Мобильная фотография в 2021 г. Игра в пиксели: от маленьких к большим… ч.1


Пережили-таки 2020 г. На дворе 2021-й. Но мировая франшиза продлится еще долго и коррективы рынка смартфонов неизбежны. В целом, тема многопиксельности и многокамерности на Андроиде в угоду маркетингу продолжает развиваться. Первая волна многопикселей в лице 0,8-микронных 48-мегапиксельных сенсоров почти схлынула: клиент клюнул и хорошо повелся, несмотря на немного сильно обманутые ожидания «фотореволюции». Новые сенсоры на 48Мп с маленьким зерном не анонсируют, но еще и в 2021 г. есть ряд новинок смартфоностроения с такими ретродатчиками. Так, в марте «сяомиты» представили компромиссный Xiaomi Poco F3, в котором основная камера содержит далеко не новый датчик Sony IMX582 Exmor RS. К счастью, такое уже редкость и только в «бюджетном» сегменте. Вовсю закрепляет успех маркетологов вторая волна: теперь 64- и 108-мегапиксельных. 2021-й становится годом сенсоров с «истинно крупным зерном» на 40, 48 и 50Мп…

Сенсоры на 48Мп с маленькими пикселями: уходящий вид – Sony IMX586 Exmor RS, Samsung S5KGM2, GM5 и др…

На 2019-2020 гг. пришелся пик массовой установки на смартфоны самого популярного 48-мегапиксельного сенсора Sony IMX586 Exmor RS. Пиксель имеет размер 0,8 мкм, сам сенсор – 1/2,25 дюйма. С биннингом на выходе – 12Мп. Только в качестве датчика основных камер он присутствовал в составе более чем 280 моделей смартфонов. Единственным и, наверно, последним телефоном, предложенным в 2021 г., стал OnePlus 9R для индийского рынка (f/1,7, OIS; вторая камера здесь – ширик на 16Мп с сенсором Sony IMX481 с f/2,2; еще — макрокамера на 5Мп и портретник на 2Мп).

Sony IMX582 Exmor RS. Сенсор 2019 г. выпуска, «урезанная» версия 586-го без возможности писать 4K/60fps. Еще в 2021 г. его продолжают интегрировать в массу среднебюджетных телефонов, в т.ч. Xiaomi Poco F3, Xiaomi Mi 11X, Black Shark 4, Xiaomi Poco X3 Pro, Xiaomi Redmi Note 10/10 5G, Xiaomi Redmi K40 и др. В общей сложности, IMX582 был установлен в составе уже более чем 110 моделей и версий телефонов различных марок…

В 2019 году стало известно, что корейцы вместо «первого блина комом» – сенсора GM1 (S5KGM1) – выпустят ISOCELL Bright S5KGM2. Он способен дескремблировать цветной фильтр («восстанавливать» картинку) для получения снимков с 48-мегапиксельным разрешением (алгоритм remosaic). Тот же биннинг 4-х пикселей и 12Мп на выходе. Параметры схожи с Sony IMX586/IMX582 Exmor RS: размер пикселя – 0,8 мкм, а размер самого датчика – 1/2,25 дюйма. В 2020 году поступили в продажу первые смартфоны с этим сенсором. Сначала был представлен Samsung Galaxy A51 и думали, что он оснащен датчиком GM2, но потом оказалось, что A51 содержит … Sony IMX582 Exmor RS. В действительности же сенсор GM2 был установлен в основных фотомодулях аппаратов Xiaomi Redmi Note 9S и Xiaomi Redmi Note 9 Pro (для Индии), идущих на замену Redmi Note 8 Pro. Анонс этих смартфонов состоялся в марте 2020 г. Они практически идентичны: диафрагмы основных камер – f/1,79, а еще три камеры – для галочки: на 8, 2 и 5Мп. Кроме указанных моделей, датчик заявлен в составе камер бюджетных телефонов LG Velvet (на ретропроцессоре Qualcomm Snapdragon 845), Xiaomi Poco M2 Pro, Samsung Galaxy A21s, Samsung Galaxy A12 и Samsung Galaxy A42. Но востребованность S5KGM2 оказалась гораздо ниже, чем у IMX586/582.

В новой линейке 0,7-мкм сенсоров Samsung, анонсированных в сентябре 2020 г., представлен следующий компактный универсальный 48-мегапиксельный датчик GM5, предназначенный для использования в телескопических (5-кратный оптический зум) или сверхширокоугольных камерах. Размер датчика –  1/2,55 дюйма. В сенсорах с размером 0,7 мкм Samsung использует улучшенную технологию повышения чувствительности ISOCELL 2.0, которая должна обеспечить высокое качество изображения, несмотря на уменьшение размеров пикселей, путем изменения структуры перегородок между ячейками. Это позволит увеличить светочувствительность на 12% по сравнению с существующей технологией ISOCELL Plus. Кроме того, заявлена более быстрая и энергоэффективная технология HDR с обработкой данных от групп пикселей для длинной, средней и короткой выдержек. Биннинг 4-х пикселей (Tetracell, «суперпиксель» 1,4 мкм) выдает менее шумное изображение. Эффективное разрешение сенсора – 8064 x 6048 (48,8Мп). При видеосъемке может обеспечивать запись в 4К/120fps, а также в 8K/30fps и FHD/480fps. Было бы интересно посмотреть все эти заявленные свойства в реальности, но по всей видимости, сенсор запоздал с выходом и до сих пор не получил применения ни в одном смартфоне.

Sony IMX598. Сенсор анонсирован в июне 2020 г. Его разрешение – 48Мп (8000 x 6000). Размер датчика – 1/2 дюйма, физический размер пикселя в сенсоре – 0,8 мкм, как и у других сенсоров, реализован биннинг 4-х недопикселей (2×2). Используется с 2021 г. в составе основных камер ряда смартфонов компании Vivo: iQOO Neo5 (f/1,79), iQOO 7 (f/1,79), X60 Pro (четыре камеры: основная со светлым стеклом f/1,48 и с OIS, широкоугольная и портретная – обе 13Мп, теле – на 8Мп), X60 (три камеры: основная f/1,79 с OIS, широкоугольная и портретная – обе 13Мп), X51 5G (f/1,6) и X50 (f/1,6), X50 pro (f/1,6). На Vivo X60 Pro+ сенсор установлен в широкоугольном модуле, тогда как в основном модуле задействован датчик Samsung GN1 на 50Мп (f/1,57).

