Почему нам не нужна камера на 100 Мп в смартфоне
В прошлом году 40-мегапиксельные смартфоны снова вернулись на рынок, а случилось это аж через пять лет после того, как был представлен Nokia Lumia 1020 с камерой на 41 Мп. С тех пор выросло не только качество самих сенсоров, но даже немного подросло количество мегапикселей, так как такие компании, как Huawei, Xiaomi и многие другие, выпустили свои смартфоны с камерами на 48 Мп.
Но в прошлом месяце в интервью изданию MySmartPrice руководитель Qualcomm заявил, что в самом ближайшем будущем появятся смартфоны с сенсорами на 64 Мп и 100 Мп. На самом деле, CEO сообщил, что их новые процессоры уже обзавелись поддержкой сенсоров на 64 Мп и 100 Мп, а далее дело за производителями мобильных устройств, которые, должны уже к концу 2019 года выпустить первые смартфоны с камерами такого огромного разрешения. Правда, мы считаем, что смартфоны с камерой на 100 Мп — плохая идея.
Почему большее разрешение стало приоритетом?
В наши дни модуль камеры смартфона должен быть очень тонким и маленьким, чтобы помещаться в корпус современных смартфонов. Этот уменьшенный размер означает, что пиксели сенсора, используемые для захвата света, также должны быть уменьшены в размере. Небольшие пиксели просто не в состоянии захватить столько света, сколько более крупные, что негативным образом сказывается на качестве фотографий при слабом освещении. Производители сенсоров постоянно находятся на распутье между использованием большого количества маленьких пикселей (более высокое разрешение при плохом качестве ночных фото) или меньшим количеством более крупных пикселей (более низкое разрешение, но способность хорошо захватывать изображение ночью).
Однако в последние годы сенсоры смартфонов начали использовать технологию объединения пикселей (иначе называемую пиксельным биннингом), чтобы объединять данные с четырех пикселей в один «суперпиксель». Это происходит за счет уменьшения разрешения, которое на выходе обычно составляет четверть от максимального. Сенсор Sony IMX586 с разрешением 48 Мп является отличным примером этой технологии, поскольку его пиксели довольно крошечные (0,8 микрона), но применение технологии пиксельного биннинга позволяет делать фото, эквивалентные камере на 12 Мп с размером одного пикселя 1,6-микрон.
Почему смартфоны с камерой на 100 Мп сейчас не нужны?
Эта технология хорошо работает для 48-мегапиксельных камер, как это видно на примере Honor View 20 и Redmi Note 7 Pro, но 100-мегапиксельный смартфон представляет собой серьезную проблему даже до того, как будет применена технология пиксельного биннинга.
Самая большая проблема — просто разместить все эти пиксели на сенсоре смартфона. Одним из решений является увеличение размера сенсора для размещения всех этих пикселей при сохранении размера самого пикселя, что приведет к увеличению размера модуля камеры, который будет сильно выпирать из корпуса. Другой вариант заключается в значительном уменьшении размера пикселей, полагаясь на технологию объединения пикселей для съемки при слабом освещении.
100-мегапиксельная камера смартфона, скорее всего, будет иметь пиксели, которые будут малы настолько, что даже применение технологии объединения пикселей не сыграет большой роли.
Как стало известно сегодня, камера на 100 Мп не сможет продемонстрировать выдающихся результатов даже с применением пиксельного биннинга, поскольку пиксели в таком случае будут слишком маленькими. 100-мегапиксельный сенсор камеры с 0,3 или 0,4-микронными пикселями, по существу, будет давать результаты, эквивалентные 25-мегапиксельной камере с размером пикселя 0,6 или 0,8 микрон. При таких значениях фотографии при слабом освещении будут получатся очень посредственными, особенно если сравнить их с таковыми на такие смартфоны, как Galaxy S10 Plus и Pixel 3. Оба этих устройства оснащены основной 12-мегапиксельной 1,4-микронной камерой. Даже тот же OnePlus 6T и его 16-мегапиксельная 1,22-микронная камера, кажется, выдаст лучший результат, чем камера на 100 Мп.
