Der erste Megapixel-Ansturm begann um 2004 (als Kamerahandys zum ersten Mal die 1-MP-Grenze durchbrachen) und endete um 2013 mit der Einführung des Nokia 808 PureView. Die 41-Megapixel-Kamera wurde nur 2018 in Bezug auf die Auflösung übertroffen. Während dieser Zeit konzentrierten sich die Telefone eher auf andere Aspekte der Kamera als auf die Auflösung. Aber jetzt steht uns ein zweites Megapixel-Rennen bevor.
Ersteres endete teilweise, weil sich die allgemeine Meinung von „mehr Pixel sind besser“ zu „größere Pixel sind besser“ verschoben hat. Die Einführung der Computerfotografie spielte ebenfalls eine große Rolle und ermöglichte es iPhone, Galaxy und Pixel, mehrere Jahre lang eine Auflösung von 12 MP für ihre Hauptkameras beizubehalten (tatsächlich ließ Apple nur 12 MP zurück).
Heutzutage geht es wieder in Richtung „mehr Pixel ist besser“, wenn auch nicht ganz: Der aktuelle Trend ist eigentlich eine Mischung aus beiden Ansätzen. Wir haben bereits Telefone mit 200MP-Sensoren und Telefone mit 1-Zoll-Sensoren.
Wir werden uns die zwei Zweige, die entstanden sind, genauer ansehen, beginnend mit dem „mehr Pixel ist besser“-Zweig heute und den anderen für das nächste Mal.
Der zweite Megapixel-Ansturm hat zur Verbreitung von 48-Megapixel-Sensoren geführt, die bei durchschnittlichen Rangern sehr beliebt geworden sind (wobei Flaggschiffe immer noch größere Sensorgrößen bei höherer Auflösung bevorzugen). Schauen wir uns zum Beispiel das 2018er Samsung ISOCELL GM1 an. Es ist nicht riesig im optischen 1/2-Zoll-Format, aber es hatte 0.8-µm-Pixel, die mit Binning auf ziemlich große 1.6-µm-Pixel anwuchsen.
Hier müssen wir einen kleinen Umweg machen, um über den Bayer-Filter zu sprechen. Wir haben in der Vergangenheit eine ausführliche Erklärung geschrieben, aber Bayer-Filter – und Quad-Bayer und so weiter – stehen im Mittelpunkt des heutigen Themas. Der GM1-Sensor nutzte die Tetrapixel-Technologie, Samsungs Bezeichnung für Quad Bayer. Es sieht so aus, vier benachbarte Pixel teilen sich das gleiche Quadrat des Farbfilters. Dies macht es natürlich, die vier zu einem einzigen Ausgabepixel zu kombinieren (4-in-1-Binning).
Mittlerweile gibt es Sensoren, die 3×3 Gruppen und sogar 4×4 Pixelgruppen mit dem gleichen Farbfilter abdecken, sie verwenden 9 in 1 bzw. 16 in 1 Binning. Die 12-MP-Auflösung, über die wir zuvor gesprochen haben, ist nicht verschwunden: 108 MP und 200 MP weisen nach dem Binning immer noch auf 12 MP als endgültige Ausgabe hin. Dies ist eine gute Standardeinstellung, da Sie eine ausreichende Auflösung zum Vergrößern erhalten, aber nicht mit Fotos jonglieren müssen, die Dutzende von Megabyte Speicherplatz beanspruchen.
Kommen wir zurück zum Megapixel-Rennen. Als hochauflösende Sensoren zum Standard bei Mittelklasse-Telefonen wurden, gab es einen Druck, die Kosten niedrig zu halten, und das bedeutete nur eines: kleinere Sensoren.
Während der GM1 0.8 µm Pixel hatte, sank der 2020 48 MP ISOCELL GM5 auf 0.7 µm, was ihn zu einem 1/2.55“ Sensor macht. Der 2021er JN1 wurde mit 0 µm Pixel noch kleiner, hatte also trotz seiner hohen Auflösung von 64 MP nur ein optisches Format von 50/1“.
Samsung ist nicht der einzige, der winzige Pixel verwendet, zum Beispiel ist OmniVisions OV60A ein 60 MP, 1 / 2.8-Zoll-Sensor im optischen Format mit 0.61-µm-Pixeln und einem Quad-Bayer-Filter. Es gibt auch größere Sensoren. wie die 1 / 1.34 ”OV64A, aber darüber sprechen wir beim nächsten Mal wieder.
