Samsung выпустила недорогой смартфон с камерой на 48 мегапикселей и батареей емкостью 5000 мАч
В модельном ряду компании новинка под названием Galaxy A21s станет на ступеньку выше Galaxy A21
Компания Samsung только что представила недорогой смартфон Galaxy A21s, первая информация о котором появилась буквально вчера.
Модель оснастили большим 6,5-дюймовым экраном с круглым отверстием под 13-мегапиксельную фронтальную камеру в верхнем левом углу. Разрешение дисплея – 1600 х 720 точек.
Задних камер в Samsung Galaxy A21s четыре штуки: основной модель на 48 мегапикселей, «ширик» на 8, а также пара 2-мегапиксельных – для макросъемки и размытия фона на снимках.
Также в модели есть сканер отпечатков пальцев, слот для карт MicroSD емкостью до 512 Гбайт и, самое главное, очень мощный аккумулятор – на 5000 мАч с 15-ваттной системой быстрой зарядки. Об NFC ничего не сообщается, так что соответствующего чипа в модели, скорее всего, нет.
Основой Galaxy A21s выступает неназванный восьмиядерный чипсет. Ранее неофициально сообщалось, что это новейшая платформа среднего уровня Samsung Exynos 850.
Новинка будет предлагаться в красном, черном, белом и синем исполнении. По объемам памяти существует три версии: с 3/32, 4/64 и 6/64 Гбайт.
Информации о цене модели нет. Предполагается, что она будет стоить около 190 евро. О российских перспективах Galaxy S21s пока ничего неизвестно.
7 хороших и недорогих смартфонов с 48-мегапиксельными камерами
Сегодня такие камеры уже не роскошь, а вполне обычный компонент, встречающийся в том числе в смартфонах ценой не сильно больше 10 тысяч рублей
Все интересующиеся темой сматфонов давно знают, что между понятиями «количество мегапикселей» и «качество съемки» нельзя поставить знак равенства. Это доказывают, например, модели iPhone, у которых мегапикселей мало, а фоткают они будь здоров. Есть и другие подобные примеры.
И тем не менее у смартфонов с кучей мегапикселей есть и весьма полезные свойства. Например, возможность вырезать из огромных кадров кусочки с главным объектом съемки. И если вырезать аналогичные кусочки, например, из кадров с разрешением 12 и 48 мегапикселей, то во втором случае разрешение фрагмента будет выше. И это может в определенных случаях обеспечить более высокую четкость изображения.
К 2020 году 48-мегапиксельные камеры появились в целом ряде недорогих смартфонов, так что выбрасывать громадные деньги для покупки такого аппарата уже не нужно. В этом материале мы как раз и собрали семь хороших, недорогих (10-13 тысяч рублей) и по-своему интересных смартфонов, где есть эти самые 48 мегапикселей.
Redmi Note 7
Чем хорош этот смартфон кроме 48-мегапиксельной камеры
Спустя полтора года после анонса этот аппарат выглядит более чем достойно: его цена стартует с 9 990 рублей (причем можно найти и дешевле), и при этом он предлагает стеклянный корпус, Full HD-экран, вполне себе бодрый чипсет Qualcomm Snapdragon 660, порт USB Type-C и массу прочих приятных мелочей. Вообще за свои деньги это один из очень приличных вариантов – даже если вы и не нуждаетесь в 48 мегапикселях.
С чем придется смириться
Недостатков у Redmi Note 7 три. Первый – отсутствие NFC. Второй – отсутствие в комплекте поставки быстрой зарядки (при этом аппарат ее поддерживает, просто нужно будет докупить блок). Третий – наличие всего двух задних камер: с 48-мегапиксельным модулем соседствует датчик глубины и только он. Далеко не факт, что прям всем так уж нужны все эти разнокалиберные объективны, но у более современных аналогов они есть.
