Что такое бинаризация и как она помогает сделать ваши фото лучше

В последние годы, когда речь в какой-нибудь статье, видео или презентации заходила о возможностях камеры очередного смартфона, вы наверняка не раз слышали или видели такие термины, как пиксельный биннинг, бинаризация или технология объединения пикселей. Как вы уже поняли, все это одна технология, но что она из себя представляет и зачем вообще нужна, мы постараемся разобраться в этом материале.

А что такое пиксели?

Чтобы понять, что такое бинаризация (технология объединения пикселей), для начала нужно разобраться, что такое в этом контексте пиксели. Пиксели – физические элементы на сенсоре камеры, которые захватывают свет во время съемки.

Размер этих самых пикселей измеряется в микронах (миллионных долях метра), и размер пикселя в один микрон или меньше считается маленьким. Для примера, камеры смартфонов iPhone XS Max, Google Pixel 3 и Galaxy S10 обладают большими пикселями размером 1,4 микрона.

Я думаю, нет необходимости, объяснять, что чем больше размер пикселей, тем лучше, потому что большие пиксели могут захватываться больше света, а это в свою очередь верный признак хорошей фотографии. Особенно разница камер с большими и маленькими пикселями заметна при съемке в условиях низкой освещенности. Если вы снимаете где-то в помещении или на улице, но вечером или ночью, то для того, чтобы фотография не вышла похожей на Черный квадрат Малевича, камере нужно захватить как можно больше практически отсутствующего в этих условиях света, а если пиксели на сенсоре будут недостаточно большими, то и света много собрать не получится – как итог, фотография выйдет темная и с большим количеством шумов.

А если пиксели в камере сделать большими, то и размер модуля камеры от этого сильно увеличится. Можно не увеличивать размер модуля и увеличить размер пикселей, но тогда этих больших пикселей в небольшой модуль поместится немного, а разрешение фото при этом сильно пострадает. Для современных тонких и изящных смартфонов нужна такая же тонкая камера, и желательно, чтобы из корпуса не торчала. В таких обстоятельствах производителям приходится как-то исхитряться, чтобы усидеть на двух стульях сразу (камеру поменьше, но пиксели побольше) – здесь то и пригодилась технология под названием бинаризация.

Бинаризация – одна из важнейших технологий в современной фотографии

В общем и целом, бинаризация – это процесс объединения информации, полученной с четырех пикселей таким образом, словно она была получена одним большим пикселем. Таким образом, фотография, сделанная на камеру с пикселями размером 0,9 микрон, будет соответствовать тому, что может сделать камера с большими пикселями в 1,8 микрон.

Обратной стороной этой медали является четырехкратное уменьшение разрешения фотографий, которое происходит вследствие объединения четырех маленьких пикселей в один большой. Это значит, что мобильная камера с высоким по современным меркам разрешением сенсора 48 Мп при задействованной технологии бинаризации на выходе способна выдать снимок с разрешением лишь 12 Мп. А теперь вспомним, что у некоторых смартфонов разрешение камеры составляет всего 16 Мп, а это означает, что при объединении пикселей для более качественного снимка в темноте, мы получим фото, качество которого будет соответствовать камере со смешными 4 Мп.

Вообще, пиксельный биннинг стал возможным благодаря использованию в сенсорах камер так называемого фильтра Байера. Фильтр Байера – это двумерный массив цветных фильтров, которыми накрыты фотодиоды всех современных фотоматриц. Этот фильтр используется для получения цветного изображения в матрицах цифровых фотоаппаратов, видеокамер и сканеров. Стандартный Фильтр Байера, который, наверняка, используется в вашем смартфоне, состоит из 25% красных элементов, 25% синих и 50% зеленых элементов. По данным ресурса Cambridge in Color, этот фильтр предназначен для имитации человеческого глаза, чувствительность которого наиболее высока именно к зеленому свету. Как только сенсор камеры захватывает картинку, она интерполируется и обрабатывается для получения окончательного, полноцветного изображения.

В сочетании с Фильтром Байера технология объединения пикселей дает нам с вами возможность делать фотографии высокого разрешения при дневном освещении и фотографии чуть меньшего разрешения, но также с меньшим количеством шумов и большим уровнем яркости в условиях недостаточной освещенности.

