48 пикселей какое разрешение

Обновлено: 06.07.2024

Сегодня гораздо больше людей интересуются технологиями и знаниями в целом, чем раньше.

Еще каких-то 15-20 лет назад технические подробности о вакцинах или сотовой связи волновали только специалистов. А теперь всем нужно понимать принцип работы мРНК-вакцин или механизмы влияния электромагнитного излучения от гаджетов на человека.

Одним словом, сегодня стало модным разбираться во всех вопросах. И это хорошо понимают крупные корпорации.

Если раньше достаточно было упомянуть в рекламе количество мегапикселей, то сегодня нужно обязательно сообщить размер каждого пикселя, вид цветного фильтра и даже уточнить тип изоляции от перекрёстных помех.

Дело дошло до того, что современные пользователи в сети обсуждают не камеру конкретного смартфона, а используемую в нём матрицу.

Сами сенсоры стали отдельным продуктом, который можно продавать, что, собственно, и делают производители, указывая на рекламных страницах своих смартфонов модель установленной в устройстве матрицы.

И это действительно важно. Так как две камеры с идентичным разрешением могут давать совершенно разный результат как по детализации, так и качеству картинки. И проблема может заключаться не в алгоритмах или производителе, а в разных сенсорах.

И в этой части речь пойдет о матрицах на 48 и 50 мегапикселей.

Предисловие. Или что нужно знать в общем о сенсорах Samsung?

Прежде, чем говорить о конкретных моделях, нужно вкратце разобраться с основными терминами и понятиями.

Что такое ISOCELL?

Изначально пиксели камеры работали по аналогии с нашими глазами. Свет проходил через линзу (хрусталик глаза), затем через слой металлических проводов (нервы) и в конце попадал на пиксели с цветными фильтрами (колбочки сетчатки).

Называлась эта технология FSI (Front Side Illumination или прямая засветка). Еще в Samsung Galaxy S2 использовалась именно такая матрица.

Затем на смену FSI пришла более совершенная технология под названием BSI (Back Side Illumination или обратная засветка). Теперь все металлические провода и схемы размещались за фотодиодом (светочувствительным элементом пикселя) и больше не блокировали падающий свет:

Для борьбы с этой проблемой и появилась технология ISOCELL (от англ. isolated cell или изолированная ячейка). Суть её заключалась в самом названии. Samsung попыталась полностью изолировать каждый пиксель, разместив перегородки (FDTI) не только между цветными фильтрами, но и вдоль всего пикселя:

Однако эти перегородки сократили полезное пространство внутри пикселя. Поэтому Samsung полностью изменила его внутреннюю структуру, разместив все элементы вертикально, тем самым значительно увеличив коэффициент заполнения (соотношение светочувствительной области к общей площади пикселя).

Эта технология получила название VTG (Vertical Transfer Gate или вертикальный затвор):

Если вам интересно увидеть, как это всё выглядит в реальности, а не на схематических картинках, тогда можно посмотреть на следующий снимок пикселя ISOCELL под микроскопом:

Следующей мишенью разработчиков стали материалы перегородок (FDTI). Изначально в ISOCELL они были сделаны из металла и поглощали часть фотонов, что снижало светочувствительность пикселей.

Потребовалось около 5 лет, чтобы заменить металл. Так в 2018 году появилась технология ISOCELL Plus, в которой использовался новый светоотражающий материал от компании Fujifilm.

Только за счет этого светочувствительность пикселя возросла на 15% и это позволило уменьшить сам пиксель без снижения его эффективности.

Однако часть материала (в основании цветных фильтров) всё еще была металлической. И только в 2021 году Samsung представила пиксели ISOCELL 2.0, в которых окончательно решила проблему с материалами изолятора. Светочувствительность новых пикселей возросла еще на 12%.

Таким образом, при прочих равных пиксели ISOCELL 2.0 более светочувствительны, чем ISOCELL Plus, которые в свою очередь более светочувствительны, чем оригинальные ISOCELL.

Tetracell, Nonacell и ChameleonCell

Практически во всех матрицах Samsung с высоким разрешением (от 40 Мп и выше) используется технология биннинга пикселей.

В классических сенсорах каждый фотодиод накрыт своим цветным фильтром, чтобы записывать не только яркость точки, но и её цвет. В матрицах с высоким разрешением один цветной фильтр накрывает сразу несколько пикселей (фотодиодов).

Соответственно, если взять условную 64-Мп матрицу, то количество пикселей на ней в зависимости от технологии биннинга будет разным:

Разумеется, этот эффект проявляется только в том случае, если мы снимаем в полном разрешении, то есть, когда алгоритм пытается восстановить оригинальный цвет каждого пикселя.

Если снимать в стандартном режиме, объединяя пиксели в группы, тогда такая проблема автоматически исчезает. Но и разрешение/детализация снимка при этом падает в несколько раз.