Эра 48-мегапиксельных с маленькими пикселями завершается. Далее — 64- и 108-мегапиксельные…

(продолжение здесь…)

Материал может пополняться и изменяться (версия — апрель 2021 г.).

Мобильная фотография в 2021 г. Игра в пиксели: от маленьких к большим… ч.2


Сенсоры на 64 Мп: Samsung Bright S5KGW1, GW2, GW3 и Sony IMX686 Exmor RS…

Датчик изображения Samsung ISOCELL GW1 имеет разрешение 64,4Мп («эффективное разрешение» – 9280 x 6944 точек) и размер 1/1,72 дюйма (9,216 мм). Обеспечивает получение фотографий «с широким динамическим диапазоном (около 100 дБ) за счет разной экспозиции пикселей и разной чувствительности (Smart-ISO)» с меньшим количеством шумов по технологии объединения 4-х пикселей (Tetracell, один «большой пиксель» размером 1,6 мкм) с кадрами на выходе в 16Мп. При этом физический размер каждого пикселя – 0,8 мкм. Как и в предыдущих датчиках, они не совсем полноценные – для «воссоздания» изображения в 64Мп задействован аппаратный алгоритм Remosaic, который преобразует «цветовой узор в настройку Bayer RGB».

Сенсор стои́т, среди прочих, на трех популярных смартфонах – Samsung Galaxy A71, Xiaomi Redmi Note 8 pro и Xiaomi Redmi Note 9 Pro.

Redmi Note 8 pro. Фотографии при достаточном освещении весьма хорошие, даже в тенях (нет каши). Детализация высокая и качественная: на 48-пиксельных сенсорах GM1 и 586-м с этим было значительно хуже. Нет аберраций по всему кадру: ни геометрических, ни хроматических (видимо, неплохая линза). С основной камеры в 16Мп (х1) и с зумом х2 кадры очень хорошие (цвет естественный, широкий ДД). Ширик (зум х0,6) — это другая камера на 8Мп. Тут хуже и цвет, и деталировка, соответственно. Для любителей фото можно однозначно рекомендовать этот аппарат. А вот видео на Redmi Note 8 pro — рядовое. EIS есть только на 1080/30fps. На 1080/60 без EIS и часто происходит перефокусировка, что раздражает. Следующий Redmi Note 9 pro остался с тем же набором камер, при этом зум х2 с основной камеры выглядит хуже, чем было на Redmi Note 8 pro. Ширик (х0,6) имеет очень низкую детализацию. Видео: 1080/30fps (на х1, х2 и х0,6) и 1080/60fps (только в х1 и х2), 4K – только на 30fps. Плавность видео на 60fps посредственная.

В Samsung Galaxy A71 основная камера снимает фото по детализации хуже, чем Redmi Note 8 pro с тем же сенсором. Разрешение – 4624х3468 (16 Мп). Видимо корейцы сэкономили и на линзах. Цветопередача хорошая, имеются небольшие геометрические аберрации по углам кадров. Вторая камера на 12Мп (ширик). Еще две: на 5Мп — портретная и макро. Ширик (разрешение 4000х3000): кадры приемлемого качества по цвету и резкости. В телефоне вообще не поддерживается запись видео в 60fps, т.к. слабый камень Qualcomm Snapdragon 730.

Сенсор используется во множестве других смартфонов. Кроме выше названных Xiaomi Redmi Note 8 Pro, Xiaomi Redmi Note 9 Pro и Samsung Galaxy A71, по состоянию на сентябрь 2020 г. устанавливается еще на Black Shark 3S, Black Shark 3 Pro, Black Shark 3, Realme X2, Realme X2 Pro, Realme XT, Realme X3 Superzoom, Realme X3, Realme 6, Realme 6 Pro, Realme X50 Pro (всего три камеры: основная с f/1,8 без OIS, еще ширик на 8Мп с экзотическим сенсором Hynix HI-846 и теле на 13Мп с Samsung S5K3M5), Realme X50 5G, Realme X50 5G Master Edition, Oppo Reno 3 Pro 4G, Oppo K5, Vivo S7 и S9, Vivo NEX 3s 5G, Vivo Nex 3, Samsung Galaxy M31, Samsung Galaxy A71 5G, Samsung Galaxy A70s, LG V60 ThinQ, Lenovo legion, Motorola One Fusion+, Ulefone Armor 9, TCL 10 5G и ZTE Axon 11

Следующий датчик Samsung ISOCELL S5KGW2 по некоторым инсайдерским данным реализует «истинные» 64Мп без объединения групп пикселей. Действительно, на сайте разработчика нет ни слова о технологии Tetracell в описании этого сенсора. Его разрешение, как и у предшественника, – 9280 х 6944 (64,4Мп), но размер пикселя 1,0 мкм (ранее сообщалось, что 0,8 мкм) при том же габарите 1/1,72 дюйма. Устанавливается в смартфонах Samsung Galaxy S20, Samsung Galaxy S20+ и Samsung Galaxy Note 20 в телеобъективах «с кадрированием большого изображения». В первом накручено следующее: в глобальной версии основная камера 12Мп с датчиком Samsung S5K2LD, а в американской версии 12Мп с Sony IMX555 – оба сенсора с пикселем 1,8 мкм и габаритом 1/1,76 дюйма. В телеобъективах обеих версий стоят сенсоры S5KGW2 (f/2,0), также идентичны и широкоугольные камеры на 12Мп с датчиками Samsung S5K2LA (f/2,2). Точно такой же набор камер в фотомодулях глобальных и американских версий Samsung Galaxy S20+ с разницей в типе сенсора основной камеры. Во всех смартфонах Samsung Galaxy Note 20 ширик и теле, как и в двух предыдущих, а в основных камерах — только IMX555 (в американских, корейских, китайских и глобальных версиях).

По состоянию на март 2021 г. известно о двух практически одинаковых смартфонах с Bright S5KGW2 в составе основных камер: Realme X7 (по крайней мере в индийской версии) и Realme V15 (телефон для китайского рынка). Тесты, доступные в сети, показывают практически равное качество снимков с Realme X7 Pro на сенсоре IMX686.

