Proč 108Mpx foťák pořizuje 12Mpx fotky? Důvodem je pixel binning

Rozlišení fotoaparátu je v segmentu mobilních telefonů jedním z hojně prezentovaných parametrů. Jenže koupíte si mobil s rozlišením 108Mpx a následně zjistíte, že pořizuje snímky v rozlišení 4080 × 3072 obrazových bodů, tedy 12 Mpx. Jak je to možné? Odpovědí je technologie označovaná jako pixel binning.

Za objektivem fotoaparátu vašeho mobilního telefonu se skrývá fotografický snímač. Můžete si ho představit jako destičku, na které jsou v řádcích a sloupcích umístěné senzory schopné vnímat barvu a jas (dále je budeme označovat jako pixely). V případě 108Mpx fotoaparátu se jich na relativně malou destičku musí vejít 108 milionů.

Pixel binning v praxi

Pokud pořizujete snímek, pak každý bod snímače zachytí určitou (malou) část scény. Budeme-li fotit v plném rozlišení, pak z jednoho bodu snímače dostaneme jeden bod výsledného obrázku. Poté následuje softwarové zpracování a uložení fotografie ve formátu JPG do paměti telefonu či na paměťovou kartu.

Vysoké rozlišení znamená, že je na snímač nutné umístit odpovídající počet pixelů, což při malé velikosti čipu znamená nutnost jejich zmenšení až do velikosti mikrometrů. Díky většímu počtu pixelů na stejné fyzické ploše je fotoaparát telefonu schopen lépe zobrazit jemné detaily, ale zároveň je tím omezena jeho funkčnost při zhoršených světelných podmínkách.

Velikost snímače v telefonu Xiaomi 12 Pro
Velikost snímače v telefonu Xiaomi 12 Pro

Proč? Jednoduše proto, že příliš malé pixely nedokážou zachytit tolik světla. Čím menší je jeden pixel, tím menší plochu má pro zachycení přicházejícího světla. Za stejných podmínek bude snímač s pixely o velikosti 0,8 μm pořizovat horší obrázky než snímač s pixely o velikosti 1,2 μm.

Větší je lepší, ale nevejde se do mobilu

Obecně platí, že lepší jsou velké pixely, protože větší pixel dokáže zachytit více světla než menší. Schopnost zachytit více světla znamená lepší kvalitu obrazu jak ve tmavé hospodě, tak za soumraku, kdy je nedostatek světla. Problémem je, že snímače fotoaparátů v chytrých telefonech musí být malé, aby se do nich vůbec vešly.

Větší senzor rovná se více detailů
Větší senzor rovná se více detailů

Menší snímač znamená, že pixely musí být také menší, tedy pokud nepoužijete méně pixelů (tj. snímač s nižším rozlišením). Druhým přístupem je použití většího počtu pixelů (tj. snímače s vyšším rozlišením), ale budete muset buď zvětšit velikost snímače, nebo pixely ještě více zmenšit. Zmenšení pixelů má nepříznivý vliv na schopnosti snímání při slabém osvětlení.

Představte si snímač fotoaparátu jako dvůr a pixely jako kbelíky, které na tomto dvoře zachytávají dešťové kapky. Na dvorek můžete umístit buď spoustu malých kbelíků, nebo menší počet velkých kbelíků. Pixel binning funguje tak, jako byste spojili čtyři nebo devět kbelíků do jednoho.

Spojení několika pixelů do jednoho

Existuje několik způsobů, jak bojovat s nedostatky příliš malých pixelů. Jednou z možností je například pořízení více snímků, ze kterých je následně sestavena výsledná fotografie. Do jisté míry lze použít větší snímač, na který je možné umístit větší pixely, avšak s ohledem na malý prostor, který v tomto směru poskytují mobilní telefony, jsou možnosti značně omezené.

Takto funguje pixel binning
Takto funguje pixel binning

Výrobci proto přišli s řešením: softwarově spojují několik sousedních pixelů do jednoho „superpixelu“. Funguje to vlastně jednoduše: ze čtyř pixelů v matici 2×2 či devíti pixelů v matici 3×3 sestaví fotoaparát jeden bod výsledné fotografie. To sice znamená nižší výsledné rozlišení, ale vyšší citlivost, protože čtyři či devět pixelů zachytí více světla než jeden.

Poco X3 Pro

Přesto je nutné upozornit, že ani spojení několika malých pixelů nedosahuje takové kvality, jako v případě fotoaparátu se snímačem s většími pixely. Mezi pixely jsou totiž miniaturní mezery, které je nutné softwarově kompenzovat.

K čemu je pixel binning dobrý?

Zkrátka a dobře, spojování pixelů je kreativní řešení fyzických omezení daných neustále rostoucím počtem pixelů na snímačích, které musí zůstat malé, aby se vešly do telefonu. Rychle se stává standardem a není těžké pochopit proč: pomáhá nám získat vizuálně lepší fotografie i při osvětlení, které by jinak vyžadovalo vysoké ISO způsobující šum nebo dlouhé expoziční časy náchylné k rozmazání.

Snímky pořízené pomocí sloučených pixelů by měly být jasnější a nabízet nižší šum než běžné snímky s plným rozlišením. Za jejich nevýhodu lze považovat několikanásobně nižší rozlišení výsledné fotografie a o něco horší přesnost barev, kterou by měly řešit korekční algoritmy.

