Хотя это далеко не новая технология, вы, возможно, слышали, что термин «пиксельное объединение» появляется все чаще и чаще в отношении ряда недавно анонсированных смартфонов, таких как Samsung Galaxy S20 Ultra, и поинтересовались, что это означает. Вы можете быть особенно обеспокоены тем, что это означает для качества изображений вашего смартфона.
Во-первых, нам, вероятно, нужно быстрое напоминание о том, что именно представляет собой пиксель. Проще говоря, пиксель, который является сокращением от «элемента изображения», является наименьшей единицей цифрового изображения, часто рассматриваемой как маленькие точки, которые видны, когда вы внимательно смотрите на экран..
Слово «пиксель» также часто используется для описания отдельных полостей захвата света, обнаруженных на датчиках камеры, хотя технически они называются «фотосайтами». Однако, ради простоты в этом объяснителе «пиксельного биннинга», мы будем использовать «пиксель», чтобы описать их тоже.
Чем больше пикселей сенсора (или фотосайтов), тем больше их способность собирать свет. Но вам также нужно много пикселей, если вы хотите визуализировать детали. Также стоит сказать, что не все пиксели созданы одинаково — размер фотосайта называется его «шагом пикселя», и измеряется в микронах. Чем больше число, тем оно больше.
Пиксели камеры смартфона имеют тенденцию варьироваться от довольно маленьких (0,8 микрона) до довольно больших (1,8 микрона). Но они все еще бледны по сравнению с тем, что можно найти на беззеркальной камере или зеркальной камере. Пиксели, найденные в датчиках полнокадровых камер, могут достигать 8,4 микрон, поэтому они, как правило, намного лучше для съемки при слабом освещении, чем смартфон, особенно когда вы внимательно изучаете изображение.
Google Pixel 4 (Изображение предоставлено в будущем).
Проблема, с которой сталкиваются смартфоны, заключается в том, что физический размер их сенсора обязательно мал, поскольку его необходимо размещать в относительно небольшом устройстве. За прошедшие годы размеры сенсоров внутри смартфонов несколько увеличились, но вы никогда не собираетесь втиснуть сенсор размером с DSLR в тонкий смартфон.
Это означает, что у вас есть проблема с попыткой втиснуть множество пикселей в небольшую область. Маленькие пиксели — плохая новость для съемки при слабом освещении, но, в равной степени, уменьшение количества пикселей означает, что вы не получите эти прекрасные четкие изображения при хорошем освещении. Есть несколько способов обойти это с аппаратной точки зрения, но у всех есть свои компромиссы.
Вы можете уменьшить количество пикселей на датчике, чтобы обеспечить максимальный размер каждого пикселя. Но тогда вы получите изображения с довольно низким разрешением. Вы можете увеличить количество пикселей, но также увеличить размер сенсора. Это невозможно физически, не делая смартфоны еще больше или шире.
Хотя некоторые современные смартфоны довольно массивны, если они тоже станут толще, то вряд ли они будут столь популярны. Наконец, вы можете использовать большое количество пикселей на небольшом датчике, надеясь, что большинство пользователей будут снимать в основном при хорошем освещении..
В качестве альтернативы, компромисс, который пытается получить лучшее из всех миров, — это процесс, известный как биннинг пикселей. Но как это работает?
Что такое пиксельный биннинг?
Снимки Xiaomi Mi Note 10 с разрешением 108 Мпикс снимаются до 27 Мп. (Изображение предоставлено: Будущее)
Если вы выберете тему Google, вы найдете множество и разнообразных (и чрезмерно сложных) описаний того, как именно работает пиксельное биннинг, а также множество обсуждений о преимуществах или иных последствиях..
Простое или прямое объяснение состоит в том, что данные по меньшей мере из четырех пикселей объединяются в один. Это создает эффект «суперпикселей», которые лучше способны собирать и обрабатывать свет в сцене. Недостатком является то, что ваше эффективное разрешение будет разделено на четверти при выводе снимка — поэтому, если у вас был 12-мегапиксельный сенсор с использованием пиксельного биннинга, у вас остался бы 3-мегапиксельный снимок.
Вот почему в последнее время на рынке появилось несколько сенсоров с высоким разрешением — 48-мегапиксельный сенсор, использующий пиксельное биннинг, даст вам гораздо более удобный 12-мегапиксельный финальный снимок.
Вы можете подумать — и никто не будет винить вас — зачем беспокоиться о пиксельном биннинге 48 мегапикселей, почему бы не использовать более крупные пиксели для датчика 12 Мп, если большие пиксели лучше? Ну, здесь есть два ответа. Первый, по сути, сводится к маркетингу и, прежде всего, к покупке телефона. Человеческая натура диктует, что вы будете более впечатлены датчиком 48MP, чем датчиком 12MP, даже если результаты будут лучше при меньшем разрешении.
Но есть также кое-что, что можно сказать, чтобы дать вам возможность снимать на 48MP и использовать все эти дополнительные детали, когда позволяет более яркий свет — в конце концов, вероятно, многие из нас делают много снимков в наружных сценариях (например, как пока в отпуске).
Является ли Pixel Binning единственным решением?
IPhone 11 Pro Max имеет особенно хороший ночной режим. (Изображение предоставлено: Будущее)
Pixel binning используется не каждым производителем. Например, Apple и Google используют относительно «скромные» 12-мегапиксельные датчики в своих устройствах, склоняясь к вычислительной фотографии для повышения производительности при слабом освещении. Наличие большого количества деталей также, возможно, совершенно не нужно, если единственное место, где вы когда-либо будете смотреть на свои изображения, находится на экране телефона..
Существуют также способы решения проблемы слабой освещенности, связанные с использованием камеры смартфона и ее программного обеспечения, а не с аппаратным решением, которое обеспечивает пиксельное объединение. В некоторых телефонах есть «Ночные режимы», которые снимают серию коротких экспозиций и объединяют их вместе, создавая впечатление, что они дают больше света. Вы также можете использовать реальные длинные экспозиции, если у вас есть штатив или устойчивая поверхность под рукой..
Итак, каков вывод здесь — это пиксельный биннинг только маркетинговый трюк, призванный заставить нас инвестировать в новые блестящие телефоны, которые обещают улучшить нашу фотографию?
К сожалению, как это часто бывает с этими вещами, ответ на этот вопрос немного и тот, и другой. Pixel binning — это хорошее решение, если вы хотите предлагать наилучшую детализацию при хороших условиях освещения, а также создавать качественные снимки при слабом освещении. Это хороший компромисс, который позволяет вашему смартфону использовать различные условия съемки, в которых вы можете оказаться.
Тем не менее, смартфоны с датчиками низкого разрешения не будут автоматически откладываться, поскольку они также могут создавать превосходные изображения с использованием различных методов, таких как искусственный интеллект или программные настройки..
- Это лучшие телефоны с камерой сейчас