В сентябре 2020 г. было объявлено о новом датчике Samsung ISOCELL S5KGW3 уже с 0,7-мкм пикселями и размером сенсора 1/1,97 дюйма. Этот датчик с разрешением 64 Мп стал еще «более мобильным»: из-за меньшего размера практически соответствует по габаритам 48-мегапиксельному датчику с пикселями 0,8 мкм. Как и в GW1, тут присутствуют технологии Tetracell и Smart-ISO. Обещано плавное видео в 4K с использованием комбинированной стабилизации – электронной с учетом данных от механического микрогироскопа (Gyro EIS). Более бюджетный способ, в отличие от OIS, но теоретически должно быть реалистичнее «синтетики» программного EIS. Да, качественно стабилизированное видео в 4K/60fps все еще проблема на 2021 г… Сенсор используется (на начало 2021 г.) пока только в составе основных камер Xiaomi Mi 11 Lite 5G (с новым процессором Snapdragon 780G, поддерживающим 4K/60fps), Xiaomi Redmi Note 10S, Samsung Galaxy A32, Nubia Red Magic 6, Black Shark 4 Pro и Xiaomi Redmi Note 10 Pro (только в индийской версии).

Снова о видео 4K/60fps. В данном режиме пишут видео далеко не все смартфоны и в 2021 г. Узкими местами являются три параметра: возможности процессора, ограничения сенсора и, вероятно, производительность модулей памяти. Почти все Snapdragon 7xx серии — не годятся. Snapdragon 720, 730, 732G и даже 765G обеспечивают не выше 4K/30fps. Т.е. для 4K/60fps в приоритете Snapdragon 8хх: Snapdragon 855+, 865, 870, 888… Сообщается, что свежий Snapdragon 780G обеспечивает запись 4K/60fps, но потянет ли с EIS — не известно. Урезанные версии сенсоров, такие как Sony IMX582 и 682, пишут только 4K/30fps видео. Немаловажным является наличие и качество OIS и EIS — это удел, опять же, далеко не бюджетных телефонов.

Аналогом GW1 от Sony является сенсор IMX686 Exmor RS. Он появился на полгода позже GW1 ставится в смартфонах с 2020 г. Его разрешение также 64Мп, размер пикселя – 0,8 мкм, размер самого датчика существенно больше 586-го – 1/1,7 дюйма. Технология объединения пикселей называется Quad Bayer. Сенсор стоит в основных камерах смартфонов Vivo X30 и Vivo X30 Pro (оба аппарата представлены еще в декабре 2019 г., в обоих одинаковые основные камеры с f/1,8, широкоугольные с f/2,2 на 8Мп и портретные с f/2,0 на 32Мп, а Pro-версия дополнена еще и телевиком с f/3,0 на 13Мп), Oppo Reno5 Pro и Oppo Reno5/5 5G (представлены в декабре 2020 г., в обоих диафрагма основной камеры f/1,7; + еще три камеры), Realme X7 Pro (в основной камере с f/1,8 без OIS; + три камеры-заглушки, процессор — MediaTek Dimensity 1000+ с поддержкой 4K/60fps) и в Samsung Galaxy M62. Датчик применен в ряде смартфонов Xiaomi. В Xiaomi Poco X2, Xiaomi Poco F2 и Xiaomi Redmi K30 5G Racing Edition набор идентичен: IMX686 стоит в основной камере с f/1,89; еще три камеры – заглушки на 2 (портретник, сенсор GalaxyCore GC02M1), 5 и 8Мп (ширик с сенсором Omnivision OV8856). В более продвинутых версиях Xiaomi Poco F2 Pro и Xiaomi Redmi K30 Pro датчик IMX686 также в составе основной камеры с f/1,89, но в них еще «завезли» мыльный ширик на 13Мп (f/2,2, сенсор Samsung S5K3L6 с зерном 1,12 мкм); + еще пара камер на 2 (портретник) и 5Мп (макро с сенсором Samsung S5K5E9). Наиболее интересная версия в этой линейке – Xiaomi Redmi K30 Pro Zoom*. Этот смартфон с теми же основной камерой и шириком на 13Мп, но с чуть более вменяемой телефото-камерой на 8 (f/2,2), а не 5Мп. В феврале 2021 г. представлен новый Xiaomi Redmi K40 Pro с IMX686 в основной камере f/1,89, дополненной еще двумя камерами – шириком на 8Мп (f/2,2, сенсор Sony IMX355 с зерном 1,14 мкм) и макро на 5Мп (f/2,4, Samsung S5K5E9, 1,12 мкм). Датчик также есть в основных камерах телефонов Xiaomi Mi Note 10 Lite (всего четыре камеры: основная f/1,89 + ширик  f/2,2 на 8Мп, портретник f/2,4 на 5 Мп и макро f/2,4 на 2Мп), выпуск которого состоялся в апреле 2020 г., и в Xiaomi Mi 11X Pro (по слухам, тут стандартный набор как и в Xiaomi Redmi K40 Pro – всего три камеры: основная с f/1,89 без OIS, еще ширик f/2,2 на 8Мп с Sony IMX355 и теле f/2,2 на 5Мп с Samsung S5K5E9). Кроме выше названных, датчик IMX686 установлен еще в Asus Rog Phone 5, Asus Rog Phone 3, Asus Rog Phone 3 Strix Edition, Asus Zenfone 7, Asus Zenfone 7 Pro (f/1,8 с OIS, всего три камеры – еще широкоугольная f/2,2 на 12Мп с датчиком Sony IMX363 Exmor RS и телевик f/2,4 на 8Мп с Omnivision OV08A10), Huawei Maimang 9, Huawei nova 7 SE, Huawei Nova 7, Huawei Nova 7 Pro, Huawei Honor Play 4, Huawei P40 Lite 5G, Infinix Zero 8, Meizu 17, Meizu 17 Pro, Nubia Red Magic 6, Nubia Red Magic 5S, Nubia Red Magic 5G и др.

