48 мегапикселей в смартфоне

Компания Sony представила IMX586 — первый в мире КМОП-сенсор для смартфонов с эффективным разрешением в 48 миллионов пикселей. Это значит, что сенсор сможет фиксировать кадры размером 8000×6000 пикселей без программной интерполяции! Раньше такой размер был доступен только на дорогих профессиональных камерах, и то не на всех.

Ну а снимать видео со скромным разрешением 4K (4096×2160) для такого сенсора проще простого. Он это делает на скорости 90 кадров в секунду.

Технические характеристики сенсора весьма впечатляют. Судя по всему, камеры на 48 мегапикселей очень скоро станут главным козырем топовых смартфонов. Компания обещает начать массовые поставки IMX586 уже в сентябре 2018 года.

Как Sony добилась такого кардинального увеличения разрешения? Что ж, без определённых хитростей здесь не обошлось. IMX586 сочетает в себе две ключевые технологии:

Очень маленький размер светочувствительных элементов (очень высокое разрешение)
Обработка сигнала цветным фильтром Quad Bayer с несколькими алгоритмами для повышения разрешения

Физический размер сенсора составляет 1/2″ или 6,4×4,8 мм. Это большой размер — самый большой, какой только ставят в смартфоны. Обычно там используют сенсоры формата 1/3″, то есть почти вдвое меньшего размера. Но 48 мегапикселей никак не втиснешь в 1/3″, а вот с форматом 1/2″ такой фокус получился.

Если посчитать на калькуляторе, то можно прикинуть физический размер каждого из 48 миллионов светочувствительных элементов на сенсоре 6,4×4,8 мм. Получаются пиксели со стороной около 0,8 микрометра.

На самом деле эти пикселы, понятно, не RGB, а обслуживают только какой-то один цвет. Причем четыре соседних пикселя Quad Bayer обслуживаются одним и тем же светофильтром — фактически цветовое разрешение соответствует матрице в 12 мегапикселов. Но вот яркостное — в 4 раза выше, и поэтому после цифровой обработки картинка получается более четкой. Якобы. Потому что объектив с таким разрешением в формате смартфона невозможен. Дифракцию не обманешь.

Источник материала
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Читайте также:

34 Комментарий
старые
новые
Встроенные Обратные Связи
Все комментарии
odnaka
odnaka
3 лет назад

мне камеры в 2Мп достаточно, все, что больше, только место занимают..

Gena
Gena
3 лет назад

Больше мегапикселей богу мегапикселей!

ZloyPrepod
ZloyPrepod
3 лет назад

Эффективное разрешение — это как эффективный менеджмент. Горы циферок, которые устрашают, но в итоге бесполезны и бессмысленны. Как говорили нам когда-то трщщи майоры на военной кафедре — «чем больше цифр, тем больше не надо!» 😉

Styletton
Styletton
для  ZloyPrepod
3 лет назад

Наоборот. Эффективное разрешение — это то разрешение, которое можно получить на выходе без интерполяции.
По сути же ВСЕ цифровые аппараты имеют цветовое разрешение в 3 или 4 (многие Sony и Fuji) раза ниже эффективного, но разрешение по яркости выше эффективного. https://goo.gl/RXt82t
У этой бестолковой отрыжки маркетинга, очевидно, не смогли сделать цветовой фильтр с тем же размером ячейки, поэтому цвет положили полосками, перекрывая сразу несколько пикселей и, соотвественно, переписали алгоритм баеровского фильтра.

ZloyPrepod
ZloyPrepod
для  Styletton
3 лет назад

А может посчитаем разрешение экрана у этого смартфона? Ведь все эти суперпупер фото чаще всего и рассматривают на этом тилипоне, а то и на гогноэкранчике 4-5 дюймов… Ну и зачем вот это все? Чтобы потом можно было рассмотреть прыщи на *опе «звезды»? Все эти мегапиксели — отличное средство загаживать Интернет никому не нужными «фоточками»… Да радовать ОпСоСов, продающих «гиги» стаду…

Styletton
Styletton
для  ZloyPrepod
3 лет назад

Да даже если и высокое, совершенно мне непонятен смысл ретины и даже этого: у IMX586 «5,7-дюймовый дисплей разрешением 2160х1080 «. То есть, дисплей чуть больше моего 5,5, а разрешение чуть меньше стационара на 28». Что там дополнительного можно разглядеть на таком разрешении без микроскопа, мне совершенно непонятно.
Как я и сказал — это отрыжка маркетинга. Ну, или цеплять к большому дисплею, присоединять клавиатуру, портативный hdd и т.п.

