Tajną bronią Galaxy S23 Ultra może być ten nowy chip Samsunga

Dzięki nowej 200-megapikselowej matrycy Isocell HP2 firma Samsung chce zaoferować fotografującym smartfonami to, co najlepsze z obu światów: wysoką rozdzielczość i dobrą jakość obrazu w trudnych warunkach.

HP2 jest w masowej produkcji. Samsung nie ogłosił daty wysyłki ani nie potwierdził, na który telefon dotrze. Oczekuje się jednak, że czujnik będzie zasilał główny aparat firmy flagowy Galaxy S23 Ultra telefon, prawdopodobnie zadebiutuje 1 lutego.

Projektanci przetworników obrazu stają w obliczu kompromisu. Zwiększenie rozdzielczości oznacza, że ​​każdy piksel czujnika jest mniejszy, a mniejsze piksele nie mogą również zbierać światła. Oznacza to, że zdjęcia w słabym świetle są zakłócane przez drobiny szumu. Tracą szczegóły w zacienionych częściach sceny. A w jasnych obszarach, takich jak niebo, rozjaśniły światła.

Jednak HP2 oferuje nowe metody rozwiązania tych problemów i maksymalnego wykorzystania każdego fotonu światła, Samsung ujawnił wyłącznie CNET.

Firma twierdzi, że czujnik południowokoreańskiego giganta elektronicznego może najpierw wydajniej zbierać światło, poprawiać zdjęcia o wysokim zakresie dynamicznym (HDR), aby lepiej obsługiwać sceny z ciemnymi i jasnymi elementami. A podczas fotografowania w pełnej rozdzielczości 200 megapikseli Samsung wykorzystuje technologię sztucznej inteligencji, aby pomóc wydobyć najdrobniejsze szczegóły.

Nie jest jeszcze jasne, jak dobrze czujnik będzie działał w teście w świecie rzeczywistym. Nic dziwnego, że Samsung koncentruje się na technologii. Ulepszenia aparatu są głównym powodem aktualizacji telefonów, ponieważ lepsze zdjęcia i filmy są bardziej zauważalne niż nieco lepsze procesory, żywotność baterii i technologia sieciowa.

„Pełna rozdzielczość 200 MP jest szczególnie zauważalna podczas fotografowania na koncercie lub w plenerze, gdzie można uchwycić wiele szczegółów” — powiedział JoonSeo Yim, wiceprezes ds. sensorów w firmie Samsung Electronics. „Może nie jest to dominujące urządzenie dla większości konsumentów, ale z pewnością widzimy potrzebę bardzo szczegółowych obrazów”.

Apple, największy rywal Samsunga w zakresie smartfonów, również mocno inwestuje w swoje aparaty. Stosunkowo duże elementy obiektywu wystają z tyłu modeli iPhone 14 Pro, aby pokazać wydajność aparatu, a Apple ulepszyło swoje czujniki, aby rejestrować obrazy w wysokiej rozdzielczości przy słabym świetle.

Lepsze opcje separacji pikseli

Jedną z głównych technik ulepszania zdjęć smartfonem jest tzw binowanie pikseli. Dzięki temu grupy fizycznych pikseli można łączyć w większe wirtualne piksele, które zbierają więcej światła w słabym świetle, zamieniając rozdzielczość na niższy poziom szumów i lepsze kolory.

Samsung nie jest osamotniony w stosowaniu separacji pikseli. Możesz to zobaczyć na stronie iPhone’a 14 Pro, Google Pixel 7, Xiaomi 12T Pro i inne telefony, ale czujnik HP2 jest jednym z najbardziej zaawansowanych. Na przykład Apple i Google używają biningu 2×2 pikseli, który zamienia cztery piksele fizyczne w jeden piksel wirtualny. Flagowy Samsung Galaxy S22 oferuje separację pikseli 3×3 od 2019 roku, oferując 108-megapikselowe zdjęcia w dobrym świetle i 12-megapikselowe zdjęcia w słabym świetle.

Samsung HP2 może robić zdjęcia o rozdzielczości 200 megapikseli w dobrych warunkach. Jeśli jest ciemniejszy, łączenie pikseli grupuje piksele w fragmenty 2×2, aby uzyskać obraz o rozdzielczości 50 megapikseli. A jeśli jest jeszcze ciemniej, elementy „Tetra2pixel” Samsunga 4×4 tworzą zdjęcie o rozdzielczości 12,5 megapiksela.

W 200-megapikselowym modelu dostępne były dwa poziomy separacji pikseli HP3, ogłoszony w 2022 roku. Ale HP3 wykorzystuje mniejsze piksele, które zmniejszając rozmiar aparatu, nie są tak dobre w przechwytywaniu światła. The HP1, ogłoszony w 2021 roku, też było. Ale HP2 dodaje jeszcze kilka sztuczek, których brakuje w HP1.