IMX682 Exmor RS. Как и у 686-го сенсора, разрешение IMX682 составляет 64Мп (9248 x 6944), размер пикселя – 0,8 мкм, размер самого датчика – 1/1,7 дюйма. Он появился раньше IMX686 на несколько месяцев (IMX682 в июле, а IMX686 – в ноябре 2019 г.). Как и предыдущие сенсоры IMX586 и IMX582, эти датчики отличаются поддержкой 4K/60fps или только 4K/30fps. Датчик IMX682 применен в компромиссных середняках Meizu 18, Xiaomi Redmi K30s Ultra, Xiaomi Redmi K30s, Xiaomi Mi 10T Lite, Xiaomi Mi 10T, Xiaomi Poco X3, Xiaomi Redmi K30 Ultra, Realme GT, Realme 7 pro, Realme 7, Samsung Galaxy M51, Samsung Galaxy M31s, Samsung Galaxy A52, Huawei Y9a, Huawei Honor 30S, Realme GT Neo (в нем три камеры — стоящая только основная, процессор — MediaTek Dimensity 1200 с поддержкой 4K/60fps, которую нельзя реализовать) и др.

В октябре 2020 г. компания OmniVision представила большой мобильный сенсор OV64A (64Мп, 9248 x 6944) с размером пикселя 1 мкм и размером датчика – 1/1,34 дюйма. В нем применены биннинг 4-х пикселей и технология переменной чувствительности. Возможно получение изображений с разрешениями 7680 x 4320, 4656 x 3496, 4608 x 2592 или 3840 x 2160. Ранее представленный сенсор OV64B имеет формат 1/2 дюйма, а размер пикселя в нем 0,7 мкм. Его анонс состоялся в апреле 2020 г., и он считался первым с таким размером пикселя в классе 64-мегапиксельных (9248 х 6944). Датчик устанавливается в камерах смартфонов Motorola Moto G100, Motorola Edge S, Xiaomi Redmi K40 GE, OnePlus Nord N10 5G (f/1,79). Еще ранее (в феврале 2020 г.) компания OmniVision заявляла о выпуске сенсора OV64C размера 1/1,7 дюйма с пикселем 0,8-мкм. В апреле 2021 г. анонсировано использование OV64A в Lenovo Legion 2 Pro.

Впечатления от Xiaomi Redmi K30 Pro Zoom Edition. *) Несмотря на «старания» китайских конструкторов, и 13-мегапиксельный ширик (х0,6), и телекамера (х3) на 8Мп малопригодны для иного использования кроме соцсетей и блогов – с хорошим цветом, но мыльные и с низкой детализацией. Типичный пример непотребной многокамерности в смартфонах. В итоге всё вытягивает одна основная камера с сенсором Sony IMX686 Exmor RS на 64Мп.

Реализация фоторежимов следующая. В стоковом приложении «камера» есть три экранные кнопки для съемки в широкоугольном режиме (х0,6, фотки размера 3120х4208, 13,1Мп), телефото (х3, 2448х3264, 8,0Мп) и стандартном (х1). В стандартном используется сенсор 64Мп. После биннинга на выходе получаем фото 16,05Мп с размером кадра 3:4 (3472х4624). При назначении в настройках клавишам громкости функции «приближения/удаления» во время использования основной камеры возможно зумировать с шагом х0,1 до х2,9. На выходе получаем файлы с разрешением 16Мп, а не 8Мп, как в случае использования экранной кнопки х3. Таким способом можно делать фото достаточно хорошего качества с увеличением. При дальнейшем зуме включается 8-мегапиксельная камера. Если таким образом «отдалять» изображение, то естественно уже на первом же шаге х0,9 основная камера сразу переключается на 13-мегапиксельный ширик (как и в случае нажатия кнопки х0,6). Есть отдельная вкладка «64М» с режимом съемки в полном разрешении 64,2Мп (6944х9248). В данном режиме можно снимать и с двукратным зумом (х2). Чудесным образом на зуме также получаем фото с разрешением 64,2Мп (интерполяция). При нормальных условиях динамический диапазон достаточно широкий, как и при съемке с биннингом на 16Мп. Кроме кадров с соотношением сторон 3:4 (стандарт) можно выбрать иные соотношения. Все они являются кропами кадров 16Мп. Так, кадр 1:1 — обрезка кадра 3:4 до квадрата с разрешением 3472х3472, около 12,1 Мп, кадр 9:16 — обрезка 3:4 до 2600х4624, около 12,0Мп и «полный» кадр — еще более узкий, обрезка 3:4 до 2080х4624, около 9,6Мп.

Видеовозможности. Как уже отмечал, качественно стабилизированное видео в 4K/60fps все еще проблема для рынка смартфонов. Однако в Xiaomi Redmi K30 Pro Zoom Edition реализована запись в режимах 4K/60fps с OIS или OIS+EIS на высоком уровне. Для малодинамичных видео подойдет съемка с OIS. Для динамичных – лучше OIS+EIS. При съемке на основную камеру (64Мп) в стоковом приложении «камера» присутствует только функция «стабилизация изображения», которая существенно сужает кадр. Это EIS. Ее отключение расширяет кадр, но стабилизация всё равно присутствует. Т.е. OIS включена по умолчанию в любом случае. Цифровая стабилизация без артефактов, плавная – съемка с OIS+EIS на ходу или съемка объектов в движении впечатляет кинематографической картинкой. В режиме 8K/30fps электронная стабилизация не доступна (только OIS), но для пейзажей и статики этого достаточно и такой режим вполне рабочий. На выходе – видео с разрешением 33,2Мп (7680х4320), что позволяет делать стопкадры и использовать их как отдельные фото. В режиме 1080p возможна съемка в 60fps также с OIS или OIS+EIS. Еще присутствует возможность выбрать «суперстабилизацию» при которой камера переключается в 30fps. Опыты с видеосъёмкой на ширик (не выше 4K/30) и телевик не впечатляют. Переключаться при съемке между камерами нельзя.

И, как общий вывод. Было бы гораздо интереснее использовать 64-мегапиксельный сенсор в полном разрешении при хороших условиях фотосъемки как мультиаспектный: именно из него «нарезать» кадры 3:4, 1:1 и 9:16 с получением на выходе фоток с «честными» 12…16Мп. По сути, нет никакой надобности в наличии множества камер. Достаточно одной «основной» качественной камеры высокого разрешения (64 или 108Мп), которой можно снимать в стандартных условиях фотографии соизмеримого качества в разных режимах, в т.ч. на умеренных зумах и с разным соотношением сторон, с примерно одинаковым разрешением на выходе для всех кадров, а не с множеством разрешений (2, 5, 8, 9, 12, 16 и 27Мп) и применением отдельных теле/макро-камер плохого качества (одной или двух). Единственно, кроме основной камеры может понадобится ульраширик. И это должен быть отдельный модуль. Но не такой, как практически везде сейчас – «мыло», с аберрациями, низкого разрешения. Его наличие будет оправдано, когда он станет приемлемого качества. Такова диктатура рынка смартфонов, ситуация почти везде одинакова…

(продолжение здесь…)

Материал может пополняться и изменяться (версия — апрель 2021 г.).