Модельный ряд фотоматриц Samsung

Теперь, когда мы разобрались с основными понятиями, рассмотрим модельный ряд фотоматриц от Samsung с высоким разрешением.

Матрица ISOCELL GM1 (S5KGM1)

Вот как выглядит этот сенсор в сравнении с крупным дюймовым сенсором Nikon CX:

Здесь под одним цветным фильтром размещаются 4 пикселя ISOCELL Plus с улучшенными материалами перегородок. Но в фильтрах всё еще присутствует металл, частично поглощающий фотоны.

Для фокусировки используются специальные фокусировочные пиксели PDAF, разбросанные по матрице. Они не участвуют в захвате изображения, поэтому их немного, чтобы не портить качество снимков.

Автофокус работает неплохо при хорошем освещении и очень плохо при недостаточном свете. Связано это не только с количеством фокусировочных пикселей, но и их типом (см. описание следующей матрицы).

Стандартный алгоритм работы ISOCELL GM1 выглядит следующим образом. Сигнал с 4 маленьких (0.8 мкм) пикселей объединяется в субпиксели 1.6 мкм, тем самым имитируя 12-Мп сенсор. Но так как для восстановления оригинального цвета нужны 4 субпикселя разных цветов, на выходе получается 3-Мп полноцветный снимок, который алгоритм ремозаики превращает в 12-Мп фото:

Популярные смартфоны с ISOCELL GM1:

Redmi Note 8/9
Poco M3
OPPO A93
Samsung Galaxy M21

Матрица ISOCELL GM2 (S5KGM2)

В новой матрице вдвое возросло аналоговое усиление сигнала при съемке в режиме 12 Мп.

Аналоговое усиление позволяет усилить сигнал еще до оцифровки. Соответственно, сенсор GM2 может выдать более качественные фотографии при плохом освещении (меньше шумов, выше яркость).

Также в ISOCELL GM2 впервые появилась возможность выдавать снимки в полном разрешении (48 Мп). То есть, процесс ремозаики на этой матрице выглядит следующим образом:

Так как новый сенсор позволяет работать с каждым отдельным пикселем, а не группами по четыре, здесь впервые появилась поддержка новой технологии HDR под названием Real-Time HDR.

Раньше для того, чтобы получить детали как в самых темных, так и самых ярких участках на снимке, нужно было делать несколько фотографий с разной выдержкой, а затем склеивать их в один кадр.

В ISOCELL GM2 каждый из четырех пикселей в группе позволяет снимать со своей выдержкой. В результате матрица может одним кадром захватывать как самые темные, так и самые светлые участки:

Похожая технология была и до того, как пиксели стали объединять в группы (об этом мы поговорим во второй части). Но так как раньше пиксели одного цвета находились гораздо дальше друг от друга, качество HDR оставляло желать лучшего.

Повторюсь, эти прозрачные пиксели (над ними не устанавливаются цветные фильтры) с перекрытой стороной не участвуют в процессе съемки и занимают полезное пространство.

Более того, металлическое перекрытие (показано черным цветом на картинке выше) значительно ухудшает светочувствительность таких пикселей, из-за чего страдает автофокус при плохом освещении.

В обновленном сенсоре GM2 убрали пиксели с перекрытием (PDAF) и просто разместили над парой обычных пикселей специальные микролинзы, которые фокусируют свет с каждой стороны объектива на соответствующий пиксель.

Это заметно улучшило светочувствительность, качество и скорость работы автофокуса.

Как видим, в новой матрице Samsung использовала больше интересных разработок, чем в оригинальной GM1.

Популярные смартфоны с матрицей ISOCELL GM2:

Samsung Galaxy A42 (5G)
Samsung Galaxy A31
Xiaomi Redmi Note 9
LG Velvet
Poco M2 Pro

Матрица ISOCELL GM5 (S5KGM5)

Samsung пропустила два поколения и после ISOCELL GM2 представила сразу ISOCELL GM5. Эта матрица кардинально отличается от двух предыдущих. Чтобы в этом убедиться, достаточно лишь взглянуть на неё (на картинке справа):

Чтобы как-то компенсировать эти недостатки, Samsung использовала новые пиксели ISOCELL 2.0. Но это незначительное улучшение не сделало матрицу более светосильной относительно предыдущей.

В чем же смысл новой модели?

К сожалению, матрица ISOCELL GM5 создавалась с прицелом на удобство, а не качество. Как известно, при сокращении размеров матрицы сокращается и фокусное расстояние объектива. Соответственно, модуль камеры занимает меньше места как по ширине, так и высоте:

В результате производитель может использовать дополнительное пространство по своему усмотрению, например, выпустив более тонкий смартфон или убрав выступающий блок камер.

ISOCELL GM5 использует систему фокусировки Super-PD от модели ISOCELL GM2, а также умеет выдавать снимки в полном разрешении.

