فلاش بک: دومین مسابقه مگاپیکسلی

اولین مسابقه مگاپیکسلی در حدود سال 2004 (زمانی که تلفن های دوربین دار برای اولین بار از مرز 1 مگاپیکسل عبور کردند) شروع شد و در سال 2013 یا بیشتر با ورود Nokia 808 PureView به پایان رسید. دوربین 41 مگاپیکسلی آن تنها از نظر رزولوشن در سال 2018 شکست خواهد خورد. در آن دوره، تلفن‌ها به‌جای وضوح، بر جنبه‌های دیگر دوربین تمرکز داشتند. اما اکنون یک مسابقه مگاپیکسل دوم در راه است.

اولین مورد تا حدی به این دلیل به پایان رسید که باور رایج از “پیکسل های بیشتر بهتر است” به “پیکسل های بزرگتر بهتر هستند” تغییر یافت. ورود عکاسی محاسباتی نیز نقش مهمی ایفا کرد و به آیفون ها، گلکسی ها و پیکسل ها اجازه داد تا برای چندین سال به رزولوشن 12 مگاپیکسلی برای دوربین های اصلی خود ادامه بدهند (در واقع اپل اکنون تنها 12 مگاپیکسل را پشت سر گذاشته است).

این روزها همه چیز به سمت “پیکسل های بیشتر بهتر است” برگشته است، اگرچه نه به طور کامل ، روند فعلی در واقع ترکیبی از این دو رویکرد است. ما اکنون گوشی هایی با سنسورهای 200 مگاپیکسلی و همچنین تلفن هایی با سنسورهای 1 اینچی داریم.

ما نگاهی دقیق‌تر به دو شاخه‌ای که ظاهر شده‌اند، خواهیم داشت، از امروز با شاخه «پیکسل‌های بیشتر بهتر است» شروع می‌کنیم و شاخه دیگر را برای دفعه بعد می‌گذاریم.

مسابقه دوم مگاپیکسلی باعث تکثیر سنسورهای 48 مگاپیکسلی شد که در میان رده‌های متوسط بسیار محبوب شد (در حالی که پرچمداران هنوز اندازه سنسور بزرگ‌تر را به وضوح بالاتر ترجیح می‌دهند). برای مثال، بیایید به Samsung ISOCELL GM1 در سال 2018 نگاه کنیم. در فرمت اپتیکال 1/2 اینچی بزرگ نیست، اما پیکسل های 0.8 میکرومتری داشت که با binning به 1.6 میکرومتر رسید.

در اینجا برای صحبت در مورد فیلتر Bayer باید یک انحراف کوچک را طی کنیم. سنسور GM1 از فناوری Tetrapixel استفاده می‌کند که اصطلاح سامسونگ برای Quad Bayer است. به این شکل خواهد بود: چهار پیکسل همسایه اشتراک گذاری مربع فیلتر رنگی. این امر باعث می‌شود که ترکیب این چهار در یک پیکسل خروجی (4-in-1 binning) طبیعی باشد.

اکنون سنسورهایی وجود دارند که گروه های 3×3 و حتی گروه های 4×4 پیکسل را با فیلتر رنگی یکسان پوشش می دهند، آنها به ترتیب از binning 9-in-1 و 16-in-1 استفاده می کنند. رزولوشن 12 مگاپیکسلی که قبلا ذکر کردیم از بین نرفت – دوربین های 108 مگاپیکسلی و 200 مگاپیکسلی همچنان 12 مگاپیکسل را به عنوان خروجی نهایی پس از باینینگ هدف قرار می دهند. این یک تنظیم پیش‌فرض خوب را ایجاد می‌کند، زیرا وضوح کافی برای بزرگ‌نمایی دریافت می‌کنید، اما مجبور نیستید عکس‌هایی را که ده‌ها مگابایت فضای ذخیره‌سازی می‌گیرند، جابه‌جا کنید.

برگردیم به مسابقه مگاپیکسل. از آنجایی که سنسورهای با وضوح بالا شروع به تبدیل شدن به استاندارد در تلفن های میان رده کردند، فشاری برای پایین نگه داشتن هزینه ها وجود داشت و این تنها به معنای یک چیز بود ؛ سنسورهای کوچکتر.

در حالی که GM1 دارای پیکسل 0.8 میکرومتر بود، ISOCELL GM5 48 مگاپیکسلی از سال 2020 به 0.7 میکرومتر کاهش یافت و آن را به یک سنسور 1/2.55 اینچی تبدیل کرد. JN1 از سال 2021 حتی با پیکسل‌های 0.64 میکرومتری کوچک‌تر شد، بنابراین با وجود وضوح بالای 50 مگاپیکسلی، فقط فرمت اپتیکال 1/2.76 اینچی داشت.

