Pixel Binning در عکاسی با موبایل چیست و چگونه کار می کند؟

مجموعه: گرافیک دستی و کامپیوتری

تکنیک Pixel binning

فناوری ترکیب پیکسلی (Pixel Binning) در دوربین گوشی های هوشمند چیست؟

گوشی‌های هوشمند مدرن با سیستم‌های دوربین قدرتمند عرضه می‌شوند و چیزهای زیادی در پشت صحنه برای زیبا جلوه دادن عکس‌های شما وجود دارد. یکی از این موارد، Pixel Binning است.

حتماً دیده‌اید که چگونه سامسونگ در بازاریابی خود از کلماتی مانند «nona-binning» یا «Adaptive Pixel» در هنگام اشاره به Pixel Binning استفاده می‌کند و ادعا می‌کند که عملکرد در نور کم را بهبود می‌بخشد. اما آیا این واقعی است؟ بیایید بیاموزیم که باینینگ پیکسل چیست، چرا استفاده می شود و چگونه کار می کند.

فناوری ترکیب پیکسلی در دوربین‌های گوشی‌های هوشمند

چرا دوربین های گوشی های هوشمند از Pixel Binning استفاده می کنند؟

قبل از اینکه بدانید Pixel Binning چیست و چگونه کار می کند، ابتدا باید دلیل وجود آن را بدانید. ببینید، گوشی های هوشمند در مورد دوربین با یک مشکل بزرگ روبرو هستند: محدودیت اندازه. سنسور دوربین اساسا صفحه ای از میلیون ها پیکسل است که نور محیط را جذب می کند. بنابراین، هرچه تعداد پیکسل‌ها بیشتر باشد، نور بیشتری می‌توانند جذب کنند تا تصویر بهتری تولید کنند.

وقتی در این زمینه می گوییم "پیکسل"، منظورمان پیکسل های روی صفحه نمایش نیست که نور ساطع می کنند، بلکه در عوض، فتوسایت های روی سنسور دوربین هستند که نور را جذب می کنند. سپس این نور تبدیل می شود و برای تولید تصویری که روی صفحه خود می بینید استفاده می شود.

اکنون، مشکل اینجاست: اگر به اضافه کردن پیکسل‌های بیشتر ادامه دهیم، باید حسگر را بزرگ‌تر کنیم تا در آن قرار بگیرد. همچنین باید باتری، مادربرد، اسپیکر و تعداد زیادی از حسگرهای موجود در گوشی هوشمند را در خود جای دهید.

برای غلبه بر این محدودیت، شرکت های فناوری راه حلی هوشمندانه ارائه کردند. به جای اینکه حسگر را به طرز عجیبی بزرگ کنند، خود پیکسل ها را کوچک کردند و پیکسل های بیشتری را در یک فضای معین قرار دادند تا حداکثر وضوح تصویر نظری افزایش یابد.

برای مرجع، سنسور 12 مگاپیکسلی آیفون 13 دارای اندازه پیکسل 1.9 میکرومتر است، اما این اندازه در سنسور 48 مگاپیکسلی آیفون 14 پرو 1.22 میکرومتر است و سنسور 108 مگاپیکسلی گلکسی اس 22 اولترا دارای پیکسل‌هایی به اندازه 0.8 میکرومتر است که یکی از کوچک‌ترین پیکسل‌هایی است که دیده‌ایم.

Pixel Binning چیست و چگونه کار می کند؟

Pixel binning یک تکنیک پردازش تصویر است که در آن چهار یا چند پیکسل مجاور در یک سنسور دوربین ترکیب می‌شوند تا یک سوپرپیکسل (یا "تتراپیکسل" یا "ناپیکسل" به قول سامسونگ) که مجموع یا میانگین مقدار تمام پیکسل‌های موجود در آن را حمل می‌کند.

توجه داشته باشید که پیکسل ها در سطح سخت افزاری به صورت فیزیکی حرکت نمی کنند یا به یکدیگر تغییر شکل نمی دهند. این فقط داده های فوتونیکی آنهاست که از طریق نرم افزار برای تقلید از یک پیکسل بزرگتر ترکیب می شوند.

بیایید این را با مثالی از iPhone 14 Pro Max و Galaxy S22 Ultra درک کنیم . آیفون 14 پرو مکس 4 در 1 پیکسل (آرایه 2×2) را برای کاهش وضوح تصویر از 48 مگاپیکسل اصلی به 12 مگاپیکسل انجام می دهد. به طور مشابه، S22 Ultra 9-in-1 pixel binning (آرایه 3x3) را انجام می دهد و وضوح را از 108 مگاپیکسل به 12 مگاپیکسل کاهش می دهد.

فناوری ترکیب پیکسلی 

کاهش رزولوشن به این صورت به تلفن شما امکان می‌دهد عکس‌ها را سریع‌تر پردازش کند، بنابراین می‌توانید بلافاصله پس از کلیک روی آن عکس را مشاهده کنید. در مقابل، عکاسی با وضوح کامل، حجم کاری بیش از حد را اضافه می کند و پردازش آن بسیار طولانی تر می شود.