Одним из нововведений в GM5 стал новый режим HDR под названием Staggered HDR (поэтапный HDR). Фактически в такой матрице работает сразу несколько затворов, которые проходят последовательно по матрице один за другим и сканируют один и тот же кадр с разной выдержкой.

По сравнению с традиционной технологией HDR, при которой смартфон делает несколько отдельных снимков, каждый раз построчно сканируя матрицу от начала до конца, Staggered HDR позволяет сократить время между созданием серии снимков с разной экспозицией. Так как в этом случае сенсор не дожидается окончания считывания, чтобы запустить новый этап экспозиции.

Соответственно, матрица способна выдавать более четкие HDR-снимки с меньшим размытием движущихся объектов. Также эта технология позволяет снимать HDR-видео в высоком разрешении с высокой частотой кадров и даже немного снижает энергопотребление сенсора.

Но несмотря на ряд интересных решений, с точки зрения физики матрица ISOCELL GM5 стала шагом назад в сравнении с GM2.

Что касается смартфонов, на момент написания этих строк на рынке еще нет устройств с этой матрицей.

50-Мп сенсоры ISOCELL GN

На текущий момент линейка также представлена тремя сенсорами:

Матрица ISOCELL GN1 (S5KGN1)

Так как сенсор GN1 был выпущен еще в 2020 году, здесь используются пиксели ISOCELL Plus. Напомню, технология ISOCELL 2.0 появилась только в 2021 году. Но размер пикселей (1.2 мкм) с лихвой компенсирует отсутствие более эффективных материалов изоляции.

Фильтр Tetracell всё также объединяет пиксели в группы по четыре, выдавая картинку с разрешением 12.5 Мп, но матрица легко может снимать и в полном разрешении.

При съемке в режиме 50 Мп уровень аналогового усиления сигнала такой же, как на ISOCELL GM1. Но если снимать в режиме биннинга пикселей (12.5 Мп), уровень аналогового усиления возрастает в 4 раза.

Всё это позволяет делать очень чистые снимки даже при плохом освещении. Матрица GN1 стала одной из самых светочувствительных на момент выхода.

Что касается режима HDR, здесь поддерживается технология Real-Time HDR как в ISOCELL GM2 (четыре пикселя снимают с разной выдержкой).

Здесь нет отдельных фокусировочных пикселей, как во всех сенсорах линейки ISOCELL GM. Вместо этого каждый пиксель используется как для фокусировки, так и получения изображения.

Мы подробно рассказывали о том, как именно работает аналогичная технология на 12-Мп матрицах. Здесь лишь уточню, что в каждом из 50 млн пикселей размещаются по 2 фотодиода, каждый из которых улавливает свет только с левой или правой части объектива.

Фактически матрица состоит из 100 млн светочувствительных элементов, которые группируются в каждом пикселе по два, а эти пиксели в свою очередь еще объединяются в группы по четыре под одним цветным светофильтром.

Популярные смартфоны с матрицей ISOCELL GN1:

Vivo X50 Pro+
Vivo X60 Pro+
Meizu 18 Pro

Матрица ISOCELL GN2 (S5KGN2)

Это тот редкий случай, когда буквально каждая характеристика предыдущей успешной модели только улучшается.

На текущий момент ISOCELL GN2 является самой крупной мобильной фото-матрицей на рынке, которая практически догнала дюймовый сенсор Nikon CX:

Это довольно смелое решение, так как не каждый производитель решится на установку такого крупного сенсора в свой флагман. Даже Samsung не использовала эту матрицу ни в одном из своих смартфонов, несмотря на то, что это лучший сенсор в портфолио компании.

Новая модель имеет тот же фильтр Tetracell и умеет снимать как в режиме биннинга пикселей (12.5 Мп), так и в полном разрешении (50 Мп).

Для расширенного динамического диапазона используется новая технология Staggered HDR, позаимствованная у сенсора ISOCELL GM5.

Новая модель унаследовала тип фокусировки от предыдущей, то есть, внутри каждого пикселя размещаются 2 фотодиода (всего 100 млн светочувствительных элементов на матрице).

Скорость и качество автофокуса улучшилось не только за счет этой технологии, но и за счет более светосильной матрицы.

Также в ISOCELL GN2 впервые появился новый режим усиления сигнала (повышения светочувствительности) под названием Smart-ISO Pro.

Во всех предыдущих сенсорах повышение светочувствительности матрицы работало следующим образом. Сенсор автоматически оценивал условия внешнего освещения и соответствующим образом усиливал аналоговый сигнал до оцифровки. Такой режим получил маркетинговое название Smart-ISO.

В итоге процессор получает два кадра, которые затем склеиваются в один. Таким образом, камера избавляется от шумов и еще лучше прорисовывает детали как в тенях, так и светлых участках.

