Камера в смартфоні з великими пікселями або технологія ultrapixel (ультрапіксель)
Світлочутливі елементи в звичайних камерах
Для початку пройдемо коротке знайомство з принципом розташування світлофільтрів на матриці за схемою Байєра, який використовується практично у всіх мобільних фотографічних модулях. На матриці розташовуються елементи, чутливі до світла. Їх називають «сенселі». Ці елементи вловлюють світло, перетворюючи його в електричний заряд. Кожен сенсель може сприймати один колір - синій, зелений або червоний.
Схематичний масив кольорових фільтрів Байєра
Недоліком байеровского масиву кольорових фільтрів вважається поява кольорових артефактів і Муар на фото. Щоб виправити ситуацію, використовують спеціальний згладжує фільтр, через що зображення здаються злегка замиленим (звідси і назва «мильниця»). Це добре видно під час зміни масштабу знімків, зроблених на аматорські фотоапарати і мобільні фотомодулі.
100% кроп з фотографії (зліва мильниця, праворуч зеркалка)
Суть технології UltraPixel і її переваги
HTC підійшли до питання поліпшення камери з іншого боку: зменшили дозвіл до 4 Мп, а ось пікселі перетворили в ультрапікселі, збільшивши їх розмір до 2-х мікрометрів, проти 1.1 мікрометрів (мікронів) в датчиках на 13 Мп.
Порівняння розмірів ультрапікселя і пікселя
Технологія UltraPixel передбачає розміщення сенселей на фотоматриця в три шари, кожен з яких окремо сприймає червоний, синій і зелений кольори. При цьому площа світлочутливих елементів більше в 3 рази (до 4 μm квадратних) по співвідношенню до «звичайним» сенселям.
Cенсель в розрізі на матриці в три шари (UltraPixel)
Подібний принцип вже давно використовується в матрицях Foveon, з якими поставляються дзеркалки Sigma.
По суті, у такого рішення є відразу кілька переваг:
- ультрапікселі сприймають приблизно на 300% більше світла, відповідно, можна отримати більш якісні фото в темний час доби;
- істотне зниження кількості шумів при зйомці в умовах недостатнього освітлення;
- рухомі люди і об'єкти на вихідному фото практично не смаз;
- завдяки більш широкому діапазону HDR темні ділянки висвітлюються, а світлі - навпаки, чи не пересвічує;
- немає необхідності в згладжуючому фільтрі, який є причиною замилювання в байеровской матриці.
Недоліки технології UltraPixel
Теоретично, в цій задумці суцільні переваги. Однак головною помилкою було рішення зупинитися на 4-х Мп. Через це при зйомці віддалених об'єктів і пейзажів фотографії страждають низькою деталізацією.
Можливо, в майбутньому камерфони будуть оснащуватися набагато більшою матрицею, ніж сьогодні, де замість «звичайних» пікселів будуть використовуватися ультрапікселі.
Де ще застосовуються ультрапікселі
Якщо подивитися на ці приклади фото, зроблені на Note 5 (зліва), і Galaxy S7 (праворуч), здається, що обидва знімки приблизно однакової якості.
Однак, при стовідсотковому збільшенні окремих фрагментів відразу видно суттєву різницю в деталізації.
Кроп справа більш деталізований