Александр Навагин
Пастор секты свидетелей Xiaomi, любитель металла, футбола, рыбалки, истории. Почти инженер и историк по образованию, шут по призванию, чудак по жизни

Камера на 48 мегапикселей: а есть ли смысл?

Камера на 48 мегапикселей: а есть ли смысл?
© Tech ARP

В 2018 Sony представила новую матрицу камеры IMX586, а Samsung сделала ее аналог S5KGM1. Оба сенсора обзавелись рекордным разрешением 48 Мп и светофильтром со структурой Quad Bayer. Как итог, начало 2019 года в мире смартфонов прошло под флагом камер на 48 мегапикселей. Свои устройства с этими матрицами представили Huawei (Nova 4), Xiaomi (Mi9), Oppo (F11 Pro), vivo (V15 Pro), Meizu (Note 9) и ZTE (Axon 10 Pro).

А ведь это лишь начало года. Весьма вероятно, что к середине список устройств существенно расширится. Но нужна ли смартфону камера на 48 мегапикселей? Есть ли, вообще, смысл использования столь высокого разрешения в миниатюрных модулях? Однозначно ответить на эти вопросы непросто, но я постараюсь.

Гонка мегапикселей: второй круг

К середине нынешнего десятилетия производители смартфонов приостановили гонку мегапикселей, длившуюся 10 лет, сойдясь на «золотой середине» в 12-16 Мп. Произошло это потому, что уменьшать пиксели бесконечно нельзя (картинка ухудшится из-за шумов и наводок), а большую матрицу в тонкий корпус не вместить. Так было в период примерно с 2013 до 2018 года.

Что изменилось в 2018? В 2018 Sony выпустила 40-мегапиксельный сенсор IMX600 со светофильтром Quad Bayer, предназначенный для Huawei P20 Pro. Samsung тем временем «обкатала» несколько сенсоров с аналогичной структурой (она называет ее TetraCell), но меньшим разрешением (в районе 20 Мп), в качестве фронтальных модулей. Ну а дальше – все как по библейским стихам: увидели, что получается хорошо – и дело пошло.

Huawei P20 Pro расшевелил рынок © and Tencent
Huawei P20 Pro расшевелил рынок © and Tencent

Новые технологии в изоляции светочувствительных ячеек друг от друга дали возможность уменьшить размеры пикселей до 0,8 мкм. Структура счетверенного светофильтра позволила «обмануть систему» и превратить матрицу в подобие крупнопиксельной, но с вчетверо меньшим разрешением. Как итог, был достигнут компромисс между высоким разрешением при ярком освещении, и светочувствительностью – при слабом свете.

Зачем наращивать мегапиксели

Самый главный смысл количества мегапикселей – уровень детализации фото. Чем больше, тем лучше, но не все так просто. Чтобы камера на 48 Мп снимала в 4 раза четче, чем на 12, она должна иметь также вчетверо большую площадь сенсора, вчетверо большую светопропускающую способность объектива. Если один из компонентов не был улучшен пропорционально разрешению, качество фото вырастет меньше, чем в 4 раза.

IMX586 всего на 27% больше, чем 12-мегапиксельная фотокамера в iPhone © Xiaomi
IMX586 всего на 27% больше, чем 12-мегапиксельная фотокамера в iPhone © Xiaomi

Малые габариты модуля камеры для смартфона не дают просто так увеличить ни матрицу, ни оптику. Нельзя и бездумно расширять отверстие объектива (диафрагму), потому что это скажется на его оптических свойствах. Так что от 48 Мп есть толк только при ярком освещении, когда ни маленькие пиксели, ни компактная (почти не увеличившаяся) оптика не помешают поймать достаточно фотонов для получения четкой картинки.

В условиях, когда уровень освещения средний или слабый, от кучи мегапикселей толку мало, и не зря их порой называют «кукурузными». Посмотрите на любое фото с камеры смартфона в приближении 100% – и вы увидите, что все упирается вовсе не в разрешение матрицы. Виной тому и вычисление цветов по байеровскому принципу, и шумы, и алгоритмы сглаживания и сжатия, и другие факторы.

Чего-то не хватает, но явно не большего количества пикселей (фрагмент кадра в масштабе 100%)
Чего-то не хватает, но явно не большего количества пикселей (фрагмент кадра в масштабе 100%)

Много мегапикселей пригодятся при съемке видео в 8К. Ведь 7680×4320 пикселей – это 33 Мп, а учитывая соотношение сторон большинства матриц 4:3 (вместо 16:9), сенсор должен иметь разрешение 7680×5760 Мп. С полями под электронную стабилизацию выходит в районе 8000×6000, что и дает нам заветные 48 Мп. Но есть несколько нюансов.

Первая проблема заключается в том, что на данный момент не существует мобильных чипсетов, которые могли бы снимать видео в 8К. Даже самый свежий Snapdragon 855 умеет только 4К с 60 FPS. Даже если как-то заставить его писать 8К, получится всего в районе 15 FPS. Ведь если вчетверо увеличить разрешение, при этом не повышая нагрузки на железо, придется вчетверо уменьшить частоту кадров. А какой смысл от видео в 8К, которое идет рывками, как тот немой фильм столетней древности?

Второй нюанс – 8К-разрешение видео на данный момент не является острой необходимостью. Это сложно реализуемо, очень дорого, но при этом почти неотличимо от 4К в большинстве реальных ситуаций. Так что незачем тратить лишние производственные силы и деньги на то, от чего нет практической пользы.

Пока что в 8К маркетинга куда больше, чем пользы © Manchikoni
Пока что в 8К маркетинга куда больше, чем пользы © Manchikoni

То есть, 48 Мп в смартфонах не нужны?

По большому счету, пользы от 48 Мп, действительно, немного. Скажем так, если вы возьмете телефон с хорошей «традиционной» камерой этак на 12-16 Мп, то вряд ли много потеряете. Не стоит ждать чудес в виде революционного улучшения детализации снимков, потому что законы физики (в отличие от государственных) не обойти ни с помощью хитрости, ни взятки.

Однако, все вышесказанное вовсе не значит, что камера на 48 мегапикселей – бесполезная штука, придуманная маркетологами. Безусловно, большие цифры способствуют увеличению продаж смартфонов, но небольшой практический толк от них тоже имеется.

Используя сенсоры вроде Sony IMX586 (Honor View 20) или Samsung S5KGM1 (Xiaomi Redmi Note 7), производители смартфонов получают возможность немного улучшить качество дневных снимков, использовать функции вроде однокадрового HDR, при этом не в ущерб возможностям фотографического сенсора при слабом освещении. А в сочетание с инструментами искусственного интеллекта можно попытаться выжать максимум даже из относительно маленькой матрицы 1/2", как это делает Huawei.

Honor View 20

Наконец, рано или поздно видео в 8К таки пойдет в массы, и тогда каждый крупный производитель захочет стать «отцом» первого в мире смартфона, снимающего видео ультравысокой четкости. А такая «гонка вооружений» на пользу потребителям, потому что при рыночной конкуренции технологии развиваются быстрее и становятся доступнее.