Styletton
Styletton
для  Proper
3 лет назад

Дифракция тут совсем ни причем. Цветные полосы возле контрастных переходов — это аберрации объектива, если в терминах фотографии. Проявляется на макроуровне относительно всей матрицы и к размеру самой матрицы отношения не имеет. Особенно проявляется по краям кадра, где угол преломления света от источника максимален. Там возникает обычно синие и красные полосы вокруг, например, тонких темных веток на светлом фоне. Это совсем другая проблема, которая при плохом (и/или широкоугольном) объективе может проявиться на любой матрице.

Здесь проблема имеет совсем другое происхождение. Условно можно принять, что шум — величина постоянная и зависит от свойств материала, p-n-p переходов, качества изоляции пикселей друг от друга и прочей тонкой физики. Чем меньше пиксель, тем меньше соотношение полезного сигнала к шуму. Плюс выше наводки от соседних пикселей, ибо сложнее избежать электрического влияния их друг на друга. Плюс проблема сверхтонких проводников и прочей «дырочной» и квантовой хренотени при съеме малого сигнала. В условиях плохой освещенности и мизерного пикселя это соотношение достигает значений, мешающих собственно фиксации изображения.
Поэтому придумали такую схему, когда 4 соседних пикселя квадратом объединены одним цветным фильтром, что в условиях низкого освещения дает возможность объединить сигналы сразу с 4 пикселей (скорее всего электрически на уровне схемы), повышая соотношение сигнал/шум, но снижая разрешение до 12 мп. Это повышает ISO в 4 раза и позволяет снимать пристойную картинку даже в условиях слабого освещения.
Таким образом, 48 Mpx — для дневного освещения, и 12 — для низкой освещенности.
Но математику вычисления цвета в точке для 48 Mpx пришлось переписать. А для 12 мпк — обычный баеровский фильтр с традиционными алгоритмами.

Styletton
Styletton
для  Proper
3 лет назад

Зря спорите. Это моя тема, я ее знаю профессионально уже много-много лет.
А вот со школьным курсом проблема не у меня. Радуга после призмы — аберрация: разный угол преломления световых лучей на границе сред в зависимости от длины волны. Дифракция — огибание препятствия, их физическая природа совершенно разная. Схожесть только в одном — и там, и там угол преломления зависит от длины волны. Но здесь это даже не главное.
Читайте выше оттуда же:
«В ряде случаев, в особенности при изготовлении оптических систем, разрешающая способность ограничивается не дифракцией, а аберрациями, как правило, возрастающими при увеличении диаметра объектива. »
Про диаметр объектива здесь — полная чушь. Что, кстати, показывает, необходимость критичного чтения википедии.
Степень преломления зависит не от «диаметра», а от угла между падающим лучом и нормалью к поверхности и физических свойств пары сред. В нашем случае это кривизна линзы и пара стекло/пластик-воздух. В воде все будет совершенно по-другому.
Это происходит в объективе и наиболее четко заметно по краям линзы (т,е. для объектов — на диаметрально противоположном конце матрицы).
Это все не имеет ни какого отношения к матрице и дифракции вообще, и в той или иной степени свойственно для любой пары объектив-матрица . Главное слово — «любой».

То, о чем вы говорите — размер пикселя — имеет значение для отношения сигнал-шум. Описано выше.
Дифракция в самом пикселе, если она даже и происходит по пути линза-диод, вообще ни какого влияния на шум не оказывает. Фотодиоду(для простоты) плевать на дифракции, он измеряет свет после фильтра, его задача — выдать яркость его точки, суммируя все разложения, даже если они после фильтра и произошли.
А остальное про объединение пикселей в 4 при плохом освещении здесь https://goo.gl/nHMEdq или здесь http://mobiltelefon.ru/post_1532348928.html
Поскольку матрица больше, чем размер традиционных для фотокамер, то на 12 мпк она даст очень неплохое для таких устройств качество и при низком уровне освещения. А 48 Мпк — это днем, если некуда девать память…

Styletton
Styletton
для  Proper
3 лет назад

Хорошо, слово «аберрация» здесь я применил неверно, правильно — «дисперсия» https://goo.gl/koguiZ , хотя фотографы говорят «хроматические аберрации», но все остальные размышления точны.
Размер пикселя не имеет ни какого отношения к дифракции оптической системы. Он влияет только на соотношение сигнал-шум.
«Диск Эйри» и «дифракционный предел» — свойство оптической системы, а не датчика.
Если вчитаетесь в написанное, то поймете, что я как раз об этом и пишу. И могу показать на реальных фотографиях, что такое дифракция по краям кадра (в фотографии это называется хроматическими аберрациями). И они вызваны не качеством поверхности, а разным преломлением разных длин волн.

