48 МП или нет? Взгляд на новый датчик камеры Sony

0
226

За последние несколько недель много говорилось о новом 48-мегапиксельном сенсоре Sony (IMX586), который используется в недавно выпущенном Honor View20. Как энтузиаст фотографии, я был заинтригован и должен признать, что чем больше я копался в проблеме, тем больше информации не складывалось.

Прежде чем мы начнем

Я хочу отметить, что я не пытаюсь настаивать за или против определенных производителей смартфонов в этой статье. Я даже не нападаю на Sony за ее работу. Я уверен, что у инженеров компании есть веские причины для каждого выбора, сделанного в дизайне датчика.

Очевидно, что комментарии и возражения от ваших читателей также приветствуются, если вы поддерживаете беседу вежливой и уважительной.

Является ли Sony IMX586 действительно 48 Мп сенсором?

В теории да, на практике не так уж и много. Прочтение спецификации, опубликованной Sony, вы можете найти фразу «48 эффективных мегапикселей» везде. В таблице показано разрешение 8000×6000 пикселей, которое фактически равно этому числу. Но давайте внимательнее посмотрим на датчик …

Redmi Note 7 использует датчик 48MP производства Samsung. / © Redmi

В датчике, который использует расположение пикселей матрицы Байера, каждый отдельный фоторецептор физически фильтруется, так что могут проходить только волны зеленого, красного или синего света (обычная практика, имитирующая работу человеческого глаза). Электроника датчика затем отвечает за преобразование групп смежных пикселей в фактический цвет, который был «воспринят» отдельным пикселем, заимствуя информацию у соседей и используя некоторую старую добрую математику. Это делается путем усреднения значений двух зеленых пикселей (G), одного красного пикселя (R) и одного синего пикселя (B).

На IMX586 Sony использует пиксельную компоновку под названием Quad Bayer array, это не что иное, как классическая компоновка Bayer Array (используется практически на каждом существующем сенсоре смартфона), но где вместо каждого отдельного пикселя размещены четыре пикселя для формирования квадрата 2×2. Эта статья наших коллег из GSM Arena прекрасно объясняет, как работает матрица Quad Bayer на смартфонах Huawei P20 и P20 Pro.

Диаграмма Байера на диаграмме датчика
Фильтр с матрицей Байера. / © Википедия

Теперь вы можете понять, как группировка 4 пикселей одного цвета рядом друг с другом в матрице Квада-Байера почти эквивалентна наличию датчика с матрицей Байера с пикселями двойного размера (измеряется сбоку, четырехкратный как площадь). Зная это, Sony IMX586 ближе к определению 12 MP, чем 48 MP, как утверждается.

Тем не менее, мы не можем сказать, что информация неверна, потому что каждый отдельный фоторецептор отделен от соседнего, поэтому технически их насчитывается 48 миллионов …

Фильтр Quad Bayer
Разница между Байером и Квадро-Байером. / © GadgetByte

Так много маркетинга

Sony утверждает, что эта конфигурация обеспечивает как высокую чувствительность, так и высокое разрешение для своего датчика. Я ничего не могу сказать о чувствительности: сгруппировав 4 пикселя одного цвета, вы получите эквивалент одного 1,6-микронного фоторецептора вместо (плохого) 0,8-микронного одиночного светового рецептора.

Однако следует помнить, что это лишь немного больше по сравнению с более распространенным Sony IMX363, который имеет пиксели размером 1,4 микрона, не говоря уже о том, что в этом случае пиксели действительно имеют такой размер и не интерполируются. На IMX586, с учетом массива Quad Bayer (для упрощения, сгруппированной версии, получающей 12MP), моделируемые фоторецепторы только на 30% больше, чем IMX363. Наоборот, если мы примем во внимание отдельные пиксели, у нас будет 67% меньшая площадь.