Важно понимать отличие Smart-ISO Pro от обычного HDR. В первом случае сенсор физически делает только одну экспозицию, а затем считывает матрицу в двух режимах усиления. То есть, на кадре не может быть никакого размытия, вызванного движением камеры или рук в момент съемки нескольких кадров, так как кадр всего один.

К сожалению, на текущий момент сенсор ISOCELL GN2 используется эксклюзивно во флагманских камерофонах от Xiaomi (Mi 11 Ultra и Mi 11 Pro).

Матрица ISOCELL GN5 (S5KGN5)

Эту матрицу компания сделала по проверенному рецепту. Даже порядковый номер совпадает с аналогичной моделью из линейки GN.

Здесь используются уменьшенные до 1 микрометра пиксели с улучшенной светосилой ISOCELL 2.0. За счет уменьшения пикселя площадь сенсора также заметно сократилась и новая матрица стала самой миниатюрной в линейке:

Помимо обновленных пикселей ISOCELL 2.0, здесь используются аналогичные предыдущей модели технологии: система фокусировки Dual Pixel Pro, режим усиления сигнала Smart-ISO Pro и режим повышения динамического диапазона Staggered HDR.

Несмотря на то, что в плане качества ISOCELL GN5 стала худшей матрицей в линейке, она превосходит любой сенсор ISOCELL GM.

Пока на рынке нет смартфонов с этим сенсором.

В следующей части мы рассмотрим все сенсоры Samsung с разрешением 64 и 108 мегапикселей.

В завершение хочу сказать еще одну важную деталь. Матрица оказывает колоссальное влияние на качество съемки, но есть и другие не менее важные параметры. Даже самая лучшая матрица может выдавать плохие снимки при использовании некачественного объектива.

Также производитель может устанавливать не очень светосильные объективы, тем самым нивелируя преимущества матрицы.

Денис Марков | 7 Августа, 2019 - 14:52

Один из трендов в 2019 году — увеличение числа мегапикселей в основной камере смартфонов. Сенсор на 48 МП получили первый «дырявый» телефон Honor View 20 и бюджетник с небюджетными характеристиками Redmi Note 7. К лету этого года на рынке десятки смартфонов с такой камерой.

В августе этого года будет представлен Realme 5, разрешение его основной камеры еще увеличится и составит уже 64 мегапикселя. Аналогичную камеру получат один из неанонсированных Redmi, а разрешение Xiaomi Mi MIX 4 составит 108 Мп. Разбираемся, насколько важна эта характеристика и на что она влияет.

Нужно ли такое огромное разрешение?

При идеальной освещенности нет. Сделайте два одинаковых фото в разрешениях 48 Мп и 12 Мп, и визуально вы не увидите отличий. На снимке в 48 Мп не окажется больше деталей или прочего, на это влияют другие моменты. Кроме того, в соцсетях и мессенджерах фотографии сжимаются, и вы точно не увидите разницы. На большом же экране она видна, только если приблизить снимок.

При недостаточной освещенности высокое разрешение даже вредит. Чем больше пиксель, тем лучше он пропускает свет. У камеры на 48 Мп они будут меньше, чем у камеры на 12 Мп, следовательно, и качество также будет ниже. В современных сенсорах поддерживается технология ультрапикселя — когда четыре рядом стоящих пикселя объединяются в один, из-за чего камера пропускает больше света, и снимки при недостаточной освещенности становятся лучше. Так что важно не число мегапикселей, а их размер.

То есть, толку в камере на 48 мегапикселей никакого?

Нет, он все же есть. У фотографий на 48 Мп выше разрешение — больше точек. Камера собирает больше данных, и их потеря будет менее критичной при обработке готового снимка.

Как поступать?

Не обращать внимания на разрешение камеры. Если вы не любите лазать в настройках камеры или обрабатывать фото, а мгновенно заливаете их в инстаграм, это значение никак не повлияет на качество ваших снимков.

В последнее время производители всё чаще гонятся за установкой в смартфоны камер с как можно более высоким разрешением, причём речь идёт не только о флагманских моделях, но и о представителях средне-бюджетного (Xiaomi Redmi Note 7 Pro и Meizu Note 9) и даже бюджетного (Xiaomi Redmi Note 7) ценовых сегментов. Однако при существующем уровне развития технологий установленные в средне-бюджетных смартфонах камеры с разрешением более 25 Мп являются скорее минусом устройств, чем их достоинством. Далее мы обоснуем своё убеждение по нескольким параметрам на основе матриц бюджетных и средне-бюджетных гаджетов. В конце статьи есть краткая выжимка с итогом — специально для тех, кто не хочет вдаваться в подробности данного вопроса.