Wzloty i upadki łączenia pikseli

Binning pikseli ma jeszcze kilka zalet. Kamery mogą przycinać środek obrazu, aby powiększyć odległe obiekty. To jest główna podstawa wysiłku aby dać smartfonom możliwości powiększania jak tradycyjne obiektywy do aparatów. Separacja pikseli otwiera również nowe możliwości dla wideo w wysokiej rozdzielczości 4K i 8K.

Istnieją jednak wady separacji pikseli. Przetwarzanie wszystkich tych pikseli zajmuje dużo baterii, a zapisywanie zdjęć w wysokiej rozdzielczości zajmuje dużo miejsca. A czujniki o wysokiej rozdzielczości, choć z zasady ładne, nie zapewnią najlepszej jakości obrazu, jeśli nie zostaną sparowane z wysokiej jakości obiektywami.

„Pełny tryb 200 MP wymaga więcej pamięci RAM i mocy”, powiedział Yim, dlatego takie czujniki o wysokiej rozdzielczości można znaleźć tylko w smartfonach z wyższej półki.

Jedną z komplikacji związanych z HP2 jest ustalenie kolorów podczas robienia zdjęć o rozdzielczości 200 megapikseli. Cyfrowe aparaty rejestrują światło czerwone, zielone lub niebieskie dla każdego piksela, ale konstrukcja Tetra2pixel oznacza, że ​​każda grupa pikseli 4×4 przechwytuje tylko jeden z tych kolorów. Według firmy Samsung wykorzystuje algorytm sztucznej inteligencji, aby pomóc wypełnić niezbędne szczegóły kolorów w tych 16-pikselowych grupach.

Ulepszenia jakości obrazu Samsung HP2

Czujnik ma inne sztuczki poprawiające jakość obrazu, szczególnie w scenach o wysokim zakresie dynamicznym z jasnymi i ciemnymi szczegółami. Oto niektóre:

  • Technologia o nazwie Dual Voltage Transfer Gate (D-VTG) zapewnia każdemu pikselowi o 33% lepszą zdolność zbierania światła, co powinno poprawić jakość obrazu w słabo oświetlonych scenach i zredukować rozmyte białe plamy na jasnym niebie.
  • Technologia Dual Slope Gain (DSG) firmy Samsung poprawia zdjęcia HDR poprzez digitalizację danych ekspozycji każdego piksela w dwóch różnych skalach, aby uchwycić jasne i ciemne dane podczas fotografowania w trybie 50 megapikseli. Liczne piksele czujnika oznaczają, że niektóre kwartety pikseli są dostrojone do jasnego światła, a inne do słabszego.
  • Powiązana funkcja o nazwie Smart-ISO Pro to oddzielna technologia HDR, która dostosowuje się do różnych scen, wykorzystując różne kombinacje ustawień czułości w celu dopasowania do różnych klatek użytych do komponowania zdjęcia HDR.

Kolejną nowością HP2 jest ulepszony autofokus z technologią o nazwie Super QPD. Według Samsunga może wykrywać poziome i pionowe linie w grupach pikseli 2×2, pomagając aparatowi blokować szczegóły, takie jak horyzonty lub pnie drzew, nawet gdy jest ciemno.

Każdy piksel HP2 ma szerokość 0,6 mikrona lub 6 milionowych części metra. To cień węższy niż 0,62 mikrona HP1. Dla porównania ludzki włos ma średnicę około 75 mikronów. Po połączeniu w macierz 2×2 dla zdjęć o rozdzielczości 50 megapikseli, szerokość piksela wzrasta do 1,2 mikrona i 2,4 mikrona dla 4×4.

„Spodziewamy się, że czujniki obrazu o wysokiej rozdzielczości staną się standardową funkcją przyszłych flagowych smartfonów” – powiedział Yim. „Z tego powodu uważamy, że ważne jest, aby kontynuować nasze wysiłki, od zaawansowanych procesów pikseli poniżej 0,5 mikrona po wydajność pikseli i algorytmy”.

Większe rozmiary zbierają więcej światła. Rozmiary pikseli Samsunga są dość podobne do głównego czujnika aparatu iPhone’a 14 Pro, który wykorzystuje 2,44 mikrona w trybie 12-megapikselowym i 1,22 mikrona w trybie 48-megapikselowym.

Jeśli chodzi o wideo, HP2 ma wiele do zaoferowania. Może nagrywać wideo 8K przy 30 klatkach na sekundę, używając czujnika w trybie 50 megapikseli. Może nagrywać wideo 4K przy 120 klatkach na sekundę lub 60 klatkach na sekundę z włączonym Smart-ISO. W przypadku wideo 1080p czujnik rejestruje 480 kl./s bez autofokusa i 240 kl./s z autofokusem.

Leave a Comment