Redmi Note 8T
Чем хорош этот смартфон кроме 48-мегапиксельной камеры
У Redmi Note 8T с задними камерами полный порядок – их аж четыре: среди прочего есть «ширик» и модуль для макросъемки. Да и вообще все недостатки Redmi Note 7 в этом аппарате исправили: появился чип NFC, а 18-ваттный «быстрый» зарядный блок входит в комплект поставки. Экран имеет разрешение Full HD, корпус снова стеклянный, а «под капотом» притаился неплохой во всех смыслах Snapdragon 665.
С чем придется смириться
Redmi Note 8T получился весьма сбалансированным, так что придираться к нему трудно. Тем не менее отметим пластиковую (а не металлическую) рамку по периметру корпуса и всего 3/32 Гбайт памяти у базовой версии. Есть, конечно, и более интересные варианты с 4/64 и 4/128 Гбайт, но они стоят заметно дороже.
Xiaomi Mi A3
Чем хорош этот смартфон кроме 48-мегапиксельной камеры
Аппарат сравнительно компактный – ведь он выполнен в 6,1-дюймовом форм-факторе и, как следствие, чуть меньше большинства других моделей из этой статьи, у которых дисплеи с диагональю от 6,3 дюйма. Корпус у Mi A3 стеклянный, батарейка – мощная (4010 мАч), железо – породистое (Qualcomm Snapdragon 665). Плюс памяти даже у базовой версии довольно много – 4/64 Гбайт. Еще один плюс – чистая версия Android с регулярными выпусками патчей безопасности. Ну и порт USB Type-C отметим до кучи.
С чем придется смириться
Явные недостатки модели – совмещенные слоты, отсутствие поддержки NFC, отсутствие быстрой зарядки в комплекте (хотя аппарат ее поддерживает) и экран с разрешением HD. Этого явно мало в 2020 году. Ну и чистый Android является как плюсом, так и минусом, поскольку ОС без фирменных оболочек производителей некоторым пользователям может показаться чересчур простой и малофункциональной.
Honor 9X
Чем хорош этот смартфон кроме 48-мегапиксельной камеры
Одна из главных особенностей Honor 9X – выдвижная фронтальная камера, позволившая реализовать в модели экран с диагональю 6,6 дюйма безо всяких дырок, вырезов и прочих извращений. Разрешение дисплея – Full HD (вспомним о Mi A3, где всего лишь HD-экран). Еще Honor 9X можно похвалить за батарейку на 4000 мАч, 4/128 Гбайт памяти, порт USB Type-C и поддержку NFC. И сервисы Google в этом аппарате имеются.
С чем придется смириться
Невероятно, но факт: Honor 8X был полностью стеклянным, а задняя панель его наследника Honor 9X отделана пластиком, что можно записать в минусы. Камера всего лишь двойная – и это на фоне тройных и четверных у конкурентов. Быстрой зарядки нет. Наконец, стоит поругать Honor 9X за совмещенные слоты.
Honor 9C
Чем хорош этот смартфон кроме 48-мегапиксельной камеры
Фронтальная камера оформлена интересно – она выглядывает из круглой дырочки. Это хуже, чем у Honor 9X, но симпатичнее, чем у большинства других аппаратов с их надоевшими «каплями» по центру дисплея. Еще Honor 9C можно похвалить за приличные объемы памяти – 4 Гбайт оперативной и 64 Гбайт встроенной. Железо тоже приличное – «восьмиядерник» Kirin 710: он встречается и в куда более дорогих смартфонах Huawei и Honor. NFC, наличие трех задних модулей и батарейки на 4000 мАч – все это тоже приятные моменты. Ну и стоит отметить фактор новизны: что аппарат совсем-совсем свежий, его продажи в РФ стартовали 4 мая.
С чем придется смириться
Строго говоря, модель слегка дороговата – ее официальная цена составляет 13 тысяч рублей. Но! В рамках акций ее можно взять и за 11 тысяч, и вот это уже куда ближе к правде. Другое дело, что акции бывают не всегда… В общем, мониторьте спецраздел о распродажах на DGL.ru. Прочие недостатки Honor 9C – HD-экран, порт MicroUSB, корпус из пластика и, конечно, отсутствие сервисов Google. Если купить Honor 9C за 13 тысяч – все это кажется вообще фатальными минусами. Ежели «отхватить» его за 11 – смириться с ними будет куда проще.