سامسونگ در استفاده از پیکسل های کوچک تنها نیست، به عنوان مثال، OmniVisions OV60A یک سنسور 60 مگاپیکسلی، فرمت اپتیکال 1/2.8 اینچی با پیکسل های 0.61 میکرومتر و فیلتر Quad Bayer است. همچنین سنسورهای بزرگتری مانند OV64A 1/1.34 اینچی وجود دارد، اما بار دیگر در مورد آن‌ها صحبت خواهیم کرد.

خب، ما اندازه پیکسل ها و فیلترهای Bayer را پوشش داده ایم، زمان آن رسیده که از سد 100 مگاپیکسلی عبور کنیم. اولین سنسوری که فراتر رفت، ISOCELL Bright HMX سامسونگ بود. وضوح کامل آن 12032 در 9024 پیکسل و 0.8 میکرومتر پیکسل بود که فرمت اپتیکال آن 1/1.33 اینچ بود.

اولین تلفنی که از آن استفاده کرد، شیائومی Mi CC9 Pro بود (قرار بود می میکس آلفا باشد، اما لغو شد). این گوشی به‌طور پیش‌فرض با رزولوشن یک چهارم، 27 مگاپیکسل، با قابلیت تنظیم پیکسل عکس‌برداری می‌کرد.

یکی دیگر از سنسورهای 108 مگاپیکسلی 1/1.33 اینچی HM3 است که دارای پیکسل 0.8 میکرومتری است و در Galaxy S21 Ultra استفاده شده است. با این حال، این یکی 9-in-1 binning را انجام می دهد و به طور پیش فرض رزولوشن 12 مگاپیکسل را تنظیم می کند. مانند سنسورهای 48 مگاپیکسلی، ممکن است همه چیز از 0.8 میکرومتر شروع شده باشد، اما به سرعت شروع به پایین آمدن کرد ؛ در 0.7 میکرومتر و 108 مگاپیکسل ما مانند HM2 1/1.52 اینچی را داریم، سپس در وضوح 0.64 میکرومتر و 108 مگاپیکسلHM6، یک سنسور /1.67 اینچی وجود دارد.

قبلاً به JN1، یک سنسور 0.64 میکرومتری دیگر اشاره کردیم. همانطور که احتمالاً می توانید بگویید، سنسورها را می توان بر اساس اندازه پیکسل گروه بندی کرد. به عنوان مثال، سامسونگ چندین حسگر را با فناوری 0.7 میکرومتری خود ساخته است:

اکنون به سنسورهای 200 مگاپیکسلی می‌رسیم، سامسونگ دو سنسور دارد : 1/1.22 اینچ HP1 (0.64 میکرومتر پیکسل) و 1/1.4 اینچ HP3 که کوچک‌ترین پیکسل‌هایی است که تاکنون دیده‌ایم با تنها 0.56 میکرومتر دارد.

OmniVision دارای یک جفت سنسور رقابتی است. OVB0B دارای 0.61 میکرومتر پیکسل است، OVB0A با HP3 در 1/1.4 اینچ و 0.56 میکرومتر مطابقت دارد.

200 مگاپیکسل به اندازه دوربین های فعلی گوشی های هوشمند است. با این حال، گفته می شود که سامسونگ روی سنسورهایی با وضوح 600 مگاپیکسل کار می کند، بنابراین این پایان راه نیست.

قبل از پایان، باید فوراً به مزایای داشتن این تعداد پیکسل بپردازیم. اولی بدیهی است، لاف زدن. ما می دانیم که بخش های بازاریابی این کار را دوست دارند، به خصوص زمانی که می توانند برچسب عبارت “اولین” را روی آن بزنند.

اما مزایای عملی نیز وجود دارد. زوم دیجیتال از این کار بسیار سود برده است ، سنسورهایی که از binning پیکسل استفاده می کنند معمولاً می توانند زوم دیجیتال بدون تلفات را با همان فاکتور انجام دهند (به عنوان مثال، قرار دادن پیکسل های 2×2 و بزرگنمایی 2x).

بدون لنز موتوری، این تنها راه برای دستیابی به زوم صاف (مثلاً در فیلم‌ها) است. لنزهای زوم موتوری که به اندازه کافی برای گوشی های هوشمند مدرن کوچک هستند، در حال حاضر در بازار هستند، اگرچه بسیار نادر هستند.

یکی دیگر از کاربردهای جالب سنسورهای با وضوح بالا این است که آنها را به عنوان دو یا حتی سنسور جداگانه در نظر بگیرید. به عنوان مثال، نیمی از پیکسل‌ها می‌توانند با ISO پایین و نیمی دیگر با ISO بالا عکاسی کنند، که سپس می‌توان آن‌ها را در یک تصویر واحد ترکیب کرد که دارای جزئیات در مناطق روشن و تاریک است. Staggered HDR ترفند مشابهی را انجام می دهد با این تفاوت که زمان نوردهی (کم، متوسط و زیاد) را تغییر می دهد.