Кто уже сейчас использует бинаризацию?

Если у производителя есть смартфон с камерой 32 Мп, 40 Мп или 48 Мп, то можете наверняка быть уверены, что в нем используется технология объединения пикселей. Самыми известными на данный момент устройствами с этого технологией являются Xiaomi Redmi Note 7, Xiaomi Mi 9, Honor View 20, Huawei Nova 4, Vivo V15 Pro и ZTE Blade V10.

Как я упоминал выше, на рынке есть и смартфоны с камерами меньшего разрешения, но при этом использующие бинаризацию. Среди таких смартфонов LG G7 ThinQ, LG V30s ThinQ, Xiaomi Redmi S2 и Mi A2. В смартфонах LG есть режим Super Bright, который позволяет сделать на 16 Мп-сенсор яркую ночную 4 Мп-фотографию.

Очевидно, что камеры с более высоким разрешением больше подходят для вышеописанной технологии (особенно основные, а не фронтальные, камеры), так как на выходе разрешение снимком урезается аж в четыре раза. Благо, после недавних новостей от производителя мобильных процессоров Qualcomm о том, что компания внедрила в свои чипсеты поддержку камер с разрешением более 100 Мп, уже до конца этого года мы ждем появления первых смартфонов с новыми умопомрачительными камерами.

Делитесь своим мнением в комментариях под этим материалом и в нашем Telegram-чате.

Теги
Лонгриды для вас
Xiaomi Mi AirPower
Позор! Apple не смогла, а Xiaomi сделала зарядку AirPower. Она будет взрываться?

Интересно получается… Раньше огромное количество китайских производителей просто копировали западные товары. Потом начали появляться крупные производители и их копирование было уже не слепым, а очень аккуратным, но все равно довольно заметным. Теперь получилось так, что крупнейшая компания в мире около двух лет пробовала сделать что-то, а потом опустила руки, отказавшись от проекта, но идея не пропала. Так идею Apple смогла реализовать Xiaomi. Пусть она тоже крупная, но у нее точно нет таких ресурсов, как у купертиновцев. И кто тут оказался догоняющим? Больше всего интереса вызывает то, что Apple отказалась от производства на последней стадии, когда даже в коробке с iPhone XR лежала брошюра, гласившая, что его можно заряжать при помощи AirPower. Может быть это просто небезопасно, и поэтому от проекта решили отказаться? Но тогда что делает Xiaomi?

Читать далее
Oppo X1
Что помешает OPPO выпустить раздвижной смартфон со скручивающимся экраном

На прошлой неделе OPPO показала концепт революционного смартфона, который не будет складываться в принятом представлении этого слова. Он будет раздвигаться в стороны, а его экран ”выкатываться” наружу. Я едва ли не больше остальных верю в эту идею и хочу попробовать смартфон в деле, но проблем пока больше, чем перспектив. В первую очередь производитель столкнется с трудностями производства дисплея, потом подтянутся особенности механизмов, а закончится это все гарантийным ремонтом. Впрочем, это если смартфон вообще дойдет до стадии продаж и производства. Почему же все будет так сложно?

Читать далее
Google сделает камеру дешевых смартфонов намного лучше

Когда мы покупаем смартфон, мы как правило смотрим на то, чтобы он был недорогим (для каждого по-своему) и предлагал достойные характеристики. Даже если у человека есть деньги на самый топовый флагман, ему все равно приходится искать компромисс. Естественно, при покупке недорогого смартфона найти компромис цены и технических возможностей намного сложнее. В первую очередь приходится отказываться от хорошей камеры, но теперь Google готова предложить что-то, что сделает поиск такого компромисса бессмысленным. Вы просто купите недорогой телефон и программно сделаете камеру намного более качественной.

Читать далее
2 комментария Оставить свой
  1. vulkan

    у Сони технология обьединения 4 снимков со здвигом в один пиксель по кругу… наверно это оно и есть…

  2. amplifier

    Юзаю RN7 с первого дня продаж в РФ: камера отличная в этом ценовом диапазоне, особенно заметна разница после 9 месяцев юзания RN5.

Новый комментарий