Чому камера на 50 Мп може знімати краще, ніж сенсор на 108 Мп

ПРОДОВЖЕННЯ ПІСЛЯ РЕКЛАМИ

В останні кілька років абсолютна більшість виробників гаджетів почали оснащувати свої смартфони камерами з високою роздільною здатністю, причому навіть найбюджетніші рішення. Однак на ділі більша кількість мегапікселів не завжди видає хороші результати.

Камери стали одним із ключових факторів продажів сучасних смартфонів. Майже всі бренди сьогодні намагаються втиснути якомога більше мегапікселів, щоб заманити споживачів і любителів мобільної фотографії. Зараз переважна більшість смартфонів постачається з камерами на 48, 64, 108 і навіть 200 Мп, але далеко не все залежить від кількості пікселів.

Отже, що насправді стоїть за 108-Мп камерами смартфонів, і які їхні переваги та недоліки?

ПРОДОВЖЕННЯ ПІСЛЯ РЕКЛАМИ

Напевно ви вже знаєте, що камера складається з сенсора, який вловлює світло для створення фотографій. Ці датчики розділені на мільйони пікселів для індивідуального захоплення світла. Наприклад, камера на 12 Мп захоплює 12 млн пікселів, а сенсор на 108 Мп може похвалитися колосальними 108 млн пікселів. Логічно, що більша кількість пікселів дає змогу захоплювати більше інформації, а отже, ці камери видають детальніше зображення, яке можна збільшити або роздрукувати у великому масштабі, не втрачаючи при цьому якості.

На перший погляд все виглядає досить просто, але, на жаль, фізику не обдуриш. Для цього виробники камерних модулів придумали технологію біннінгу пікселів.

Що такий біннінг пікселів?

Оскільки в сучасних смартфонах простір під модулі камери обмежений і фізично розмістити в корпусах великі сенсори неможливо, компанії вирішили піти на невеличку хитрість – об’єднати кілька пікселів в один. Відповідно, збільшення кількості пікселів у сенсорі призводить до зменшення їхнього розміру.

Оскільки кожен піксель необхідний для захоплення інформації про світло, менший розмір призводить до меншої чіткості та більшого колірного шуму в умовах слабкого освітлення. Щоб вирішити цю проблему, виробники смартфонів використовують спеціальні методи об’єднання пікселів. Основна ідея біннінгу полягає в об’єднанні даних із сусідніх пікселів в один для підвищення загальної якості зображення.

Найпростіший приклад біннінгу: припустимо, у вас є коробка для шоколадок, в якій можна зберігати 10 цукерок. Якби кожна цукерка була вдвічі меншою, ви могли б тримати 20 цукерок у цій коробці, не збільшуючи її місткість. Як бачите, загальний обсяг цукерок можна змінити, тільки збільшивши саму коробку.

Різні компанії використовують різні методи біннінгу:

Samsung Galaxy S23 Ultra оснащений камерою на 200 Мп з 1/1,3-дюймовим сенсором, розмір кожного пікселя якого становить 0,6 мкм. Південнокорейський бренд використовує бінінг пікселів Tetra²pixel для об’єднання 16 пікселів в 1 суперпіксель із розміром 2,4 мкм.

В iPhone 14 Pro Max встановлена камера на 48 Мп з 1/1,28-дюймовим сенсором, де розмір кожного пікселя становить 1,22 мкм. Apple задіює більш стандартний біннінг 4-к-1, утворюючи суперпіксель із результуючим розміром 2,44 мкм.
Xiaomi у своїх смартфонах використовує технологію Tetracell для камер на 108 Мп. Вона об’єднує чотири пікселі в один, що дає 27-Мп зображення з розміром пікселя 1,6 мкм.

Технологія біннінгу допомагає камері компенсувати менші розміри пікселів, особливо при слабкому освітленні. У результаті він забезпечує більш яскраві та чіткі зображення з великим динамічним діапазоном і меншим рівнем шуму.

Камери на 108 Мп мають певні плюси та мінуси. Почнемо з того, що вони дають змогу робити приголомшливі знімки при денному світлі з високим рівнем деталізації, які не розмиватимуться при збільшенні. Але при слабкому освітленні результат може вас засмутити, тому що тут багато що залежить від програмної обробки. Знову ж таки тут багато залежить від розміру самого сенсора: камера на 108 Мп з 1/1,67-дюймовим сенсором у realme 10 Pro (0,64 мкм пікселів) зніматиме гірше за 1/1,9-дюймовий сенсор на 12 Мп в iPhone 14 (1,9 мкм пікселів).

Окремо варто зазначити, що зображення з високою роздільною здатністю часто призводять до повільного опрацювання і дуже великого розміру файлу. Наприклад, стандартна фотографія на 12 Мп важить ~2-5 МБ. Водночас розмір зображення з роздільною здатністю 108 Мп може становити ~20-30 МБ. Ось чому більшість смартфонів з великою кількістю мегапікселів за замовчуванням використовують біннінг пікселів для захоплення зображень з нижчою роздільною здатністю.

Крім того, мобільна фотографія в сьогоднішньому вигляді покладається і на низку інших чинників, таких як передача кольору, динамічний діапазон, діафрагма, обробка нейропроцесором смартфона і багато іншого. Саме тому умовні Pixel і iPhone з камерами по 12/48 Мп видають більш якісні зображення порівняно з конкурентами, в яких встановлені камери на 108 або навіть 200 Мп.