Размер пикселя датчика изображения Quad Bayer3
Я не знаю о вас, но пока я вижу мало преимуществ и много недостатков. / © AndroidPIT

Тем не менее, Sony утверждает, что она использует собственное разрешение только для высокой яркости, потому что таким маленьким пикселям действительно нужно много света для правильной работы. Чем меньше фоторецептор, тем больше вероятность появления шума (что приводит к ухудшению качества изображения) при снижении яркости. Когда яркость не самая лучшая, система группировки пикселей используется для уменьшения шума и увеличения общей чувствительности датчика (наилучшего значения SNR) за счет разрешения.

Однако, как мы видели ранее, фоторецепторы расположены с использованием матрицы Quad Bayer, и в этом мое самое большое сомнение. Поскольку эти пиксели физически фильтруются по определенным световым частотам, невозможно перемещать и преобразовывать матрицу Квада-Байера в матрицу Байера, чтобы в полной мере использовать 48 Мп. Отдельные фоторецепторы должны быть физически перемещены.

image004 треугольник
Датчик, выполненный, как показано слева, не может быть преобразован в датчик, показанный справа. / © Sony (отредактировано)

Таким образом, результат является лишь приблизительным приближением того, что мог бы зафиксировать истинный датчик 48 Мп с матрицей Байера. Как так? Потому что труднее определить цвет, захваченный отдельными пикселями, полагаясь на информацию от соседей, которые, вероятно, имеют один и тот же цвет.

Размер имеет значение

Sony IMX586 имеет площадь 30 мм², и именно здесь он должен заполнить все свои 48 миллионов пикселей. Поэтому датчик меньше, чем 40 Мп, используемый на Huawei P20 Pro или Mate 20 Pro, который имеет размеры 45 мм² (7,76×5,82 мм) и использует ту же матрицу Quad Bayer. Мало того, но вымершие Nokia Lumia 1020 (41 Мп, 58 мм²) и Nokia 808 (41 Мп, 85 мм²) чувствуют себя намного лучше, с устройством под управлением ОС Symbian, которое по-прежнему доминирует, с самым большим датчиком, когда-либо вставленным в корпус смартфон (исключая эксперимент Panasonic Lumix DMC-CM1).

image001 бикубический
Размер имеет значение в фотографии. / © Sony

Кроме того, необходимо принимать во внимание многие другие факторы, такие как используемые линзы и обработка данных, собираемых самим датчиком. Например, обработка изображений, выполненная Honor и его процессором Kirin 980 на новом приборе View20, может сильно отличаться от обработки, выполняемой конкурентами с разными чипами.

На данный момент, я должен признать, я не был впечатлен. Я использовал Honor View20 в Берлине, и в течение зимы в большинстве дней преобладает серый цвет. Мне удалось получить приятные снимки при дневном свете только благодаря использованию режимов захвата 12 Мп (но не на уровне других смартфонов, которые я тестировал). Для сравнения, фотографии, которые я сделал в режиме 48 Мп, были в основном непригодными. Сенсор, кажется, теряет много качества по краям фотографий, и я также заметил много шума при масштабировании. Вы бы действительно купили смартфон, чтобы фотографировать только днем ​​и только в солнечные дни?

Ниже вы можете увидеть два примера фотографий, снятых с разрешением 48MP в дневное и ночное время в далеко не идеальных условиях:

Я не говорю, что вам следует избегать покупки смартфонов, использующих сенсор Sony IMX586, но кажется справедливым, что вы знаете, что:

  1. Больше мегапикселей не обязательно приводит к лучшим фотографиям.
  2. Датчик не больше (и поэтому не захватывает больше света), чем у конкурента.
  3. Программное обеспечение и аппаратные средства, которые сопровождают его, могут иметь огромное значение в эпоху компьютерной фотографии.
  4. Вы не должны быть одурачены маркетингом, который вращается вокруг этого огромного количества пикселей.
  5. Если флагманы (которые постоянно находятся под увеличительным стеклом вентиляторов) не используют этот датчик, возможно, есть причина для этого.
  6. Это только мое мнение 🤓
Aliexpress WW