В чём отличие существующих сенсоров на 48 Мп

На данный момент существует только две матрицы для мобильных устройств с разрешением 48 Мп: Sony IMX586 и Samsung ISOCELL Bright GM1. Информации о принципе работы этих сенсоров в свободном доступе нет (по крайней мере, для рядовых пользователей), однако можно довериться словам генерального менеджера по продуктам Honor (суббренда корпорации Huawei) Сюн Цзюньминя (Xiong Junmin), который рассказал об особенностях матриц от Sony и Samsung на своём официальном аккаунте в Weibo (китайском аналоге Twitter).

Sony IMX586 состоит из пикселей размером 0,8 мкм, которые делают снимки с разрешением 8000×6000 точек (48 Мп). Особенность сенсора от японской корпорации заключается в наличии цветового фильтра QuadBayer — в условиях плохого освещения он программно группирует соседние пиксели одного цвета по схеме 2×2, в результате чего получаются эквивалентные пиксели размером 1,6 мкм каждый. Увеличенные пиксели снимают в разрешении 12 Мп.

Samsung ISOCELL Bright GM1 работает по другой схеме: физическое разрешение этого сенсора составляет 4000×3000 точек — он изначально хорошо снимает в условиях недостатка света, но при обильном освещении применяет интерполяцию (искусственно увеличивает полученную фотографию в четыре раза), из-за чего детализация снимков значительно ухудшается.

Первый обман — «фейковый» сенсор на 48 Мп в большинстве смартфонов

Два из трёх существующих бюджетных или средне-бюджетных смартфонов (Meizu Note 9 и Xiaomi Redmi Note 7) оснащены матрицей Samsung ISOCELL Bright GM1. Скорее всего, в будущем число устройств с этим сенсором будет только расти, поскольку тренд на установку камер с как можно более высоким разрешением набирает обороты, а матрица от южнокорейской корпорации наверняка дешевле своего аналога от Sony (но это лишь догадки автора данного топика).

Второй обман — сенсор на 48 Мп есть, а процессора с поддержкой такой матрицы нет

Партнёры корпорации Qualcomm устанавливают в свои бюджетные и средне-бюджетные смартфоны актуальные процессоры серии Snapdragon 6ХХ: 660, 670 или 675. Однако производительности этих процессоров не хватает, чтобы полноценно работать с камерами на 26 Мп и больше. Подавляющее большинство современных устройств делают фотографии при активированной функции нулевой задержки затвора (Zero Shutter Lag), благодаря которой камера непрерывно делает снимки сразу после запуска и сохраняет их в буфере (чтобы при щелчке затвора нужный снимок максимально быстро сохранился в постоянной памяти устройства).

Чипсеты Snapdragon 660, 670 и 675 поддерживают функцию Zero Shutter Lag только в камерах с разрешением до 25 Мп, причём речь идёт об одиночных матрицах — если в смартфоне установлена камера с двумя объективами, то нулевая задержка затвора поддерживается только в объективах до 16 Мп.

Описанные в этом пункте сведения относятся только к устройствам с процессорами от Qualcomm. Samsung и Huawei иногда выпускают смартфоны с фирменными чипсетами, однако в открытом доступе нет информации об их характеристиках — можно смело предположить, что средне-бюджетные модели процессоров Exynos и Kirin тоже не поддерживают Zero Shutter Lag в матрицах с высоким разрешением.

Заключение

Камерофоны 2019

2019-й стал годом открытий в мобильной индустрии. Помимо наращивания мощности процессоров, диагоналей экранов и тотального уменьшения рамок, появились также и камеры с очень большим числом мегапикселей. Казалось бы, пользователи давно поняли, что не в мегапикселях счастье, особенно на столь крохотных фотоматрицах, но маркетологи были непреклонны - маркетинг одержал победу. А как еще объяснить повальное использование 48 МП, 64 МП, а под конец еще и появление 108 МП фотоматриц? Спрос рождает предложение и производители смартфонов стараются использовать только эти сенсоры, так как использование 12 МП и 16 МП уже вызывает какое-то недоверие у тех же самых пользователей, - дескать, маловато будет! Но сегодня мы решили более подробно разобраться во всех этих новомодных датчиках изображения, а также рассказать вам, что с ними не так. Где обман и почему качество фото так и не возросло в 4 раза.

Как развивались камеры в смартфонах в 2019 году - основные тенденции

Гонка мегапикселей

В начале 2019 года появился сначала Redmi Note 7 с 48 МП камерой Samsung ISOCELL Bright S5KGM1, затем пошли аппараты с сенсором Sony на 48 МП (сенсор IMX586), следом Samsung выпустил сенсор на 64 МП (Bright GW1), потом еще Sony выкатила IMX686 на 64 МП, а также Samsung представила 108 МП датчик изображения, который трудится сейчас в Xiaomi Mi Note 10. Но это не все, на мероприятии CES 2020 компания Omnivision представила свою матрицу на 48 МП (OV48C) - советуем почитать о нем в этой статье, ведь этот сенсор превосходит все, что успели выкатить Sony и Samsung на данный момент.

