Cep telefonlarında piksel sentezi: hile dışında başka ne yapabilir?
Kısa bir süre önce, Sanyi Life'ta 2019'da akıllı telefonlarda "süper yüksek piksel" trendini gözden geçiren bir makale yazdık. O zaman, "ultra yüksek piksel tasarımının başlangıçta kullanımı kolay değil, ancak gerçekten 2019'da kademeli olarak gerçekten değerli hale geldi" görüşünü açıkça ortaya koyduk ve birçok okuyucunun tepkisini de aldı. .
Ancak daha sonra, ultra yüksek pikselli cep telefonlarının tasarımıyla ilgili teknolojik ilerlemeden bahsettiğimizde, çok önemli bir bölümü kaçırdığımızı keşfettik. Bu, günümüzde sıradan olan CMOS "piksel sentezi" teknolojisidir - ultra yüksek pikselli cep telefonlarının temelidir. Ancak şimdiye kadar ultra yüksek pikselli kamera modellerine çok sayıda karışık itibar katan tam da buydu.
Piksel sentezinin ilk başta bir hile olduğu inkar edilemez
Piksel sentezi nedir? Basitçe söylemek gerekirse, fotoğraf çekerken ultra yüksek piksel kameralı telefonların kullandığı yaygın bir görüntüleme yöntemini açıklıyor. Örneğin, 40 megapiksel bir CMOS, deklanşöre basıldığı anda 40 milyon piksel gerçekten hassastır, ancak son çıktıda, her dört piksel tarafından yakalanan ışık bilgileri "birleştirilir" ve çıkarılır 10 milyon piksel fotoğraf. Bu ne kadar iyi? Üretici size dört, dokuz ve hatta on altı pikseli "sentezleyerek", eşdeğer olarak daha büyük bir tek piksel alanı elde edebileceğinizi ve böylece karanlık ışıkta (gece) ışık hassasiyetini etkili bir şekilde iyileştirebileceğinizi söyleyecektir.
Piksel sentezi gece sahneleri için iyidir
Ama sonra sorun ortaya çıkıyor Her şeyden önce, Sanyi Life'ımızın uzun zaman önce, en azından şimdiye kadar "ifşa ettiği" gibi, ultra yüksek pikselli cep telefonlarının "piksel sentezi" mekanizması, üretici tarafından ilan edildiği gibi olmayabilir. Bu şekilde, yalnızca karanlık ortamda etkinleştirilecek, ancak varsayılan olarak günlük olarak etkinleştirilecektir. Bu, bir yandan cep telefonunun donanımının (işlemci, flash bellek) aslında ultra yüksek piksel görüntüleme için gerçekten hazır olmadığı anlamına gelir. Öte yandan, tüketiciler ultra yüksek pikselli kamera ürünlerini satın almak için para harcarlar ve sonunda Gerçek fotoğraf çözünürlüğü, biraz "yanlış" olan "nominal değerinin" yalnızca bir kısmıdır.
Ancak gündüz vakti bile varsayılan olarak tam piksel modunu kullanmazsınız
Günümüzün ultra yüksek piksel kameralı akıllı telefonları, varsayılan olarak tüm bağımsız piksellerle çalışmak yerine genellikle varsayılan olarak piksel sentez modunu etkinleştirir. Bu, cep telefonu üreticilerinin daha iyi resim kalitesi elde etmek için "geniş piksel alanı" nın "yüksek piksel sayısından" daha önemli olduğunu gerçekten anladıklarını göstermektedir. Durum böyleyken, neden başlangıçta doğrudan sensörü büyük piksellerle tasarlamıyoruz, ama aynı zamanda önce nominal ultra yüksek piksel CMOS'u yapıp sonra pikselleri azaltmak için onu "sentezledikten" sonra kullanalım, yapay bir üretim hilesi değil mi? ?
Üreticiler aptal değil, elbette bunu nasıl telafi edeceklerini biliyorlar.
Evet, yarım yıl önce Sanyi Life'ın ultra yüksek pikselleri eleştirisinde ve sorgulamasında söylediğimiz gibi, ultra yüksek piksel kameralı telefonların "çekirdek tasarımı" olarak piksel sentez teknolojisinin aslında ilk doğduğunda tamamen aynı olduğuna inanıyoruz. Tavuk pirzola, ama aynı zamanda güçlü bir hile ile. Sonuçta, tüketiciler varsayılan olarak satın aldıkları cep telefonundaki nominal piksel değerinden gerçekten yararlanamıyorlar, bu bile eleştirilmek için yeterli.
Ancak, ilk piksel sentez teknolojisinin nereye yerleştirildiğini hepimiz görebildiğimiz için, cep telefonu üreticileri ve sensör tedarikçileri bunu bilmeyecek mi? Tabii ki, "eşdeğer bir büyük piksele" güvenmenin tüketicileri gerçekten ikna edemeyeceğini biliyorlar. Bu nedenle piksel sentezi CMOS'un tasarımını geliştirmek için bir yıldan fazla zaman harcadılar ve bu yapıyı giderek daha pratik fonksiyonlara kavuşturdular.