Huawei P30 Lite New Edition
Чем хорош этот смартфон кроме 48-мегапиксельной камеры
Вообще это куда более дорогой смартфон, но в последнее время «МегаФон» регулярно продает его за 11-14 тысяч рублей, так что мы решили включить его в подборку. Главные особенности смартфона – гигантские объемы памяти: 6 Гбайт оперативной и 256 Гбайт встроенной. Это много и для аппарата за 18 тысяч (обычная цена модели), а за 11-14 тысяч – и подавно. Также в копилке плюсов – относительная компактность (6,15-дюймовый форм-фактор), Full HD-экран, 20-ваттная быстрая зарядка через порт USB Type-C, стеклянный корпус, NFC. Ну и сервисы Google – для смартфона Huawei это нынче реальный плюс.
С чем придется смириться
Батарейка у смартфона достаточно скромная – на 3340 мАч, а слоты – совмещенные. В общем, скажем так: за 18 тысяч рублей это просто середняк с кучей памяти (и далеко не факт, что этот середняк самый выгодный в своем роде), за 11-14 тысяч – один из самых небезынтересных аппаратов в своем классе.
realme 5 Pro
Чем хорош этот смартфон кроме 48-мегапиксельной камеры
Главным образом чипсетом – Snapdragon 712 несколько мощнее того же Snapdragon 665, который установлен, например, в моделях Xiaomi. С памятью у realme 5 Pro все неплохо: 4 Гбайт оперативной, 128 Гбайт встроенной. Экран – Full HD, задних камер аж четыре штуки. Батарейка имеет емкость 4035 мАч, а насыщать ее предлагается с помощью комплектного 20-ваттного блока.
С чем придется смириться
Корпус у смартфона пластиковый (а стекло в этом классе не редкость – см. выше), поддержка NFC отсутствует. И это весьма странно, учитывая, что в более дешевом realme 5 она есть.
Лучшие смартфоны с камерой 48 мегапикселей
Одним из ключевых направлений развития смартфонов все еще остается камера. Несколько лет назад производители стали увеличивать количество объективов, но сегодня этим никого не удивишь. Новый этап развития – увеличение количества мегапикселей до 48 и более. О смартфонах с камерой 48 Мп речь пойдет ниже.
Еще до появления телефонов с действительно хорошими фотовозможностями среди обывателей укрепилось мнение, что количество мегапикселей – это показатель качества фотографии. Чем их больше, тем фото получается лучше – это стало основным принципом при выборе фотоаппаратов, а позже и смартфонов. Однако не секрет, что количество мегапикселей в большей степени влияет на конечный размер фото. Невольно возникает мысль – а есть ли реальная польза от 48 мегапикселей в камере современного смартфона или это маркетинговый ход.
Современные смартфоны с камерой 48 мегапикселей по умолчанию снимают с разрешением 12 мегапикселей, но объединяют 4 соседних пикселя в один, что увеличивает его размер и дает на выходе качественную картинку даже при плохом освещении. Между тем, снимать можно и с реальным разрешением 48 мегапикселей, но для этого необходимо в настройках камеры сделать соответствующие изменения. Подобное разрешение позволяет получить больше деталей на фото, да и сам снимок имеет больший размер – для последующей обработки это огромный плюс. Важный момент – снимать с разрешением 48 Мп есть смысл при хорошем освещении, а также если фотографии будут просматриваться или обрабатываться на большом экране.
Не стоит забывать, что на качество фотографии влияет не только установленный сенсор, но и процессор, а также его возможности по обработке фото. Иными словами, одинаковый сенсор 48 Мп в дорогом и среднеценовом девайсе будут выдавать разный результат на выходе, а значит бездумно покупать первый попавшийся телефон с подобной камерой смысла нет. Ниже представлены лучшие смартфоны с 48-мегапиксельной камерой.