Мобильная фотография в 2021 г. Игра в пиксели: от маленьких к большим… ч.3


108 Мп: ISOCELL Bright S5KHM1, S5KHMX и S5KHM2…

Первоначально Samsung вышел на рынок с двумя сенсорами для мобильных устройств с разрешением 108 Мп — Bright S5KHM1 и Bright S5KHMX. Они оба имеют размер пикселя 0,8 мкм и большой формат 1/1,33 дюйма. Однако у них разные технологии объединения пикселей. Согласно данным Samsung от декабря 2019 г., HMX, построенный на новом типе пикселя ISOCELL Plus (который минимизирует оптические потери и отражение света), является первым в отрасли мобильным датчиком изображения, имеющим 108 мегапикселей и достаточно большую площадь сенсора. Технологии Smart-ISO и Tetracell обеспечивают качество фотографий в «экстремальных условиях освещения» при разрешении 27 Мп на выходе («единый пиксель» 1,6 µm). Таким образом, датчик объединяет данные 4-х соседних пикселей (2х2) – такая технология известна с 2017 г. Отличием Bright S5KHM1 является применение впервые в отрасли технологии Nonacell, когда объединяются данные уже 9-ти соседних пикселей (3х3) для еще большего поглощения света. Подробности о таком датчике компания Samsung сообщила в феврале 2020 г. «Nonacell – это улучшенная версия Tetracell с трехпиксельной структурой, в HM1 Nonacell объединяет девять соседних пикселей размера 0,8 мкм для имитации большого пикселя 2,4 мкм, что более чем вдвое увеличивает чувствительность». По признанию компании, это было непросто: «По мере увеличения числа присоединяемых ячеек возрастает цветовая интерференция, что усложняет технологию объединения пикселей, но в HM1 удалось реализовать объединение при использовании технологии оптической изоляции ISOCELL Plus, которая значительно снижает перекрестные помехи, минимизирует оптические потери и отражение света». Новым в датчике является способ получения HDR изображения в режиме реального времени: оптимизируется экспозиция назначением наиболее подходящей длины экспозиции для каждого пикселя. Кроме того, датчик самостоятельно формирует без нагрузки мобильного процессора 3-кратное увеличение с получением изображения разрешения 12 Мп без интерполяции или иных ухищрений. Датчик Bright S5KHMX выдает разрешение 12032×9024, а Bright S5KHM1 — 12000×9000 пикселей. Первый используется на смартфонах Xiaomi Mi 10 Pro, Xiaomi Mi 10, Xiaomi Mi 10S, Xiaomi Mi CC9 Pro, Xiaomi Mi Note 10, Xiaomi Mi Mix Alpha, Xiaomi Mi 10T Pro (f/1,69 с OIS) и Xiaomi Mi 11 (f/1,85 с OIS; еще в тройной камере – ширик f/2,3 на 13Мп с сенсором Omnivision OV13B10 и макро f/2,0 на 5Мп с Samsung S5K5E9 – аналогично модели Xiaomi Mi 10T Pro), а также Smartisan Nut R2 и Motorola Edge+, а Bright S5KHM1 — пока только на Samsung Galaxy S20 Ultra (f/1,8 с OIS; + еще теле х4 f/3,5 на 48Мп с сенсором Sony IMX586 и ширик f/2,2 на 12Мп с Samsung S5K2LA) и Samsung Galaxy Note 20 Ultra (f/1,8 с OIS; + ширик f2,2 на 12,2Мп с Samsung S5K2L3 и теле с OIS х5 f/3,0 на 13Мп с Samsung S5K3M5). HMX поддерживает запись видео при разрешении до 6K (6016 х 3384) с частотой 30 fps, а HM1 обеспечит съемку в 8К/24fps.

В сентябре 2020 г. был представлен третий сенсор с разрешением 108 Мп – ISOCELL HM2 (S5KHM2). У него меньше размер пикселя – 0,7 мкм и выполнен в меньших габаритах (1/1,52 дюйма) – новинка примерно на 15% компактнее и имеет на 10% меньшую высоту, чем HM1, что упрощает размещение. В остальном прослеживается сохранение «идей» сенсора HM1, в т.ч. биннинг 9-ти соседних пикселей (3х3). В релизе заявлено наличие «быстрого и эффективного решения для автофокусировки с определением фазы Super PD», а также трехкратный зум без потери качества. Технология объединения девяти пикселей в один теперь называется Nona-Binning, что ранее на HM1 называлось Nonacell. Ожидалось, что первым смартфоном с этим сенсором станет Samsung Galaxy S21 Ultra, но он получил еще более новый датчик HM3. На март 2021 г. известно о следующих устройствах с основными камерами на базе данного сенсора, среди которых нет впечатляющих фотофлагманов: Realme 8 Pro (обыденная «нормальность»: Pro на Snapdragon 720G, так что 4К/60-видео не поснимать; всего 4 камеры, в т.ч. ширик на 8Мп и две мусорные по 2Мп), Xiaomi Redmi Note 10 Pro (f/1,9, еще три камеры: ширик на 8Мп, макро на 5Мп и датчик портретной съемки на 2Мп; и опять «про»-камень – Snapdragon 732G), Xiaomi Redmi K40 Pro+ (f/1,75 без OIS, еще две камеры как и в K40 Pro: ширик на 8Мп с сенсором Sony IMX355 и макро на 5Мп с датчиком Samsung S5K5E9; проц – Snapdragon 888), а также почти одинаковые Xiaomi Mi 10i и Xiaomi Redmi Note 9 Pro 5G (f/1,75 без OIS, + ширик 8Мп, датчик портретной съемки на 2Мп, макро 2Мп; проц – Snapdragon 750G). Сенсор также должен быть в составе основной камеры смартфона Xiaomi MI 11i (практически тот же Xiaomi Redmi K40 Pro+) – f/1,75 без OIS, + ширик f/2,2 на 8Мп с Sony IMX355 и макро f/2,4 на 5Мп с Samsung S5K5E9; процессор тут – Qualcomm Snapdragon 888. В марте 2021 г. объявлено о составе камер Xiaomi Mix Fold, где HM2 присутствует в основной камере (f/1,75 с OIS; + ширик f/2,4 на 13Мп и теле/макро на 8Мп).