Абсурдность использования 48 МП камер

Камеры с разрешением 40 МП (используются в смартфонах Huawei) и выше не нужны - это все уловки маркетологов. Несмотря на то, что большинство последних гаджетов оборудуется все чаще сенсорами с разрешением от 48 МП и выше, по умолчанию все они снимают в разрешении 12 МП (16 МП для 64 МП сенсора и 27 МП для 108 МП). Все потому, что фотографировать в полном разрешении без объединения пикселей 4-в-1 можно только при ручных настройках, чего не делает процентов 99 пользователей. Да и само объединение пикселей 4-в-1 не дало революции, чуда не случилось. Увы, но при сравнении качества фото со стандартными 12 МП камерами, которые стоят во флагманах Pixel 3, Samsung S10, iPhone 11, последние могут выдавать результат даже лучше. Потому как суть не в МП, а в программном обеспечении и линзах, а матрицы стоят в этой цепочке на последнем месте.

Три и более фотомодулей

iPhone 7 Plus в 2016 году задал тренд на многокамерность. Сначала Android-производители активно пытались повторить успех яблочного гаджета, а после и вовсе пошли в наступление. Так, на смену связке стандарт + телевик, пришла связка стандарт + датчик глубины + широкоугольник + телевик. В конце китайские вендоры вообще сошли с ума и начали втирать нам дичь в виде макрокамер, фокусирующихся на расстоянии от 1,5 до 10 см - мертворожденная технология, которая пока еще остается актуальной среди производителей. Ничего плохого в этом нет, да вот только реализация всего этого находится на плачевном уровне, особенно в сегменте бюджетных смартфонов. Еще сильно страдает качество на широкоугольных камерах и при съемке с размытием заднего фона.

Наличие множества камер там, где это не нужно

Заметили, что нет таких смартфонов, в которых не делался бы упор на камеры. А ведь пользователи не все поголовно мобильные фотографы - большинству хочется иметь неплохую камеру в смартфоне, но не более того. А в итоге те, кому нужен просто хороший смартфон или игровой аппарат, гаджет для просмотра мультимедиа и т.п. приходится переплачивать за ненужные им 2, 3, а то и 4 камеры. То есть, производители попросту не дают свободы выбора: или плати за все, или не имей ничего.

Что не так с сенсорами на 48, 64 и 108 МП

На самом деле желание производителей сделать мобильную фотографию лучше, дело похвальное. И идея с использованием большого числа мегапикселей также имеет право на жизнь. Даже реализовано все примерно на достойном уровне, но в чем же тогда проблема? Почему мы не получаем качество фото выше в 4 раза по сравнению с 12 МП, 16 МП и 27 МП камерами? Ответ на этот вопрос не то чтобы прост, но ничего мудреного там нет. Тут играет роль и программное обеспечение, и линзы (особенно линзы), и сама структура 48, 64 и 108 МП матриц. Более детально об этом мы расскажем в экспресс обзоре каждого из сенсоров, но самыми главными злодеями во всей этой истории являются маркетологи. Это они рассказывают, что вы получите качество снимков в 4 раза лучше, опираясь исключительно на разрешение сенсоров, забывая о ПО, качестве линз, структуре сенсоров. Это они вводят пользователей в заблуждение, а так как большинство не вникает в особенности мобильных фотомодулей, то им не остается ничего, как верить красивым сказкам. Конечно, со временем люди станут более подкованными в этих делах, но тогда маркетологи будут рассказывать нам уже совсем другие сказки.

Сенсор Samsung S5KGM1 на 48 МП

Характеристики: разрешение 8000х6000 пикс., размер сенсора 1/2", физический размер матрицы 6,4х4,8 мм, размер пикселя 0,8 мкм (1,6 мкм при объединении 4-в-1 = 12 МП), макс ISO 9600, съемка видео 4К @30fps или 1080p до 240 fps.

Первый сенсор, на котором начали спекулировать производители, маркетологи, а в конце и продавцы смартфонов. Дебютировал данный сенсор в аппарате Redmi Note 7 в начале 2019 года. Тогда представители Xiaomi уверяли, что увеличив количество пикселей в 4 раза, пользователи получат едва ли не в 4 раза лучше картинку: выше детализацию, динамический диапазон, лучшую светочувствительность и т.д.

Но несмотря на то, что сенсор Samsung S5KGM1 предлагает 48 МП, по умолчанию Redmi Note 7 и прочие снимают в разрешении 12 МП. Выжать од полтинник миллионов пикселей можно только при использовании ручных Pro-настроек в приложении Камера. А почему так? Почему фотографии не стали лучше в 4 раза, зачем все эти объединения пикселей, где обман?

