Содержание

• Важность пикселей или фото сайтов
• Пиксельный подход
• Кто сейчас использует пиксельный биннинг?
• Убывающая отдача?

В прошлом году термин «сглаживание пикселей» регулярно появлялся, когда речь шла о фотосъемке со смартфона. Термин не совсем вызывает волнение, но сегодня это особенность, которая питает множество телефонов.

Так что же такое пиксельное биннинг? Присоединяйтесь к нам, чтобы взглянуть на одну из ведущих функций фотосъемки на смартфоне на рынке.

Важность пикселей или фото сайтов

Чтобы понять распределение пикселей, мы должны понять, что на самом деле представляет собой пиксель в этом контексте.Рассматриваемые пиксели также известны как фотосайты, и они представляют собой физические элементы на сенсоре камеры, которые захватывают свет во время фотосъемки.

Размер пикселя обычно измеряется в микронах (миллионных долях метра), при этом все, что находится на уровне или ниже одного микрона, считается маленьким. Камеры iPhone XS Max, Google Pixel 3 и Galaxy S10 предлагают большие 1,4-микронные пиксели.

Излишне говорить, что вы всегда хотите, чтобы ваши пиксели были большими, поскольку пиксель большего размера может просто захватывать больше света, чем пиксель меньшего размера. Возможность запечатлеть больше света означает лучшую производительность в пабе или в сумерках, когда свет стоит дороже. Но датчики камеры смартфона должны быть маленькими, чтобы вписываться в современные стройные рамки - если вы не возражаете против удара камеры.

Небольшой размер сенсора смартфона означает, что пиксели также должны быть небольшими, если вы просто не используете меньшее количество пикселей (то есть сенсор с более низким разрешением). Другой подход заключается в использовании большего количества пикселей (т. Е. Датчика с более высоким разрешением), но вам придется либо увеличить размер датчика и справиться с выпуклостью, либо уменьшить пиксели еще больше. Снижение пикселей еще больше отрицательно скажется на возможностях слабой освещенности. Но именно здесь пиксельное биннинг может иметь значение.

Пиксельный подход

12-мегапиксельный снимок в пикселях, снятый на 48-мегапиксельном Honor View 20.

Чтобы суммировать это в одном предложении, пиксельное объединение - процесс, который видит данные из четырех пикселей, объединенных в один. Таким образом, сенсор камеры с крошечными 0,9 микронными пикселями будет давать результаты, эквивалентные 1,8 микронным пикселям, при съемке в пикселях.

Как мы уже говорили в нашем объяснителе камеры на 48 мегапикселей, воспринимайте датчик камеры как двор, а пиксели / фотоэлементы - как ведра, собирающие дождь во дворе. Вы можете разместить множество маленьких ведер во дворе или несколько больших. Но пиксельное объединение по сути является эквивалентом объединения всех маленьких сегментов в одно гигантское, когда это необходимо.

Самым большим недостатком этого метода является то, что ваше разрешение эффективно делится на четыре при съемке в пикселях. Таким образом, это означает, что снимок в двоичном режиме на 48-мегапиксельной камере на самом деле составляет 12 мегапикселей, а снимок в двоичном режиме на 16-мегапиксельной камере составляет всего четыре мегапикселя.

Как правило, пиксельное биннинг становится возможным благодаря использованию на сенсорах камеры четырехугольного фильтра Байера. Фильтр Байера - это цветной фильтр, используемый во всех датчиках цифровых камер, расположенный на сайтах с пикселями / фотографиями и захватывающий изображение красного, зеленого и синего цветов.

Ваш стандартный байеровский фильтр состоит из 50-процентных зеленых фильтров, 25-процентных красных фильтров и 25-процентных синих фильтров. По данным фотоматериала Cambridge in Color, это устройство предназначено для имитации человеческого глаза, чувствительного к зеленому свету. Как только это изображение захвачено, оно интерполируется и обрабатывается для получения окончательного, полноцветного изображения.