همچنین به یاد داشته باشید که مگاپیکسل و مگابایت یکسان نیستند. مگاپیکسل به تعداد پیکسل های موجود بر روی سنسور (یک واحد ثابت) اشاره دارد و مگابایت به اندازه فایل تصویر (یک واحد متغیر) اشاره دارد که بستگی به مقدار اطلاعات موجود در عکس شما دارد.

به عنوان مثال، گلکسی A53 دارای یک دوربین 64 مگاپیکسلی است و 4 در 1 پیکسل را برای گرفتن عکس های 16 مگاپیکسلی انجام می دهد. به طور پیش فرض، عکس هایی با وضوح  4624x3468 برای مجموع 16,036,032 پیکسل یا به سادگی 16 مگاپیکسل (یک مگاپیکسل یک میلیون پیکسل) می گیرد. اگر به حالت فول رزولوشن سوئیچ کنید، عکس هایی با وضوح 9248 در 6936 در مجموع 64،144،128 پیکسل یا 64 مگاپیکسل دریافت می کنید.

ویژگی Pixel Binning در دوربین‌های گوشی‌های هوشمند

Pixel Binning عکس‌های بهتر را تضمین نمی‌کند

در اینجا چیزی وجود دارد که ممکن است هضم آن سخت باشد: binning پیکسل راه حلی برای یک مشکل جعلی است. کل ایده پشت Pixel Binning  این است که اجازه می دهد پیکسل های بیشتر اما کوچکتر را به جای پیکسل های کمتر اما بزرگتر در سنسور دوربین قرار دهید. این غیرضروری است زیرا یک پیکسل بزرگتر همیشه نور خام بیشتری را جذب می کند.

در مقایسه، یک سوپرپیکسل با اندازه یکسان که داده های فوتونی چندین پیکسل کوچکتر را حمل می کند، باید حدس بزند که عکس نهایی چگونه باید باشد و همیشه کار خوبی انجام نمی دهد. به همین دلیل است که گاهی اوقات عکس های گوشی های سامسونگ بیش از حد پردازش شده به نظر می رسند در حالی که عکس های آیفون طبیعی تر و یکدست تر به نظر می رسند.

شرکت‌های فناوری دوست دارند در مورد اینکه سنسور دوربین جدیدشان چند مگاپیکسل دارد، لاف بزنند و به همین دلیل، کاربران عادی گوشی‌های هوشمند به این باور رسیده‌اند که تعداد مگاپیکسل بالاتر به معنای کیفیت تصویر بهتر است اما واقعا اینطور نیست. کیفیت تصویر بیشتر با اندازه خود سنسور تعیین می شود نه تعداد پیکسل های روی آن.

تعداد مگاپیکسل حداکثر رزولوشن تصویری را که گوشی شما می‌تواند در آن عکس‌برداری کند، تعیین می‌کند. تنها مزیت عملی این است که می‌توانید عکس‌های خود را بدون تار شدن زوم و برش دهید. تعداد مگاپیکسل چیزی در مورد علم رنگ، تعادل رنگ سفید، محدوده دینامیکی یا هر چیز دیگری به شما نمی گوید.

مزایای فرضی Pixel Binning نتیجه خود تکنیک نیست، بلکه الگوریتم های قدرتمند پردازش تصویر و چیپست موجود در تلفن شما است. این دومی است که کار سختی را انجام می‌دهد که عکس‌های شما را درخشان‌تر، دانه‌دارتر و پر جنب و جوش‌تر نشان دهد.

دلیل اینکه گاهی اوقات یک عکس با رزولوشن پایین‌تر با پیکسل‌بندی می‌تواند بهتر از یک عکس با وضوح کامل به نظر برسد این است که اعمال الگوریتم‌های تصویر روی عکس‌های بزرگ‌تر سخت‌تر است زیرا از قدرت پردازش بیشتری استفاده می‌کند. یک عکس کوچکتر را می توان بلافاصله پردازش کرد.

تاثیر پیکسل باینینگ بر عکس ها

Pixel Binning یک راه حل است، نه یک ویژگی

هدف از Pixel Binning، در نهایت، افزایش حداکثر وضوح تصویری نظری است که دوربین گوشی‌های هوشمند می‌تواند بگیرد، در حالی که به اندازه‌ای کاهش می‌یابد که تلفن شما بتواند عکس‌های شما را برای استفاده روزمره به سرعت پردازش کند.

وضوح تصویر مهم است زیرا واضح است که می خواهید بدون از دست دادن جزئیات روی عکس های خود زوم کنید، اما اعدادی مانند 108 مگاپیکسل صراحتاً غیر ضروری هستند.

بهترین راه برای اطمینان از اینکه تلفنی که به دنبال خرید آن هستید دارای سیستم دوربین خوب است، این است که به سادگی نمونه های دوربین و نظرات آنها را بررسی کنید. بیش از حد به مسائل فنی وسواس نداشته باشید. اگر چیزی را که می بینید دوست دارید، این دوربین مناسب شماست.

گردآوری:بخش کامپیوتر و اینترنت بیتوته