De eerste megapixel-rush begon rond 2004 (toen cameratelefoons voor het eerst de 1MP-limiet doorbraken) en eindigde rond 2013 met de komst van de Nokia 808 PureView. De camera van 41 MP zou pas in 2018 worden verslagen op het gebied van resolutie. In die tijd concentreerden telefoons zich op andere aspecten van de camera in plaats van op resolutie. Maar nu staat er een tweede megapixelrace voor de deur.
De eerste eindigde gedeeltelijk omdat de algemene wijsheid is verschoven van "meer pixels zijn beter" naar "grotere pixels zijn beter". De komst van computationele fotografie speelde ook een grote rol en stelde de iPhone, Galaxy en Pixel in staat om de resolutie van 12 MP voor hun primaire camera's gedurende meerdere jaren te behouden (in feite liet Apple slechts 12 MP achter).
Tegenwoordig zijn de zaken terug in de richting van "meer pixels is beter", zij het niet helemaal: de huidige trend is eigenlijk een mix van beide benaderingen. We hebben al telefoons met 200MP-sensoren en telefoons met 1”-sensoren.
We zullen de twee takken die zijn ontstaan nader bekijken, te beginnen met de tak "meer pixels is beter" vandaag en de andere over te laten voor de volgende keer.
De tweede megapixel-rush heeft geleid tot de verspreiding van 48MP-sensoren, die behoorlijk populair zijn geworden bij gemiddelde rangers (met vlaggenschepen die nog steeds de voorkeur geven aan grotere sensorformaten met een hogere resolutie). Laten we bijvoorbeeld eens kijken naar de 2018 Samsung ISOCELL GM1. Het is niet enorm in het 1/2” optische formaat, maar het had 0.8 µm pixels, die met binning uitgroeiden tot vrij grote 1.6 µm.
Hier moeten we een kleine omweg maken om over het Bayer-filter te praten. We hebben in het verleden een gedetailleerde uitleg geschreven, maar Bayer-filters – en Quad Bayer enzovoort – vormen de kern van het onderwerp van vandaag. De GM1-sensor maakte gebruik van Tetrapixel-technologie, Samsung's term voor Quad Bayer. Het ziet er zo uit, vier aangrenzende pixels die hetzelfde vierkant van het kleurenfilter delen. Dit maakt het natuurlijk om de vier te combineren tot een enkele uitvoerpixel (4 in 1 binning).
Er zijn nu sensoren die 3×3 groepen dekken en zelfs 4×4 pixelgroepen met hetzelfde kleurenfilter, ze gebruiken respectievelijk 9 in 1 en 16 in 1 binning. De 12MP resolutie waar we het eerder over hadden is niet verdwenen: 108MP en 200MP wijzen nog steeds naar 12MP als uiteindelijke output na binning. Dit zorgt voor een goede standaard omdat je genoeg resolutie krijgt om in te zoomen, maar je hoeft niet te goochelen met foto's die tientallen megabytes aan opslagruimte in beslag nemen.
Laten we teruggaan naar de megapixelrace. Toen sensoren met een hoge resolutie de standaard begonnen te worden op telefoons uit het middensegment, was er een druk om de kosten laag te houden en dat betekende maar één ding: kleinere sensoren.
Terwijl de GM1 0.8 µm pixels had, zakte de 2020 48 MP ISOCELL GM5 naar 0.7 µm, waardoor het een 1/2.55” sensor is. De JN2021 1 werd nog kleiner met 0, 64 µm pixels, dus ondanks zijn hoge resolutie van 50 MP had hij slechts een optisch formaat van 1/2.76”.
Samsung is niet de enige die minuscule pixels gebruikt, zo is de OmniVisions OV60A een 60MP, 1/2.8” optisch formaat sensor met 0.61 µm pixels en een Quad Bayer-filter. Er zijn ook grotere sensoren. zoals de 1 / 1.34 ”OV64A, maar daar zullen we het de volgende keer weer over hebben.