Nun, wir haben Pixelgrößen und Bayer-Filter behandelt, es ist Zeit, die 100-MP-Grenze zu durchbrechen. Der erste Sensor, der weiter ging, war der Samsung ISOCELL Bright HMX. Seine volle Auflösung betrug 12,032 x 9,024 px und hatte 0.8 µm Pixel bei einem optischen Format von 1/1.33“.
Das erste Telefon, das es verwendete, war das Xiaomi Mi CC9 Pro (es sollte das Mi Mix Alpha sein, wurde aber storniert). Sie können sich unseren praktischen Testbericht für Kameramuster ansehen. Das Telefon nimmt standardmäßig mit einer Viertelauflösung, 27 MP, mit Pixel-Binning auf.
Ein weiterer 108MP 1/1.33“ Sensor ist der HM3, der ebenfalls 0.8 µm Pixel hat und im Galaxy S21 Ultra zum Einsatz kam. Dies führt jedoch ein 9-in-1-Binning durch, mit einer Standardauflösung von 12 MP. Wie bei den 48MP-Sensoren fing es zwar bei 0.8 µm an, ging aber schnell zurück: Bei 0.7 µm und 108 MP haben wir Produkte im Kaliber 1/1.52″ HM2, also mit einer Auflösung von 0.64 µm und 108 MP da ist der HM6, ein 1/1.67“ Sensor.
Wir haben bereits den JN1 erwähnt, einen weiteren 0.64-µm-Sensor. Wie Sie wahrscheinlich sehen können, können Sensoren basierend auf der Pixelgröße gruppiert werden. Beispielsweise hat Samsung mehrere Sensoren auf seiner 0.7-µm-Technologie aufgebaut:
Kommen wir nun zu den 200-MP-Sensoren, Samsung hat zwei: den 1/1.22“ HP1 (0.64 µm Pixel) und den 1/1.4“ HP3, der mit nur 0.56 µm die kleinsten Pixel hat, die wir je gesehen haben.
OmniVision hat ein Paar konkurrierender Sensoren. Das OVB0B hat Pixel von 0.61 µm, das OVB0A entspricht dem HP3 bei 1/1.4“ und 0.56 µm.
200 MP ist das Maximum aktueller Smartphone-Kameras. Es wird jedoch gemunkelt, dass Samsung an Sensoren mit einer Auflösung von bis zu 600 MP arbeitet, also ist dies noch nicht das Ende des Weges.
Bevor wir zum Abschluss kommen, sollten wir schnell die Vorteile einer so großen Anzahl von Pixeln durchgehen. Das erste ist offensichtlich, zu prahlen. Wir wissen, dass Marketingabteilungen es lieben, besonders wenn sie ein „Primo!“ klatschen können. Etikett drauf.
Aber es gibt auch praktische Vorteile. Der digitale Zoom hat stark davon profitiert: Sensoren, die Pixel-Binning verwenden, können normalerweise einen verlustfreien digitalen Zoom mit demselben Faktor durchführen (z. B. 2 × 2-Pixel-Binning und 2-fach-Zoom). Selbst wenn die Interpolation erzwungen wird, ist das Endergebnis besser, da mehr Pixel zum Arbeiten zur Verfügung stehen.
Ohne motorisiertes Objektiv ist dies der einzige Weg, um einen reibungslosen Zoom (z. B. in Videos) zu erreichen. Motorisierte Zoomobjektive, die klein genug für moderne Smartphones sind, sind bereits auf dem Markt, obwohl sie äußerst selten sind.
Eine weitere interessante Verwendung für hochauflösende Sensoren besteht darin, sie als zwei oder sogar separate Sensoren zu behandeln. Beispielsweise kann die Hälfte der Pixel mit niedriger ISO und die andere Hälfte mit hoher ISO aufgenommen werden, die dann zu einem einzigen Bild mit Details in hellen und dunklen Bereichen kombiniert werden können. Offset HDR macht einen ähnlichen Trick, außer dass es die Belichtungszeit variiert (niedrig, mittel und hoch).
Dual-ISO
HDR ausgleichen
Das war es für heute, beim nächsten Mal schauen wir in die andere Branche und verfolgen das Wachstum der Smartphone-Bildsensoren bis zur 1“-Marke. Wir hatten vorher 1-Zoll-Kameras, aber die Panasonic CM1 macht auch den ultraflachen Xiaomi 12S-Look.
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