S5KHM3. Следующий 108-мегапиксельный (12000 х 9000) сенсор от Samsung, представленный в январе 2021 г. Это, по всей видимости, развитие датчика S5KHM1 с тем же размером пикселя 0,8 мкм, биннингом 9-ти пикселей (3×3) и большими габаритами 1/1,33 дюйма. Новым в нем стало применение улучшенной технологии переменной чувствительности Smart ISO Pro (одновременный захват кадров позволяет избежать «теней» в динамических съемках) с поддержкой 12-битной глубины цвета и с еще меньшим шумом, а также более точной фазовой фокусировки Super PD Plus. Сенсор HM3 позволяет захватывать видео 8K/30fps или 4K/120fps. Устанавливается в основной камере в глобальной, корейской, американской и китайской версиях Samsung Galaxy S21 Ultra. В нем основная камера с OIS, светосила f/1,8. Всего же 4 полноценные камеры: еще ширик f/2,2 на 12,2Мп с Sony IMX563 и два телевика с OIS на 10Мп с Samsung S5K3J1 с оптическими зумами х3 f/2,4 и х10 f/4,9; селфикамера тоже с биннингом (4-х пикселей) – 43,7-мегапиксельный сенсор Samsung S5KGH1. В телефоне применяются в зависимости от версии либо процессор Snapdragon 888 (для США и Китая), либо Exynos 2100 (для Кореи и «глобальные»).

(продолжение здесь…)

Материал может пополняться и изменяться (версия — апрель 2021 г.).

Мобильная фотография в 2021 г. Игра в пиксели: от маленьких к большим… ч.4


40, 48 и 50Мп: «истинно большое зерно» — Samsung GN1, Sony IMX700, Sony IMX766, OmniVision OV50A и др…

Sony IMX700. Флагманы Huawei дороги в т.ч. из-за использования эксклюзивных сенсоров. Так было в случае с Huawei P30/P30 Pro, так и с последующими Huawei P40/P40 Pro. В феврале 2020 г. сообщалось, что специально для них сделают 52-мегапиксельный сенсор Sony IMX700. Предвещалось, что в нем будет применен цветовой фильтр RYYB и группировка 16 пикселей в «один большой пиксель» размером до 4,48 мкм по схеме 4х4… В итоге выяснилось, что представленный сенсор выдает 50,4Мп. Размер пикселя 1,22 мкм, размер датчика – 1/1,28. Смартфон Huawei P40 с биннингом позволяет делать на основную камеру фотографии с разрешением 12,6Мп (4096 х 3072). Несмотря на оптику Leica, в основной камере не лучшая величина светосилы (f/1,9 с OIS) и фотографии не выделяются ничем особенным: нет выдающейся резкости и детализации даже при достаточном освещении. Видеоролики вообще ужасные: очень узкий динамический диапазон – или черные «подвалы», или «выжженное» небо. Дополнительная широкоугольная камера на 16Мп (f/2,2) довольно мыльная. Третья камера – теле f/2,4 на 8Мп с низкой детализацией. Сенсор IMX700 используется и в других смартфонах компании: Huawei Honor 30 Pro (+ ширик на 16Мп и телевик на 8Мп), Huawei P40 Pro (+ ширик с сенсором Sony IMX650 на 40 Мп с биннингом 4-х пикселей и телекамера f/3,4 с зумом х5 на 12Мп), Huawei P40 Pro+ (+ такой же ширик с сенсором Sony IMX650 на 40Мп и две телекамеры по 8Мп), Huawei Mate X2 (всего четыре камеры, еще ширик f/2,4 на 16Мп и две телекамеры на 12 и 8Мп), Huawei Mate 40, Huawei Mate 40 Pro (+ ширик на 20Мп и телевик на 12Мп) и Huawei Mate 40 RS (+ ширик на 20Мп и два телевика на 12 и 8Мп).

В линейке сенсоров Samsung кроме 48-, 64- и 108-мегапиксельных появились еще и датчики на 50Мп. Когда в начале 2020 г. Sony представила IMX700 с таким разрешением, установленный в камерах смартфонов Huawei P40 и Huawei P40 Pro, корейцы не могли не ответить зеркально. В GN1 применена технология Dual Pixel для улучшения автофокуса за счет размещения в каждом пикселе двух фотодиодов. Такая схема, по словам разработчиков, позволяет получать изображение «почти профессионального качества со сверхбыстрой автофокусировкой, сопоставимой с таковой у цифровых зеркальных фотокамер». GN1 принимает информацию о световом потоке от каждого фотодиода, что позволяет создать фотографии с разрешением 100 Мп с помощью программного алгоритма. Датчик оснащен пикселями размером 1,2 мкм. Как и в других моделях сенсоров, в GN1 реализована технология создания «больших пикселей» Tetracell, при этом объединяются четыре соседних пикселя в один размером 2,4 мкм с увеличением светочувствительности (на выходе — 12,5 Мп). Благодаря этому «пользователи могут делать потрясающие высококачественные фотографии даже в ночное время». Разрешение GN1 – 8160 × 6144 пикселей. Размер самого сенсора – 1/1,31 дюйма, что соизмеримо с размерами 108-Мп сенсоров HM1 и HMX. Это значительно больше, в сравнении с 48-мегапиксельными сенсорами, у которых размер площадки 1/2 дюйма (при меньших пикселях — 0,8 мкм). Фотоустройство поддерживает технологии ISOCELL Plus и Smart-ISO, о которых уже говорилось. Что касается видеовозможностей, то обещаны 1080p/240fps с автофокусом и 1080p/400fps без автофокусировки. Сенсор установлен в основных камерах следующих смартфонов: Meizu 18 Pro (ƒ/1,9 с OIS, всего три камеры и ToF, в т.ч. ширик на 32Мп с сенсором Sony IMX616 и теле х5 на 8Мп с Omnivision OV08A10), Vivo X60 Pro+ (ƒ/1,57 с OIS, здесь еще три камеры – ширик на 48Мп с Sony IMX598, модуль х2 на 32Мп с Samsung S5KGD1 и теле х5 на 8Мп с Omnivision OV08A10), Vivo iQOO 5 Pro (ƒ/1,85), Vivo iQOO 5 (ƒ/1,85, + еще две камеры – ширик и портретник на 13Мп) и Vivo X50 Pro+ (ƒ/1,85 с OIS, + ширик и теле на 13Мп и портретник на 32Мп).