Но четырехугольный фильтр Байера группирует эти цвета в кластеры по четыре, а затем использует программную обработку преобразования массива, чтобы включить пиксельное объединение. Расположение кластеров обеспечивает дополнительную легкую информацию в процессе преобразования массива, что делает ее лучше, чем простая интерполяция / масштабирование до 48MP. Посмотрите на изображение выше, чтобы посмотреть, как работает квадрупольный фильтр - обратите внимание, как группировка различных цветов отличается от традиционного байеровского фильтра? Вы также заметите, что ему все еще удается предложить 50-процентные зеленые фильтры, 25-процентные красные фильтры и 25-процентные синие фильтры.

Приняв фильтр с четырьмя байеровыми фильтрами и пакетное преобразование пикселей, вы получаете преимущество в виде снимков сверхвысокого разрешения в дневное время и снимков с пониженным разрешением в ночное время. И эти ночные снимки должны быть ярче и обеспечивать более низкий уровень шума по сравнению с снимком в полном разрешении.

Кто сейчас использует пиксельный биннинг?

Если у производителя есть телефон с 32-мегапиксельной, 40-мегапиксельной или 48-мегапиксельной камерой, то эта функция почти гарантированно предложена. Известные устройства в этом отношении включают серии Xiaomi Redmi Note 7, Xiaomi Mi 9, Honor View 20, Huawei Nova 4, Vivo V15 Pro и ZTE Blade V10.

Но мы также видим бренды с камерами более низкого разрешения, предлагающими варианты пиксельного биннинга, такие как LG G7 ThinQ и V30s ThinQ. Эти устройства предлагают режим Super Bright на 16-мегапиксельных камерах, используя пиксельное биннинг, чтобы получить более яркие 4-мегапиксельные снимки. Мы даже видели такие бренды, как Xiaomi, использующие 16-мегапиксельные и 20-мегапиксельные камеры с пиксельным биннингом, такие как Xiaomi Redmi S2 и Mi A2 соответственно.

Очевидно, камеры с более высоким разрешением кажутся более подходящими для этой техники (особенно на камерах, обращенных назад), поскольку выходное разрешение не является низким. Но это также заставляет задуматься, как высоко вы можете подняться. Что ж, новое интервью предполагает, что 64MP и 100MP + камеры находятся в разработке.

Убывающая отдача?

Представитель Qualcomm рассказал MySmartPrice бренды выпустят 64-мегапиксельные и 100-мегапиксельные смартфоны в этом году Это может оставить нам 16-мегапиксельные и как минимум 25-мегапиксельные снимки в пикселях соответственно. Но если эти камеры сверхвысокого разрешения не имеют массивных датчиков для всех этих пикселей (при этом они сохраняют размеры пикселей, сопоставимые с 48-мегапиксельными датчиками), нас может разочаровать.

В конце концов, если бы мы получили 64-мегапиксельную камеру с очень маленькими 0,5-микронными пикселями, то пиксельный снимок будет фактически эквивалентен 16-мегапиксельному пиксельному изображению. Таким образом, производитель приложит все усилия, чтобы получить результаты, аналогичные селфи-камере OnePlus 6T или основной камере LG G7. Почему бы просто не использовать 12-мегапиксельный сенсор, похожий на серию Google Pixel или Samsung Galaxy S10?

Одна возможность состоит в том, что эти камеры со сверхвысоким разрешением могут объединять данные из еще большего количества пикселей, чтобы повысить производительность при слабом освещении. Но неясно, возможно ли это только с помощью пиксельного биннинга. Тем не менее, Nokia 808 PureView использовал так называемый метод передискретизации, чтобы объединить данные из 14 пикселей для более чистого 3-мегапиксельного снимка. И если 3MP слишком низкое разрешение для вашего вкуса, то камера также способна объединять данные из восьми пикселей для лучшей 5-мегапиксельной съемки (или данные из пяти пикселей для 8-мегапиксельной съемки).

Даже если камеры со сверхвысоким разрешением не будут реализованы в ближайшее время, нынешние кадры с 40-мегапиксельной и 48-мегапиксельной датчиками уже показывают впечатляющие результаты при использовании пиксельного биннинга. Благодаря постоянно улучшающимся возможностям, таким как ночные режимы, улучшенное масштабирование и интеллектуальные возможности искусственного интеллекта, у вас есть большой потенциал для более качественных фотографий на смартфонах.