Gece çekim işlevi tasarımını iyileştirmenin yanı sıra ilk ortaya çıkan, sözde "tek kare HDR". Hepimizin bildiği gibi, ilk HDR (yüksek dinamik aralık) fotoğrafları, sırasıyla az pozlama, normal pozlama ve aşırı pozlama için en az üç fotoğraf çekecek ve ardından birleştirme sonrası "parlak ve karanlık yerler net bir şekilde görülebilir" şeklindeki yüksek dinamik etkiye ulaşabilir. . Bu sadece fotoğraf çekmenin pozlama süresini uzatmakla kalmaz, aynı zamanda el titremesi veya nesnenin hareketinden dolayı sentezin başarısız olmasına veya sentezden sonra resim kalitesine neden olması kolaydır.
Ancak ultra yüksek pikselli kameralı telefonlar için, çünkü orijinal "piksel sentezi", fotoğraf çekme sürecinde bir görüntü oluşturmak için en az her dört pikselin bilgilerini birleştirmektir. Bu nedenle, ışık algılama sürecinde iki çift veya dört pikselin dördü için farklı duyarlılık (veya pozlama süresi) ayarladığınız sürece, bir kez fotoğraf çekebilir ve dört (veya daha fazla) ışık duyarlılığı çekebilirsiniz. HDR fotoğraflarını sentezleme işlevi, yalnızca ISS'nin hesaplama miktarını azaltmakla kalmaz, cep telefonlarının üretim hızını arttırır, aynı zamanda el titremesiyle sentezlenen HDR'nin görüntü kalitesini de büyük ölçüde önler. Açıktır ki, bu ultra yüksek piksel sensörünün ve "piksel sentezi" çalışma mekanizmasının etkili bir kullanımıdır.
Teknoloji ilerledikçe, hileler de katil haline gelebilir
Sadece bu da değil, Sanyi Life'ımızın cep telefonu fotoğrafçılığına ilişkin içeriğine dikkat ettiyseniz, "12 milyon tam piksel çift çekirdekli odak" CMOS'u bir kereden fazla övdüğümüzü hatırlayabilirsiniz. Bununla birlikte, çok az kişinin aslında 12 megapiksel çift çekirdekli CMOS'un "çift çekirdekli" olarak adlandırıldığını bildiği tahmin edilmektedir çünkü aslında 24 milyon ışığa duyarlı öğeye sahiptir, ancak her iki ışığa duyarlı öğenin bir pikseli ve pikseli paylaştığı tahmin edilmektedir. Lens bu nedenle bir piksel olarak kabul edilir. Bu durumda, tek bir piksel kuyusundaki iki piksel, faz farkı nedeniyle hesaplamaları odaklamak için kullanılabilir ve 12 milyon piksel çiftinin tümü faz odaklama hesaplamalarına katılır. Bu, son derece hızlı odaklanan "tam piksel çift çekirdekli CMOS" gizemidir. Nerede.
Basit ultra yüksek pikseller, dört piksel bileşik ultra yüksek pikseller, tam piksel çift çekirdekli ve tam piksel dört çekirdekli yapı arasındaki fark
Tabii ki bu tasarım günümüzün ultra yüksek piksel CMOS'una da uygulanabilir. Örneğin Sony, yalnızca dört ışığa duyarlı öğenin bir mikro merceği paylaşmasına izin veren bir "2x2 On-Chip On-Chip" CMOS geliştirdi. "Çok çekirdekli odaklama" ve "çok pikselli kompozit görüntüleme" nin tüm avantajlarını bir araya getirir. Cep telefonu üreticilerinin yüksek piksel sayısı ve geniş "eşdeğer piksel alanı" olan ürünler üretmesi için uygun olan yerel "dördü bir arada piksel görüntüleme" yapısına sahiptir. Aynı zamanda, her pikselin bir lense karşılık geldiği ultra yüksek piksel CMOS'ta bulunmayan hızlı bir odaklama performansına da sahiptir. Daha da önemlisi, iyi bilinen "tam piksel çift çekirdekli odaklama" CMOS yapısı ile karşılaştırıldığında, bu "tam piksel dört çekirdekli odaklamanın" yatay, dikey ve eğik yönlerde aynı anda faz farkı pikselleri vardır. Ayrıca, geçmişteki en gelişmiş odaklama teknolojisinden daha iyi odaklanma ve izleme performansı elde etmesi bekleniyor.
Ne anlama geliyor? Bir tüketicinin bakış açısından, bu, bir zamanlar tatsız piksel sentez yapısını ve ultra yüksek piksel CMOS'u temsil edebilir ve yakında fotoğraf çekerken ve video çekerken en iyi odak performansına sahip cep telefonu CMOS'u haline gelecektir. Teknik açıdan bakıldığında, bu aynı zamanda birkaç sorunu da açıklıyor: Örneğin, kesinlikle yararsız bir teknoloji yok, ancak üreticinin kullanıp kullanmayacağı; örneğin, yeni teknolojiler ve yeni ürünler için, bazen yenilerini denemeye istekli değiller. Olgunlaşması ve gelişmesi için biraz bekleyin, belki sürprizler olur.
[Bu makaledeki resim İnternet'ten geliyor]