Samsung GN2. Дальнейшее развитие 50-мегапиксельных (8160 x 6144) датчиков. Он еще крупнее – 1/1,12 дюйма, размер пикселя – 1.40 мкм. Биннинг 4-х пикселей. Представлен в феврале 2021 г. Применена новая технология переменной чувствительности Smart-ISO Pro. Сенсор впервые был установлен в основном модуле смартфона Xiaomi Mi 11 Pro. Инсайдеры до анонса обещали в нем еще две качественные камеры на 48Мп – ширик и теле/макро. Но все оказалось прозаичнее, смартфон получил основную камеру таки с GN2 (f/1,95 с OIS), но ширик f/2,2 на 13Мп с датчиком Omnivision OV13B10 и теле/макро на 8Мп с Omnivision OV08A10. Заманчивым набором камер обзавелся только телефон Xiaomi Mi 11 Ultra (оба анонсированы в марте 2021 г.). В нем как раз кроме основной камеры на GN2 с f/1,95 и OIS присутствуют еще две качественные камеры со старым добрым сенсором Sony IMX586 Exmor RS на 48Мп – ширик (f/2,2) и «перископная» теле/макро (f/2,4) с оптическим зумом х5.

Sony IMX766. Этот датчик также с разрешением 50Мп (8192 х 6144), но имеет меньший размер, чем у выше названных, – 1/1,56 дюйма. Пиксель тут достаточно большой – 1,0 мкм. Анонс датчика состоялся в декабре 2020 г. Устанавливается в ряде топовых телефонов. Тогда же в декабре был представлен первый смартфон с сенсором Sony IMX766 – Oppo Reno5 Pro+, задействованным в основной камере (f/1,8, с OIS). Здесь четырехкамерный блок: еще 16-мегапиксельный ширик (сенсор Sony IMX481, f/2,2), 13-мегапиксельная камера с 5-кратным зумом и макро/портретник на 2Мп (f/2,4). В марте 2021 г. анонсирован флагманский Oppo Find X3 Pro (на Qualcomm Snapdragon 888), у которого в составе четырехкамерного модуля сенсор IMX766 установлен не только в основной камере (f/1,8, OIS), но и в широкоугольной (f/2,2). Кроме них фотомодуль включает перископную телекамеру на 13Мп с зумом х2 (f/2,4, сенсор Samsung S5K3M5 с пикселем 1 мкм и размером датчика 1/3,4), а также дополнительную камеру-«микроскоп» на 5Мп (f/3,0, сенсор GalaxyCore GC5035 с пикселем 1,12 мкм и размером датчика 1/5). Одновременно были представлены Oppo Find X3 Neo и Oppo Find X3. Первый имеет, по всей видимости, тот же четырехкамерный модуль, что и Oppo Reno5 Pro+, с основной камерой на 50 Мп с сенсором Sony IMX766 (f/1,8, OIS), шириком на 16Мп (f/2,2), телеобъективом на 13Мп с сенсором Samsung S5K3M5 (f/2,4) и макро-камерой на 2 Мп (сенсор GalaxyCore GC02M1). Состав камер в Oppo Find X3 аналогичен Oppo Find X3 Pro. Анонсированный в январе 2021 г. Honor V40 также получил основную камеру с Sony IMX766 (f/1,9, без IOS). В новых смартфонах OnePlus 9 Pro и OnePlus 9 сенсор IMX766 применен не в основной, а в широкоугольной камере (f/2,2).

Omnivision растет на глазах, но в них мало кто верит. С таким же размером пикселя (1,0 мкм), как и в IMX766, компания со второго квартала 2021 г. начинает выпускать 50-мегапиксельный (8192 x 6144) сенсор OV50A. Он имеет почти тот же размер 1/1,55 дюйма. Биннинг 4-х пикселей – на выходе 12,5Мп (4096 x 3072 или еще 4624 x 4320 точек). В начале 2021 г. сообщалось, что сенсор может быть в основной камере смартфона флагманского уровня Xiaomi Mi 11 Pro+, анонса которого так и не было (предполагалось наличие еще двух камер, как в Xiaomi Mi 11 Ultra – ширика и теле/макро с сенсорами на 48Мп). Сообщалось, что датчик OmniVision OV50A обеспечит запись видео 8K/30fps и 8K/60fps, а также 4K/90fps.

К данной линейке «крупнозерновых» можно отнести сенсор OmniVision OV48C, т.к. он оснащается пикселями 1,2 мкм. Однако его разрешение составляет 48,77Мп (8064 x 6048), при том, что в сенсорах Sony IMX586 и Samsung GM2 с аналогичным разрешением величина пикселя всего 0,8 мкм. Соответственно, размер датчика OV48C большой – 1/1,3 (или 1/1,32)». Заявлено, что датчик будет иметь высокие характеристики (съемка при слабом освещении и малошумная обработка в HDR с устранением артефакта движения), что позволит его использовать в смартфонах-флагманах. Датчик, также, как и другие подобные, имеет собственную систему преобразования решетки 4-элементных цветовых фильтров в изображения разрешением 48Мп при хорошем освещении, либо биннинга этих «четверок» с получением изображений 12Мп с имитацией зерна размером 2,4 мкм при плохом освещении. Возможна запись видео в 4K/60fps с электронной стабилизацией, 1080p – с частотой до 240 fps и 720p – с частотой до 360 fps. Сенсор представлен в январе 2020 г. Первым (и пока единственным на март 2021 г.) устройством, на котором в качестве датчика основной камеры использован OV48C, стал смартфон Xiaomi Mi 10 Ultra, предназначенный для китайского рынка. Набор камер весьма привлекательный, без «заглушек». Светосила основной камеры – f/1,85, есть OIS. Три другие камеры фотомодуля следующие: широкоугольная на 20Мп (Sony IMX350 Exmor RS, ƒ/2,2), теле/портретная на 12Мп (Samsung S5K2L7, f/2,0) и второй телеобъектив на 48Мп с зумом x10 (Sony IMX586 Exmor RS, f/4,1).