А ответ на этот вопрос таков: в Samsung S5KGM1 используется фильтр Quad Bayer, который одной цветовой ячейкой покрывает сразу 4 субпикселя сенсора. Поэтому даже при съемке в разрешении 48 МП вы не получаете полного разрешения, так как на 48 МП монохромную картинку приходится всего лишь 12 МП цветная картинка. В итоге, при объединении этих двух изображений ни о каких чистокровных 48 МП не может быть и речи - чудес не бывает. Именно поэтому в стандартном режиме смартфоны снимают в разрешении 12 МП, при этом имея солидный размер пикселей 1,6 мкм по каждой стороне, что дает возможность уменьшить шум и увеличить светочувствительность в темное время суток. То есть задумка хорошая и это работает, пусть и не так, как должно в идеале. Но ведь проблема в том, что все спекулируют и паразитируют на 48 МП разрешении и акцентируют внимание пользователей именно на этом аспекте.

Второе: качество линз. Многие из вас могут сказать, что при съёмке в режиме ч/б цветной фильтр как бы не должен учитываться и мы можем получить что-то похожее на 48 МП. Да, в этом есть логика, но не забывайте, что разрешение картинки зависит еще и от разрешающей способности линз в фотомодулях. Чтобы было понятно - для обеспечения полных 48 МП линза смартфона должна обладать разрешением объектива от 625 пар линий на мм, что в бюджетном и среднем сегментах просто невозможно - слишком дорого. Не факт, что столь продвинутые линзы стоят и во флагманских моделях. Ведь размеры линз в фотомодулях крохотные и обеспечение им должной разрешающей способности дело недешевое. Это снова приводит к целесообразности объединение 4 пикселей в 1, а тогда о каких 48 МП можно говорить? О каком возросшем в 4 раза качестве снимков нам вообще имеют право твердить производители, маркетологи и прочие заинтересованные лица? Одна ложь и манипуляции.

Сенсор Sony IMX586 Exmor RS на 48 МП

Характеристики: разрешение 8000х6000 пикс., размер сенсора 1/2", физический размер матрицы 6,4х4,8 мм, размер пикселя 0,8 мкм (1,6 мкм при объединении 4-в-1 = 12 МП), макс ISO 9600, съемка видео 4К @90fps или 1080p до 240 fps.

Матрица на 48 МП от Sony является во многом аналогом самсунговского сенсора, но при этом есть и особенности, не позволяющие говорить, что это одно и то же. Поэтому, чтобы не повторяться, сразу перейдем к отличиям: сенсор Sony IMX586 Exmor RS оснащен аппаратной функцией дескремблирования цветного фильтра. В чем суть технологии? Если у Samsung GM1 цветофильтр Байера покрывает одним цветом сразу 4 ячейки, то у Sony возможно восстановление сигнала, что позволяет каждому пикселю иметь свой цветовой фильтр. Отсюда Sony IMX586 Exmor RS может предложить честные 48 МП в цветных изображениях. Однако это только на бумаге все красиво, а на практике снова нет той самой улучшенной в 4 раза детализации и снова чувствуется эта интерполяция, которой вообще не должно быть. А это значит, что здесь вина больше уже производителей смартфонов, которые скупятся на дорогие линзы. А иначе никак: кто будет покупать дорогой смартфон, вся дороговизна которого заключается лишь в его камере? Нет, легче сэкономить на линзах, написать на корпусе смартфона 48 МП от Sony и купаться в деньгах. А пользователи как получали мыльные фото, так и продолжают их получать, хотя платят за все эти мнимые пиксели памятью на смартфоне - вес фото то увеличился, особенно при съемке в полном разрешении.

В общем, Sony IMX586 Exmor RS лучше аналога от Samsung, но особой разницы между ними нет, особенно для искушенного пользователя. Да и вообще становится понятно, что лучше приобрести более старый флагман, но с честными 12 - 16 МП, у которых и линзы более или менее опрятные, и ПО более продвинутое, и никаких махинаций с пикселями нет.

Сенсор Samsung S5KGM2 на 48 МП

Это все тот же сенсор S5KGM1, только, как и в случае с сониевским IMX586, появилась технология дескремблирования цветных ячеек и возможность выдачи полноценных 48 МП. И хотя качество фото по сравнению с GM1 подросло, все равно ни о какой революции или хотя бы превосходстве над IMX586 речи не идет вовсе.

Сенсор Samsung S5KGW1 на 64 МП

Характеристики: разрешение 9280х6944 пикс., размер сенсора 1/1.72", размер пикселя 0,8 мкм (1,6 мкм при объединении 4-в-1 = 16 МП), макс ISO 9600, съемка видео 4К @60fps или 1080p до 240 fps.

Если честно, то рассказывать о данном сенсоре и смысла никакого нет. Все потому, что построен он по той же технологии, что и Sony IMX586 или S5KGM2, только увеличилась площадь матрицы. Все тот же размер пикселей, та же технология дескремблирования, объединения ячеек, но на этот раз на выходе мы имеем до 64 МП в полном разрешении и до 16 МП в режиме 4-в-1. Единственное, что стоит отметить, так это наличие технологии ISOCELL Plus, когда свет, попадающий на ячейки матрицы (пиксели), не только не пересекается со светом из других ячеек, но еще и отражается от перегородок между пикселями. Это позволяем в конечном счете максимально уменьшить количество артефактов и шумов - сигнал получается чистым и пиксели вбирают как можно больше фотонов света.