Даже если в смартфоны установят 100-мегапиксельный сенсор гораздо большего размера, что незначительно уменьшит размер пикселя (до 0,5 или 0,6 микрон), вы все равно получите результаты, который фактически эквивалентен 25-мегапиксельному сенсору с пикселями 1 или 1,2 микрона, что все равно не лучше камеры на 48 Мп. Только тут разница в том, что с таким сенсором на 100 Мп вы получите ещё и огромный, выпирающий из корпуса смартфона модуль. Зато, по крайней мере, у вас будет супер-высокое разрешение и много деталей у дневных снимков, верно?
Попрощайтесь с памятью на своём смартфоне
Ещё одним важным фактором для 100-мегапиксельных камер в смартфонах является размер выходного файла. Размер типичного снимка, сделанного на камеру 48 Мп в каком-нибудь флагмане Huawei, может варьироваться от 7 Мб до 15 Мб. Это означает, что вес изображения со 100-мегапиксельной камеры точно будет превышать 30 Мб. А теперь вспомним, что сейчас некоторые смартфоны научились снимать в RAW: RAW-фотография в Galaxy S8 имеет размер чуть менее 24 Мб, а вес DNG-изображение в Mate 20 Pro превышает 80 Мб. Вес RAW-фото, полученного на 100-мегапиксельную камеру, несомненно, будет экспоненциально больше.
Стоит также отметить, что современные смартфоны с сенсорами на 48 Мп и 40 Мп по умолчанию снимают с применением технологии объединения пикселей, поэтому мы ожидаем того же и от 100-мегапиксельных сенсоров. Существуют также технологии сжатия изображений без потери качества, такие как HEIF. Понятно, что любой смартфон с камерой на 100 Мп без такой технологии почти наверняка потребует целую тонну памяти, в которую нужно будет охранять эти массивные фотографии.
Мы также должны принять во внимание обработку изображений. Отличное фотография на смартфон — это больше, чем просто съемка красивой сцены, поскольку многокадровая обработка, машинное обучение, сегментация изображений и другие методы являются сердцем современных мобильных камер. Камеры сегодняшних смартфонов со сверхвысоким разрешением действительно могут выдавать снимки с уже совершенной полной обработкой. Однако на сегодняшний день лишь немногие чипы предлагают поддержку обработанных снимков, сделанных на камеру с разрешением 48 Мп, не говоря уже об обработанных фото с еще более высоким разрешением.
Говоря о процессорах, нужно помнить, что скорость обработки фотографий со 100-мегапиксельной камеры напрямую зависит от их производительности. Qualcomm уже заявила о том, что их чипсеты обзаведутся поддержкой 192-мегапиксельных снимков (то есть изображений без дополнительной обработки), но способность обработать эти снимки — это другой вопрос. Съемка в RAW на Mate 20 Pro уже приводит к небольшой задержке и появлению уведомления «сохраняется». Ещё давайте вспомним про Nokia 9 PureView, который для достижения высокого разрешения обрабатывает сразу несколько изображений, хотя и с разных камер, и этот процесс занимает, пожалуй, ну уж очень много времени.
Все это не означает, что устанавливать в смартфоны 100-мегапиксельную камеру не имеет смысла. Просто основное преимущество такой камеры заключается в том, что вы можете получить дневные фотографии с большим количеством делателей. Но есть ли в этом такая необходимость, когда у современных смартфонов уже есть такое разнообразие опций, как телеобъективы, широкоугольные объективы и даже сенсоры перископического типа? Если производители камер не придумали совершенно новый способ, как создать 100-мегапиксельную камеру так, чтобы сенсор получился компактным, а также хорошо справлялся с фото в темноте, сейчас ее внедрение кажется плохой затеей.
Делитесь своим мнением в комментариях под этим материалом и в нашем Telegram-чате.