Sdružování pixelů je důležité pro fyzicky malé snímače fotoaparátů s vysokým rozlišením, které dnes najdete v mnoha telefonech, protože jim pomáhá rozpoznat obzvláště tmavé scény. Je to kompromis: rozlišení se drasticky sníží, ale zvýší se citlivost na světlo. Částečně je to také marketing, protože fotoaparát s rozlišením 108 megapixelů vypadá ve specifikacích mnohem působivěji než fotoaparát s rozlišením 12 megapixelů – i když jsou po většinu času fakticky stejné.

Zdroje: androidpolice.com, androidauthority.com, androidpolice.com.

Proč mobily s foťákem s rozlišením 48 Mpx dělají 12Mpx fotky?

Pokud si pořídíte telefon s fotoaparátem, u kterého výrobce slibuje rozlišení 48 Mpx, možná budete čekat, že s ním vyfotíte Číst dál...

Tipy na aplikace: Open Camera – když chcete lepší fotky
Tipy na aplikace: Open Camera - když chcete lepší fotky

V telefonech Xiaomi, Redmi a Poco je na pořizování snímků a natáčení videí předinstalována aplikace Fotoaparát. Není špatná - dokonce Číst dál...

MIUI 13 – tipy a triky: aplikace Fotoaparát a její možnosti nastavení – 1. díl
MIUI 13 – tipy a triky

Součástí základní softwarové výbavy telefonů Xiaomi, Redmi a Poco je pochopitelně aplikace Fotoaparát. V tomto a následujícím díle tipů a Číst dál...

Xiaomi 11 Lite 5G NE

Zaujal Vás tento text a chcete vědět o nových článcích hned, jak vyjdou? Sledujte nás prostřednictvím komunikační aplikace Telegram na https://t.me/xm_cz!

Přihlásit odběr
Upozornit na
guest
6 Komentáře
Nejstarší
Nejnovější
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře
Zdeněk
Zdeněk
8 dní před

Dobrý den,

jak jsem již zde několikrát zmínil, tak kvalita použitého RAW/DNG tedy plného rozlišení závisí na použitém čipu. V dnešní době se převážně používají čipy ISOLELL od Samsungu. Samsung si pro své účely ponechává lepší typy čipů (HM3, HM2), pro ostatní dává ty poněkud horší (HM2).

Lepší modely čipů tedy ten HMX používá převážně Xiaomi a HM2 všichni ostatní.

Kvalita výsledného RAWu je dána i použitým SW + typem procesoru, čím výkonnější CPU tak tím lepší kvalita (lepší postprocessing). SW v Motorola/Xiaomi fotí do RAWu s tím, že upravuje i barvy/jas atd, pokud by chtěl uživatel plný RAW bez úprav, tak musí sáhnout po něčem jako je DCRaw popřípadě OpenCamera a fotit do DNG.

Na úpravy pak použít něco jako je RAWtherapee / DigiKam / DarkTable.

Otázkou stále pak je proč do DNG, když z běžných Androidů jsou tyhle snímky nepoužitelné (při přiblížení víc jak 50% to již kostičkuje a u 100% je to hodně slité až nepoužitelné).

Ano u modelů LOW-END s cenovkou do 10 000 je to v podstatě jako RAW nepoužitelné ( použitelné pouze na displeji telefonu, jako tisk nebo prohlížení na LCD televizoru již nikoliv).

zdeněk
zdeněk
Odpovědět  Karel Kilián
7 dní před

Dobrý den,

v podstatě jsou fotky v JPEgu v podstatě velice podobné bez rozdílu typu telefonu (myslím tu kategorii jako je G60 aj.) Platí přímá úměra ve zpracování (slabší CPU má horší postprocessing), rozdíl je jen v použitém SW. RAW u těchto low modelů je skoro stejný – v podstatě to leze z čipu tak to uloží do DNG, tedy pokud to umí. A jsme zase u SW, nativní Xiomi tohle neumí, nativně to umí jen Motorola, ale pro 100% RAW se musí doinstalovat třeba OpenCamera a musí to mít podporu Camera2api.

V podstatě Motorola Edge 20, která má stejný snímač jako vyšší model Pro, fotí v základu úplně stejně.

Fotky v DNG třeba u Realme / Xiaomi < 8 000 jsou skoro stejné. Akorát se musí instalovat ta OC, Realme má funkci PRO, kde fotí do 108 mpx, ale bohužel jen v JPEg.

Takže vše je to jen marketing.

Jak jsem psal HM1/HM3 si nechává Samsung pro své vlajkové lodě, kde je kvalita RAW zhruba o 40% lepší (myslím tím řady Ultra + Pluskové verze S20/)

Příjemný den

Zdeněk
Zdeněk
Odpovědět  Karel Kilián
5 dní před

Dobrý večer,

108 mpx od Ssmsungu byly vybaveny skoro všechny vlajkové lodě od Xiaomi (Ultry již nikoliv tam byl GN2 (což není 108 mpx) od Samsungu a výsledek MI11 Ultra byl TOP) a bohužel se výsledky těchto modelů nedaly srovnat s vyššími řadami od Samsungu. I ten S20FE fotil lépe než třeba ta MI11/MI11T.

Čip HMX měly CC9PRO, 10/pro, 10s, 10T, 11 a bohužel čip HMX je horší než ten HM1 (S20 ULTRA/NOTE 20 ULTRA) i horší než ten obyčejnější HM3 (S22 ULTRA / S21 ULTRA)

6
0
Napište nám svůj komentář!x