Sony IMX689. Сенсор с разрешением 48Мп и большим пикселем – 1,12 мкм. Размер самого датчика – 1/1,43 дюйма. Известно, что он устанавливается в составе основных камер смартфонов Oppo Find X2 Pro (f/1,7) и OnePlus 8 Pro (f/1,7). В составе первого в общей сложности три качественные камеры: еще теле (f/3,0) с разрешением 13Мп и сенсором Samsung S5K3M5, а также широкоугольная/макро (f/2,2) с разрешением 48Мп и сенсором Sony IMX586 Exmor RS. Во втором – точно такая же широкоугольная/макрокамера и телекамера на 8Мп (f/2,2). Этот же датчик присутствует в составе основной камеры нового смартфона OnePlus 9 (f/1,78, без OIS), вторая камера в нем – широкоугольная с сенсором Sony IMX766 (50Мп) и третья – монохромная на 2Мп. Т.е. фактически получаем две камеры по 12Мп (с биннингом) без отдельного телевика: есть зум в основной камере х2, представляющий собой просто кроп 12-мегапиксельного кадра (судя по первым тестам). Видео 4K/120fps и 8K/30fps — есть, но без OIS и EIS (на 120 fps точно нет). В целом, с сожалением наблюдаем, что вслед за Zeiss и Leica, теперь девальвируется и Hasselblad: ценники растут, а скачка качества так особо и нет…

Sony IMX789. Данный сенсор разработан для нового смартфона OnePlus 9 Pro «совместно с компанией Hasselblad». Входит в состав основной камеры с OIS и диафрагмой f/1,8. Разрешение 48Мп. Применен традиционный биннинг 4-х пикселей (4000х3008), размер пикселя большой – 1,12 мкм (ранее считалось, что будет лишь 0,8 мкм), габариты датчика 1/1,43 дюйма. Всего в OnePlus 9 Pro четыре модуля: вторая камера – широкоугольная (f/2,2), в ней установлен сенсор Sony IMX766 на 50Мп (с биннингом — 4096х3072), третья – теле на 8Мп (3264х2448, Omnivision OV08A10 с пикселем 1 мкм), четвертая – монохромная на 2Мп (вроде GalaxyCore GC02M1). Первые тестовые фотографии показывают неплохие результаты для основной камеры и для ширика. В широкоугольной камере обещаны минимальные геометрические аберрации (FreeForm Lens) и это действительно так. На первых версиях ПО кадры излишне зернистые, но это должны поправить в дальнейшем (уже вышли апдейты). Хуже дела с зумом. Он приемлем только при идеальных условиях съемки (большая зернистость, каша после х3). Датчик IMX789 обеспечивает запись 4K/120fps и обрабатывает HDR-видео в реальном времени. Значимым для сенсора Sony IMX789 являются поддержка 12-битного RAW для получаемых фотографий, а также вклад Hasselblad в «настройку реалистичной цветопередачи».

Кроме OV50A, в январе 2021 г. был представлен 40-мегапиксельный (7360 × 5504) датчик OmniVision OV40A с размером 1/1,7 дюйма и величиной пикселя 1 мкм. Биннинг 4-х пикселей дает на выходе фото разрешением около 10Мп (возможно получить изображения с разным соотношением сторон 3680 х 2752 или 3840 х 2160 точек). Пока нет информации о применении данного сенсора в смартфонах.

Sony IMX800. По слухам (на март 2021 г.), сенсор станет конкурентом датчика Samsung ISOCELL GN2. Он предназначен для смартфона Huawei P50 и будет иметь размер не 1, как прогнозировалось ранее, а 1/1,18 дюйма (ждем новой инфы).

Просто 12Мп: Sony IMX555 и Samsung S5K2LD

Очередной набор сенсоров на 12Мп, задействованных в топовых смартфонах… Самсунг всех запутал в версиях телефонов серий S2х. Сенсор Sony IMX555 (размер пикселя – 1,80 мкм, размер датчика – 1/1,76) ставится в составе основных камер в американских версиях Samsung Galaxy S20+ (f/1,8) и Samsung Galaxy S20 (f/1,8) с Qualcomm Snapdragon 865. Кроме того, IMX555 установлен в Samsung Galaxy Note20, Sony Xperia Pro (f/1,7), Sony Xperia 1 II (f/1,7), Sony Xperia 5 II и Sony Xperia Pro, а также в глобальных, корейских, китайских и североамериканских версиях новейших Samsung Galaxy S21+ и Samsung Galaxy S21 5G в составе основных камер. Модули камер двух последних идентичны: светосила основной камеры f/1,8; всего три камеры – еще ширик/макро f/2,2 на 12,2Мп с датчиком Sony IMX563 и телефото/портретник f/2,0 на 64Мп с Samsung Bright S5KGW2. Аналогичный собственный сенсор Samsung ISOCELL 2LD (S5K2LD) имеет те же габариты: размер пикселя – 1,80 мкм, размер датчика – 1/1,76. Компания устанавливает их в международных версиях телефонов Samsung Galaxy S20 5G и Samsung Galaxy S20+ 5G с Exynos 990, а также во все версии Samsung Galaxy S20 Fan Edition, Samsung Galaxy Z Fold2 5G и Samsung W21 5G. Считается, что качество Samsung S5K2LD похуже соневского аналога (спорно). В зависимости от версии в Samsung Galaxy S21+ и Samsung Galaxy S21 5G кроется либо процессор Snapdragon 888 (для США и Китая), либо Exynos 2100 (для Кореи и в «глобальных»). При наличии идентичных фотомодулей, обработка фотографий в смартфонах с 888-ым и 2100-ым процессорами все же отличается, что можно заметить по зернистости/сглаженности получаемых фотографий (в мелких деталях и тексте).

Материал может пополняться и изменяться (версия — апрель 2021 г.).

«Армия-2020»: ЗРС «Антей-4000»