Welnu, we hebben het gehad over pixelgroottes en Bayer-filters, het is tijd om de barrière van 100 MP te doorbreken. De eerste sensor die verder ging, was de Samsung ISOCELL Bright HMX. De volledige resolutie was 12,032 x 9,024 px en had 0.8 µm pixels, voor een optisch formaat van 1 / 1.33 ”.
De eerste telefoon die het gebruikte, was de Xiaomi Mi CC9 Pro (het zou de Mi Mix Alpha zijn, maar deze is geannuleerd). U kunt onze praktische beoordeling bekijken voor cameravoorbeelden. De telefoon schiet standaard met een resolutie van een kwart, 27 MP, met pixelbinning.
Een andere 108MP 1/1.33”-sensor is de HM3, die eveneens over 0.8 µm pixels beschikt en in de Galaxy S21 Ultra werd gebruikt. Dit voert echter 9 in 1 binning uit, met een standaardresolutie van 12 MP. Net als bij de 48MP-sensoren begon het misschien bij 0.8 µm, maar ze begonnen snel af te nemen: bij 0.7 µm en 108 MP hebben we producten in het kaliber 1/1.52” HM2, dus met een resolutie van 0.64 µm en 108 MP daar is de HM6, een 1/1.67” sensor.
We hebben de JN1 al genoemd, nog een 0.64 µm-sensor. Zoals je waarschijnlijk kunt zien, kunnen sensoren worden gegroepeerd op basis van pixelgrootte. Samsung heeft bijvoorbeeld verschillende sensoren gebouwd op zijn 0.7 µm-technologie:
Nu komen we bij de 200 MP-sensoren, Samsung heeft er twee: de 1/1.22 “HP1 (0.64 µm pixel) en de 1/1.4” HP3, die de kleinste pixels heeft die we ooit hebben gezien met slechts 0.56 µm.
OmniVision heeft een paar concurrerende sensoren. De OVB0B heeft pixels van 0.61 µm, de OVB0A komt overeen met de HP3 op 1/1.4” en 0.56 µm.
200 MP is het maximum van de huidige smartphonecamera's. Het gerucht gaat echter dat Samsung werkt aan sensoren met een resolutie tot 600 MP, dus dit is niet het einde van de weg.
Voordat we afronden, moeten we snel de voordelen bekijken van het hebben van zoveel pixels. De eerste is duidelijk, om op te scheppen. We weten dat marketingafdelingen er dol op zijn, vooral als ze een "Primo!" etiket erop.
Maar er zijn ook praktische voordelen. Digitale zoom heeft enorm geprofiteerd: sensoren die pixelbinning gebruiken, kunnen meestal verliesvrije digitale zoom uitvoeren met dezelfde factor (bijv. 2×2 pixelbinning en 2x zoom). Zelfs als de interpolatie wordt gedwongen, is het eindresultaat beter omdat er meer pixels zijn om mee te werken.
Zonder gemotoriseerde lens is dit de enige manier om soepel te kunnen zoomen (bijvoorbeeld in video's). Gemotoriseerde zoomlenzen die klein genoeg zijn voor moderne smartphones zijn al op de markt, hoewel ze uiterst zeldzaam zijn.
Een ander interessant gebruik van sensoren met een hoge resolutie is om ze te behandelen als twee of zelfs afzonderlijke sensoren. Zo kan de helft van de pixels fotograferen bij lage ISO en de andere helft bij hoge ISO, die vervolgens kan worden gecombineerd tot één beeld met details in zowel lichte als donkere gebieden. Offset HDR doet een vergelijkbare truc, behalve dat het de belichtingstijd varieert (laag, gemiddeld en hoog).
Dubbele ISO
Offset-HDR
Dat was het voor vandaag, de volgende keer kijken we naar de andere tak en volgen we de groei van smartphone-beeldsensoren tot aan de 1” markering. We hadden eerder 1” camera's, maar de Panasonic CM1 heeft ook de ultradunne Xiaomi 12S Look.
Een nieuwe thread starten