А по сути данной матрицы объединение пикселей в квадрат 2х2 придумано только для повышения светочувствительности путем объединения сигналов с 4 элементов в один и соответствующего снижения отношения сигнал-шум.
Это без вариантов.
И еще, Пропер, если уж кто тут и самовлюбленный дебил с болезненным отношением к своим постам, то точно не я.

Styletton
Styletton
для  Proper
3 лет назад

Для красного спектра дифракционный предел стеклянной системы примерно равен 740/(2*1,5)=370 нанометров, что больше, чем вдвое меньше размер пикселя в рассматриваемой матрице на разрешении 48 мпк — 800 нм. Даже учитывая, что фотоэлемент занимает не всю поверхность, эта матрица только приблизилась к дифракционном пределу стеклянной, как и пластиковой, оптики, что не мешает ей выполнять свои функции. Собственно, даже если бы была меньше, это тоже бы не влияло, но можно было бы понаблюдать те самые кольца вокруг звезд на ночном небе (с метровым объективом и нанометровой матрицей — это звучит!!!, тебе не кажется, Proper?).
Разумеется, фактическое разрешение системы много ниже дифракционного предела даже для самых дорогих объективов. Именно поэтому нигде в фотолитературе, если вопрос не касается съемки бесконечно удаленных точечных объектов типа космических, дифракционный предел не рассматривают и не учитывают. А вот те самые хроматические аберрации проявляются во всей красе. И только с устранением хроматических аберраций борются при проектировании реальных объективов. Но это отдельная тема.
Вот теперь точно все.

ZIL.130
ZIL.130
для  Proper
3 лет назад

Ну не в курсе чел, што аберрация — термин, применительный только и исключительно к преобразующим оптическим системам. Еси кратко — неоднородность линзы(системы), включающая в себя — разность кривизны по поверхности и разность плотности материала линзы(системы линз или др. оптических элементов). Еси кратко — несовпадение угла падения на систему и угла выхода. Это, причём относится к одной и той же длине волны — монохром. Т.е. — углы падения луча на «первичную» поверхность линзы(системы) — такие то, а вот углы на выходе — будут друг от друга отличаться — «сверху» линзы(системы) — «справа» линзы(системы) — «слева» и «снизу». Т.е. совсем попросту — нарушение фокуса. Што «лечится» опытным подбором фокуса для каждой партии линз(с допусками!). Причём в произвольном случае этот фокус не будет лежать на оптической оси линзы(системы).

Styletton
Styletton
для  ZIL.130
3 лет назад

https://goo.gl/koguiZ
Дисперсия это называется. Слово забыл, эка невидаль. И преломление на треугольной линзе —эт дисперсия, но никак не дифракция. Зачем вы поддакиваете, если сами только-только погрузились в проблему. Формируете тут культ личности. Личность, безусловно, неординарная, но его размышления по технике часто грешат по сути. Просто обычно не лезу.

ZIL.130
ZIL.130
для  Styletton
3 лет назад

Дисперсия термин — означает просто разброс.
Примеры:
Дисперсия пучков света/волн/электронов.
Дисперсия значений(в математике, как вычисленных, так и полученных).
Дисперсия характеров.
Дисперсия типов
И т.д. и т.п.

ZIL.130
ZIL.130
для  ZIL.130
3 лет назад

Ну и обратный термин — аперсия — невозможность сформировать из полученных или расчётных данных — данные например одного типа или лежащие в одной области.

Styletton
Styletton
для  ZIL.130
3 лет назад

Ну, не лезьте не в свою тему. Не ваше это. Вы поддерживаете Proper даже не понимая, о чем речь. Некрасиво.

ZIL.130
ZIL.130
для  Styletton
3 лет назад

Увколл, у мну специализация ВУЗовская (МЭИ) — светотехника и источники излучения.
Так, для справки. Так што оптика для меня — не совсем(мяхка гогоря) чужая тема.

ZIL.130
ZIL.130
для  ZIL.130
3 лет назад

И вапще — чё ета за уговоры?
<< «…не лезьте…»
По сути есь чё сказать?