При этом сенсор не лишился всех тех проблем, которые наблюдаются у 48 МП датчиков изображения. Мыльность картинки никуда не исчезла, а прироста качества не то что в 4 раза, даже в 1,5-2 раза не наблюдается.

Сенсор Sony IMX686 на 64 МП

Характеристики: разрешение 9248х6944 пикс., размер сенсора 1/1.7" (9.3 мм по диагонали), размер пикселя 0,8 мкм (1,6 мкм при объединении 4-в-1 = 16 МП), макс ISO 9600, съемка видео 4К @60fps или 1080p до 240 fps.

В ноябре 2019 года компания Sony, поняв, что 48 МП датчики расхватывают, как горячие пирожки, да оглянувшись на конкурента в лице Samsung, выпустила аналогичный датчик изображения на 64 МП. Но рассказывать о нем нечего - это все тот же 48 МП IMX586, который увеличили в габаритах и на появившуюся площадь добавили пикселей. Вот и вся магия.

Сенсор Samsung ISOCELL Bright HMX на 108 МП

Характеристики: разрешение 12032х9024 пикс., размер сенсора 1/1.33", размер пикселя 0,8 мкм (1,6 мкм при объединении 4-в-1 = 27 МП), макс ISO 9600, съемка видео 6К @30 fps, 4К @60fps или 1080p до 148 fps.

Компании Самсунг оказалось мало 64 МП и она пошла дальше - представила 108 МП датчик изображения. Однако и на этот раз в компании не удосужились хоть что-то поменять в сенсоре: увеличилась площадь, добавили больше пикселей - готово! Единственный плюс этого сенсора в том, что он позволяет без использования телеобъектива сильнее приближать картинку за счет цифрового зума и практически без потери качества. Картинка попросту кропается со 108 МП до 12 МП, оставляя центральную часть и обрезая края. Это единственное достоинство сенсора по сравнению с 48 МП и 64 МП сенсорами. При этом все те же болезни нечеткости картинки остались, плюс добавилась проблема с размером файлов, которые стали весить по несколько десятков МБ.

Сенсор OmniVision OV48C на 48 МП

Эту новенькую фотоматрицу, представленную на CES 2020 мы решили расположить отдельно, а не между самсунговскими и сониевскими датчиками. Все потому, что компания OmniVision не просто скопировала решение конкурентов, а предложила что-то новенькое, а именно:

Размер пикселей увеличился. Без объединения их 4-в-1 их размер составляет 1,2 мкм (против 0,8 у конкурентов), а в режиме Tetracell размер увеличивается до 2,4 мкм (против 1,6 мкм у конкурентов). Если считать площади пикселей, то она возросла в 2,25 раза по сравнению с тем, что предлагают решения Sony и Samsung.

Размер сенсора OmniVision OV48C составляет 1/1.3". Для сравнения, почти такой же размер матрицы имеет датчик Samsung на 108 МП, а здесь у нас только 48 МП;

Наличие демозаичного аппаратного алгоритма. В сенсорах Sony и Samsung используется алгоритм дескремблирования (восстановления) сигнала цвета для каждой ячейки. У OmniVision используется нечто похожее, только более продвинутое - такого еще нет ни у кого. На аппаратном уровне сенсор OmniVision OV48C позволяет пикселям иметь разную выдержку: Long и Short. В итоге это позволяет сделать HDR-снимок при наличии всего одного кадра, где соединяются воедино не три сигнала RGB (красный + зеленый + синий), а сразу шесть (RGB Long + RGB Short).

Напоследок, OmniVision OV48C предлагает еще и аналог самсунговского разделения пикселей специальными перегородками для получения более чистого и сильного сигнала. Здесь это называется PureCell Plus-S HDR (аналог ISOCELL Plus). Еще OV48C оснащён технологией (Dual Conversion Gain HDR, DCG), которая позволяет датчику более эффективно использовать поступивший на матрицу свет, особенно в условиях яркой освещённости, расширяя динамический диапазон. Многокадровый режим HDR (Staggered HDR) тоже работает эффективнее за счёт реализации на аппаратном уровне.

Но как будет вести себя датчик в реальной жизни, никто не знает. На бумаге снова все красиво, но совпадет ли это все с реальностью. Если честно, то не верится в подобный вариант развития событий. Впрочем, если при все тех же "болячках", что и у Sony с Samsung, OmniVision OV48C все сможет дать более светлые, яркие и насыщенные снимки за счет огромных пикселей и демозаичного аппаратного алгоритма.

Читайте также: