Новости Hardware

Как устроена 48 мегапиксельная камера в смартфоне и какой в этом смысл

Мы живем в интересное время. Нас долго убеждали в том, что матрицы с высоким разрешением в смартфонах не нужны — мол, после определенной границы (12-16 мегапикселей) это не будет приводить ни к чему, кроме увеличения шума и снижения детализации. И долгое время это правило работало безотказно, многие— сознательно избегали камер с высоким разрешением. Но с недавних пор производителям смартфонов стали доступны сенсоры со структурой пикселей Quad Bayer, которые, во-первых, делают дальнейший рост разрешения оправданным и осмысленным. А во-вторых, серьезно упрощают и удешевляют процесс производства сенсоров (с точки зрения себестоимости каждого мегапикселя).

 Четыре встроенные камеры смартфона vivo V17

Четыре встроенные камеры смартфона vivo V17

Недавно мы рассказывали о том, на что способна квадрокамера vivo V17, но сегодня мы больше сосредоточимся именно на технических подробностях и поговорим о том, как все устроено. Сама компания vivo не занимается производством сенсоров для своих смартфонов, по крайней мере пока, поэтому все решения закупаются у сторонних производителей – в основном у Sony и Samsung за редкими исключениями.

Итак, в чем отличие структуры Quad Bayer от традиционного фильтра Байера? Идея предельно проста – она заключается в том, что у каждого блока из четырех пикселей (2 × 2) имеется одинаковых цветовой фильтр, что позволяет по-разному обрабатывать данные в зависимости от условий съемки, и в первую очередь – в от условий освещения.

 Диаграмма пиксельной решетки (Quad Bayer Array) и ее преобразование с помощью специального алгоритма

Диаграмма пиксельной решетки (Quad Bayer Array) и ее преобразование с помощью специального алгоритма

У смартфона есть как минимум два варианта обработки сигнала с сенсора. В одном случае данные с четырех пикселей объединяются и мы фактически получаем один пиксель вчетверо большой площади. Именно таким образом основная камера vivo V17 работает по умолчанию, выдавая картинку размером 4000 × 3000 пикселей. Во втором случае каждый фотоэлемент срабатывает отдельно и мы получаем максимально возможное разрешение – 8000 × 6000.

Сама по себе съемка с таким высоким разрешением может быть оправдана лишь в одном случае – когда вам нужно напечатать изображение на бумаге (на фотобумаге, на фанере, как угодно). Если же вы используете фотографии только для просмотра на экране и хранения в «облаке», то чем выше разрешение, тем больше сложностей у вас возникнет. Наиболее логичным применением высокому разрешению на смартфоне становится цифровой зум без потери качества – в таком режиме камера делает снимок в максимальном разрешении, а затем вырезает его центральную часть и сохраняет ее как отдельный снимок с разрешением 12 мегапикселей. В этом случае можно сэкономить на установке телеобъектива – собственно, аналогичным производитель поступил и с vivo V17, здесь мы имеем двухкратный зум без потери качества без отдельного телеобъектива.

 Пример цифрового зума без потери качества

Пример цифрового зума без потери качества

В случае с истинно бюджетным смартфоном установка одной камеры с таким сенсором вполне позволит реализовать функциональность, которая прежде была свойственна лишь дорогим моделям. Иными словами, все идет к тому, что смартфонов, которые снимают плохо в мире вообще не останется. Ну а смартфоны средней руки смогут еще больше разнообразить варианты съемки установкой дополнительных специальных камер, и пример vivo V17 в этом смысле очень показательный.

Примеры съемки основной камерой vivo V17 в разрешении 48 Мп

Напомню, что помимо основной камеры на с фильтром Quad Bayer и разрешением 48 мегапикселей у vivo V17 имеется модуль со сверхширокоугольным объективом с эквивалентным фокусным расстоянием 13 мм и диафрагмой ƒ/2,2. Эта камера отлично подойдет для съемки в небольших помещениях, а также для городских пейзажей с высокими зданиями. Что характерно, этот модуль прекрасно обходится без механизма автофокусировки – благодаря большой глубине резкости можно получать четкие снимки практически в любых условиях.

Примеры съемки сверхширокоугольной камерой vivo V17

Две оставшиеся камеры vivo V17 обладают одинаковыми характеристиками, по крайней мере в том, что касается разрешения сенсора (2 мегапикселя или 1600 × 1200) и диафрагмы (ƒ/2,4). Одна из этих камер предназначена для съемки макро, в ней нет автофокуса, поэтому получить четкие снимки можно только если поднести смартфон практически вплотную к объекту. А вторая камера, как вы уже могли догадаться, выполняет роль датчика глубины, с помощью которого можно снимать портреты с размытием заднего плана.

 Пример съемки камерой vivo V17 в «потретном» режиме

Пример съемки камерой vivo V17 в «портретном» режиме

Для того, чтобы получить такой эффект на камере – понадобится дорогой объектив с большой диафрагмой, но благодаря вычислительной фотографии все это стало возможным в смартфоне дешевле 20 тысяч рублей.

Очевидно, что сенсоры с фильтром Quad Bayer прекрасно зарекомендовали себя за последний год, и vivo V17 – очередное подтверждение. А в этом году мобильный рынок начинает новый этап мегапиксельной гонки, только теперь гораздо более интересный и интригующий.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
AMD одним обновление драйвера подняла производительность Radeon Pro в OpenGL на величину до 115 % 7 мин.
В Instagram и Facebook появилась возможность публиковать NFT 4 ч.
В Android 14 станет обязательной аппаратная поддержка видеокодека AV1 4 ч.
Cuphead выйдет в коробочной версии с дополнением The Delicious Last Course 6 ч.
Геймеры столкнулись с проблемами при верификации через СМС для игры в Overwatch 2 7 ч.
Sega анонсировала свою первую блокчейн-игру — она будет основана на серии Sangokushi Taisen 7 ч.
Еврокомиссия вынесет решение по сделке Microsoft и Activision Blizzard до 8 ноября — может потребоваться углубленное расследование 7 ч.
Глава Apple: большинство людей вряд ли понимает, что такое метавселенная 7 ч.
Genshin Impact выручила $3,7 млрд на мобильных платформах за 2 года — больше только у Honor of Kings и PUBG Mobile 8 ч.
Ubisoft не бросит покупателей своих игр для Google Stadia — их можно будет перенести на ПК 11 ч.
Соседние карликовые галактики укрылись от Млечного Пути в коконе горячего газа, выяснили учёные 2 ч.
Tesla резко нарастит объёмы производства Model Y и Model 3 в последнем квартале — до почти полумиллиона машин 5 ч.
Разработчика аэротакси Joby Aviation обвинили в завышенных обещаниях — компания не сможет выпустить достаточно машин 6 ч.
Глава Yangtze Memory подал в отставку — его уход связывают с «большой коррупцией» в хайтек фондах Китая 7 ч.
Разработчик автопилота Intel Mobileye подал заявку на размещение акций — планируется привлечь до $50 млрд 7 ч.
Процессорные планы AMD: скоро выйдут Ryzen 7000 c 3D-кешем, а Threadripper и APU на Zen 4 — к концу следующего года 7 ч.
Kioxia сократит выпуск флеш-памяти на 30 % — это сигнал о падении всей индустрии 7 ч.
NASA снова попытается запустить лунную ракету SLS только в ноябре 9 ч.
Число бета-тестировщиков автопилота Tesla Full Self Driving выросло до 160 тыс. за год 9 ч.
ИИ-масштабирование Intel XeSS протестировали на видеокартах Intel, NVIDIA и AMD — результаты разнятся 9 ч.