olduğu bir pazara sahibiz, çünkü bu telefonların geleneksel 12MP veya 16MP sensörlere göre çok az gerçek dezavantajı var. 4'ü 1 arada piksel gruplaması kullanıldığında, son fotoğraflar çoğu aydınlatma koşulunda, özellikle de düşük ışıkta 12 MP çözünürlükte olacaktır. Yüksek çözünürlüğün avantajı gün ışığında ortaya çıkıyor; bazı telefonlar artan mekansal çözünürlükten yararlanmak için 48 MP modları sunuyor.

Galaxy S20 Ultra'nın "binning'i yok"

Galaxy S20 Ultra, piksel gruplama metodolojisinin mantıksal ilerlemesidir. Şimdiye kadar yüksek megapiksel sensörleri kullanan telefonlar, dört pikseli tek bir pikselde birleştirmek için 2x2 gruplama kullanıyordu. Bu, örneğin etkin piksel boyutunun 0,8 mikrondan 1,6 mikrona iki katına çıkarılmasına olanak tanır. Ancak 108 MP'lik bir sensörle aynı anda daha fazla pikselin gruplandırılması potansiyeli vardır. 4'ü 1 arada piksel gruplama, 27 MP piksel gruplamalı modla sonuçlanacak ve bu, genel fotoğraflar için hala çok büyük olduğu tartışılabilir. Ayrıca, 1,6 mikron etkin piksel boyutunda 27 MP fotoğraflar da iyidir, peki ya 2,4 mikron etkin piksel boyutunda 12 MP fotoğraflara sahip olabilseydiniz?

Samsung, sensör düzeyinde dokuz pikseli tek bir pikselde birleştiren 3x3 piksel gruplama kullanarak 2,4 mikronluk etkin piksel boyutuna ulaşıyor. "Nona binning" şirketin 3x3 gruplama için kullandığı pazarlama teriminden başka bir şey değildir. Bu, nispeten gürültülü dokuz pikseli büyük ve temiz bir süperpikselde birleştirecek ve bu da teorik olarak düşük ışık hassasiyetini daha da artıracak. Akıllı telefon kameralarında 2,4 mikronluk etkin piksel boyutu duyulmamış bir şeydir. Tek paralel OmniVison'un 48MP OV48C görüntü sensörüCES'te lansmanı yapıldı. Standart Bayer fotoğrafları üretir ve 2,4 mikron piksel boyutunda 12 MP fotoğraflar elde etmek için piksele yakın gruplama kullanan 1,2 mikron piksel boyutuna sahiptir. Harika özelliklere sahip olmasına rağmen henüz herhangi bir nakliye telefonuna ulaşmadı.

Bu nedenle Samsung'un yaklaşımı teorik olarak her iki açıdan da en iyisidir. Şirkete göre telefon, yüksek çözünürlüklü 108MP mod ile 12MP pikselsiz gruplamalı mod arasında dinamik olarak geçiş yapacak. Gün ışığında, uzak ayrıntıları yakalamak ve görüntü işlemenin iyi olması durumunda daha etkili kırpma için ultra yüksek çözünürlüklü 108 MP fotoğraflar çekebilmelidir. Düşük ışıkta, 9'u 1 arada piksel gruplamayı kullanarak dinamik olarak 12 MP moduna geçiş yapacaktır. Düşük ışıkta fotoğrafçılık, çözünürlükten ziyade piksel boyutundan çok daha fazla etkilenir. Teorik düzeyde, düşük ışıkta 3x3 piksel gruplaması, çözünürlük 27MP'den (2x2 gruplama) 12MP'ye (3x3 gruplama) düşmüş olsa bile 2x2 gruplamaya göre çok daha anlamlıdır.

Böylelikle Galaxy S20 Ultra'nın 108MP sensörünün kağıt üzerinde herhangi bir zayıflığı bulunmuyor. Aslında, düşük ışıkta olduğu gibi gün ışığında da yeni bir görüntü kalitesi şampiyonu olması gerekiyor. Telefonu kendimiz test edene kadar kararımızı saklı tutsak da, Samsung kağıt üzerinde doğru kararları verdi. Kişisel olarak, uygulama iyi bir şekilde yürütülürse, 108 MP sensör kullanan daha fazla satıcının, düşük ışıkta daha iyi fotoğraflar elde etmek için 4'ü 1 arada gruplamadan 9'u 1 arada piksel gruplamaya geçeceğinden hiç şüphem yok. Galaxy S20 Ultra kesinlikle ilginç bir telefon ve akıllı telefon kamera performansının ve görüntü kalitesinin bu yıl bir adım daha ileriye gideceği konusunda bizi umutlandırıyor.

Samsung Galaxy S20 Forumları ||| Samsung Galaxy S20+ Forumları ||| Samsung Galaxy S20 Ultra Forumları