Styletton
Styletton
для  ZIL.130
3 лет назад

По сути уже все сказано. Если вы светотехник, то должны понимать, что дифракция на такой оптической системе существует сама по себе, но на диаметре линзы больше 8 мм (диагональ матрицы) и на таких фокусных расстояниях (для телефона обычно сравнимых с диагональю матрицы) вообще никак не проявится. Ни тот самый «Диск Эйри», ни дифр. предел. И все это — оптика, а не матрица. Матрица характеризуется шумом. Тем большим, чем меньше размер пикселя. Физику расписал в первом посте. И только для преодоления шума придуман светофильтр сразу на 4 пикселя, чтобы в условиях плохой освещенности объединять сигналы электрически, улучшая характеристики сигнал-шум. Что я и пишу с самого первого поста.
И дисперсия применительно к оптике — это дисперсия света, хорошо заметная на треугольной линзе, это «разброс», который зависит от длины волны, а не от качества линзы. О чем я и говорил. Хроматические аберрации в фотографии — та самая дисперсия, о чем тоже говорил с самого начала. Это влияет, такие аберрации реальны и порой являются проблемой, а дифракция на объективе даже на таком маленьком, но при таком же небольшом фокусном расстоянии — не сказывается.

Итак. Объединение в 4 пикселя не из-за дифракции в оптической системе, а для борьбы с электрическим шумом, возникающим в пикселях по разным причинам. Иначе говоря — для съемки в условиях плохой освещенности.

Styletton
Styletton
для  Proper
3 лет назад

Достали.
Диспе́рсия све́та (разложение света) — это совокупность явлений, обусловленных зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимостью фазовой скорости света в веществе от частоты (или длины волны). Экспериментально открыта Ньютоном около 1672 года, хотя теоретически достаточно хорошо объяснена значительно позднее. https://goo.gl/FU2pXc

Вот это и есть разложение света на треугольной линзе. Рисунок оной линзы в статье прилагается. К дифракции никакого отношения не имеет. Говорю, что не на свою территорию лезете. Про линзу ты сам написал, свято веря, что это дифракция. Или опять будешь доказывать, что это я что-то перепутал? Некрасиво.

А дифракция с интерференцией в виде радуги, которые вы видите на матрице в отраженном свете, когда смотрите на матрицу со снятым объективом — это тоже совсем из другой оперы, не о нашем разговоре. Но вот это как раз дифракция с интерференцией.

Styletton
Styletton
для  Proper
3 лет назад

Оптической системы, это ты сам написал. Но не матрицы.
Сам ведь уже понимаешь, что херню написал про размер пикселя. Но все равно из-за упрямства все не сдаешься. Это болезнь, Proper, ЧСВ называется. Впервые я это наблюдал, когда ты так же уперся в факт, что компилированный p-код код на java занимает в разы меньше места, чем нативный. Хотя можно даже было в википедию залезть и не упираться рогами, да еще и оскорбляя человека, который все это знал, когда ты про p-код вообще не слышал. А ты и не знал, пока я не написало про java и p-код. Но потом править посты и делать вид задним числом умеешь. Что уж тут сказать… Просто некрасиво.
Всезнайка, иногда надо признавать свои ошибки, чтобы не выглядеть упрямым бараном.

ZIL.130
ZIL.130
для  Proper
3 лет назад

Ну вот это вот лихорадочное перепощивание тока што нагугленного — вернейший признак либо школоло, либо общей упоротости.

Styletton
Styletton
для  ZIL.130
3 лет назад

Гуглил я лишь для того умника, который писал в первом своем ответе, что разложение света на треугольной призме — это дифракция, а потом вытер из ответа.
Всё уже, варитесь, «технари», в своем соку.
Я когда-то спорил с Proper насчет машин? Нет. А эту хренотень я знал, когда Proper еще не родился.
Чао.

Styletton
Styletton
для  Proper
3 лет назад

Дифракция заметна на линзе диаметром больше 8 мм и фокусном расстоянии в 8-10 мм? Кто тут болен? Там диски ваши будут ангстремами измеряться и, разумеется, в размерах изображения объектов съемки вообще не будут иметь какого-либо значения.

ZIL.130
ZIL.130
для  Proper
3 лет назад

Блин, Глагне — здря ты ево прервал.
Йа тут наблюдал за кипением гугна и длительностью монолога.

Henren
Henren
3 лет назад

О заумь какая… Не, лучше я постою в сторонке.

Чтобы добавить комментарий, надо залогиниться.