Почему 108-Мп камеры снимают в 12 Мп: что дает большее число мегапикселей

Зачем нужны 108-Мп камеры, если они все равно снимают в 12-Мп разрешении? Разбираемся вместе с CHIP.

Почему 108-Мп камеры снимают в 12 Мп: что дает большее число мегапикселей

В последние годы разрешение камер смартфонов неуклонно росло. Сначала на свет появились 48-Мп сенсоры, потом пришел черед датчиков с 64-Мп разрешением, а теперь никого не удивить использованием в смартфоне монструозных 108-Мп камер. Но если раньше увеличение разрешения камеры напрямую увязывалось с повышением детализации снимков, то у нынешнего поколения 108-Мп сенсоров совсем другая цель.

Как размер пикселя влияет на качество фотографии

Каждый сенсор камеры состоит из улавливающих свет крошечных пикселей, размеры которых измеряются в микронах. К примеру, в недавно выпущенном в России смартфоне Xiaomi 11T используется 108-Мп сенсор Samsung Isocell HM2 с 0,7-мкм пикселями, а в Samsung Galaxy S21 FE задействован 12-Мп датчик с 1,8-мкм пикселями.

Если подходить к вопросу поверхностно, легко представить, что чем больше пикселей в сенсоре камеры, тем более детализированными должны получиться снимки. Но размер любого сенсора, а в особенности сенсора такого компактного гаджета, как смартфон, крайне ограничен. А что будет, если разместить на одной и той же площади разное число пикселей? Чем больше пикселей там расположится, тем меньше окажется их размер, что, кстати, прекрасно видно на приведенном чуть выше примере.


И тут в дело вступает банальная физика. Представьте себе два окна площадью 0,5 и 1,5 кв. м. Какое из них принесет в комнату больше света? Конечно, более крупное. Так и с пикселями: чем больше его размер, тем больше света он способен уловить. Вы вряд ли почувствуете особую разницу в идеальных условиях съемки, но в пасмурный день, сумерки или тем более ночью сенсоры с более крупными пикселями дадут просто огромный выигрыш в качестве съемки.

Пиксельный биннинг

Так почему же тогда производители настолько усердно увеличивают количество пикселей в камерах своих смартфонов в ущерб их размерам? Все дело в том, что современные датчики камер поддерживают технологию пиксельного биннинга, а если проще — объединения соседних пикселей в один большой «суперпиксель».

К примеру, уже упоминавшийся нами Xiaomi 11T использует 108-мегапиксельный сенсор Samsung Isocell HM2 с пикселями, физические размеры которых ограничены скромными 0,7-мкм. Если бы все оставалось как есть, светочувствительность такого датчика была бы минимальной, т.е. он мог бы делать хорошие снимки только в идеальных условиях.


Однако благодаря технологии пиксельного биннинга 9-в-1 смартфон умеет объединять девять соседних пикселей, благодаря чему эффективная площадь пикселя увеличивается до 2,1 мкм, а это, к слову, даже больше, чем у Samsung Galaxy S21 FE с его «стоковыми» 1,8-мкм пикселями. Соответственно, увеличивается и его светочувствительность, а вместе с ней снижаются шумы и растет качество съемки при недостаточном освещении.

Принцип работы технологии максимально прост. Каждый пиксель сенсора улавливает лишь свет и его интенсивность без каких-либо оттенков цвета. Ну а для получения полноценных фотографий в сенсорах используются цветные фильтры, пропускающие на отдельный пиксель только свет из  определенной части спектра (цвета). Так, одни пиксели воспринимают только красный цвет, другие — зеленый, а третьи — синий.


Но это то, что касается обычной матрицы. Если же говорить о технологии пиксельного биннинга, то она предполагает использование одного фильтра не для отдельного пикселя, а для их группы, что и позволяет им работать как единое целое. Причем число пикселей в такой группе может быть разным. В нашем примере один фильтр «закрывает» собой 9 пикселей — такая технология называется 9-в-1, ну а, к примеру, в 48-мегапиксельных камерах обычно используется технология 4-в-1, объединяющая четыре соседних пикселя. При этом в обоих случаях разрешение получаемых фотографий окажется одинаковым — 12 Мп.


Впрочем, производители прекрасно понимают, что технология объединения пикселей нужна не всегда, и иногда пользователям важнее максимальная детализация фотографии. Поэтому большинство смартфонов с технологией пиксельного биннинга имеют режим съемки в максимальном разрешении. Он выигрывает у пиксельного биннинга при съемке в яркий, солнечный день, но без шансов проигрывает ему в сложных условиях освещения.

Выводы

Увеличение разрешения камер современных смартфонов позволило использовать в них технологию пиксельного биннинга — виртуального объединения соседних пикселей в один большой «суперпиксель». Ну а увеличение площади пикселя, в свою очередь, дало возможность улучшить его светочувствительность и поднять качество съемки в условиях недостаточной освещенности.

Но, конечно, 108-Мп камера далеко не всегда окажется лучше, к примеру, 12-Мп. Ведь помимо размера пикселя светочувствительность сильно зависит и от качества оптики, и от размера диафрагмы, и от многих других параметров. Тем не менее, технология пиксельного биннинга по праву считается эффективным и относительно недорогим способом улучшения качества съемки.

Читайте также

Рекомендуем