Сенсоры Samsung для «чайников». Часть 1. Матрицы 48 Мп и 50 Мп
Сегодня гораздо больше людей интересуются технологиями и знаниями в целом, чем раньше.
Еще каких-то 15-20 лет назад технические подробности о вакцинах или сотовой связи волновали только специалистов. А теперь всем нужно понимать принцип работы мРНК-вакцин или механизмы влияния электромагнитного излучения от гаджетов на человека.
Научно-популярные каналы на YouTube собирают миллионы просмотров. Люди могут с неподдельным интересом смотреть длинные ролики о квантовой механике, теории струн или бозоне Хиггса, даже не помня (или вовсе не зная) школьной программы по физике.
Одним словом, сегодня стало модным разбираться во всех вопросах. И это хорошо понимают крупные корпорации.
Если раньше достаточно было упомянуть в рекламе количество мегапикселей, то сегодня нужно обязательно сообщить размер каждого пикселя, вид цветного фильтра и даже уточнить тип изоляции от перекрёстных помех.
Дело дошло до того, что современные пользователи в сети обсуждают не камеру конкретного смартфона, а используемую в нём матрицу.
Сами сенсоры стали отдельным продуктом, который можно продавать, что, собственно, и делают производители, указывая на рекламных страницах своих смартфонов модель установленной в устройстве матрицы.
И это действительно важно. Так как две камеры с идентичным разрешением могут давать совершенно разный результат как по детализации, так и качеству картинки. И проблема может заключаться не в алгоритмах или производителе, а в разных сенсорах.
Но если неискушенный пользователь может легко запутаться даже в линейках смартфонов, то о сенсорах и говорить нечего. Есть буквально несколько популярных матриц, которые в основном у всех на слуху (например, Sony IMX586), а всё остальное — дремучий лес.
В этой небольшой серии статей мы и попробуем немного исправить данную ситуацию, разобравшись со всем модельным рядом фотоматриц от компании Samsung — второго по величине поставщика сенсоров для смартфонов.
И в этой части речь пойдет о матрицах на 48 и 50 мегапикселей.
Предисловие. Или что нужно знать в общем о сенсорах Samsung?
Прежде, чем говорить о конкретных моделях, нужно вкратце разобраться с основными терминами и понятиями.
В конце 2013 года компания Samsung впервые представила технологию под названием ISOCELL. Спустя 4 года это название было зарегистрировано в качестве отдельного бренда, под которым сегодня и выпускаются все сенсоры компании.
Что такое ISOCELL?
Изначально пиксели камеры работали по аналогии с нашими глазами. Свет проходил через линзу (хрусталик глаза), затем через слой металлических проводов (нервы) и в конце попадал на пиксели с цветными фильтрами (колбочки сетчатки).
Называлась эта технология FSI (Front Side Illumination или прямая засветка). Еще в Samsung Galaxy S2 использовалась именно такая матрица.
Затем на смену FSI пришла более совершенная технология под названием BSI (Back Side Illumination или обратная засветка). Теперь все металлические провода и схемы размещались за фотодиодом (светочувствительным элементом пикселя) и больше не блокировали падающий свет:
Но с уменьшением пикселей возникла другая проблема — перекрёстные помехи. Так как фотодиод занимал не всё пространство внутри пикселя, некоторые фотоны могли частично проникать через кремниевую подложку (показана серым цветом на картинке выше) на соседние фотодиоды. Из-за этого искажалась цветопередача, так как, например, «красные» фотоны могли попадать на синие пиксели и т.д.
Для борьбы с этой проблемой и появилась технология ISOCELL (от англ. isolated cell или изолированная ячейка). Суть её заключалась в самом названии. Samsung попыталась полностью изолировать каждый пиксель, разместив перегородки (FDTI) не только между цветными фильтрами, но и вдоль всего пикселя:
Однако эти перегородки сократили полезное пространство внутри пикселя. Поэтому Samsung полностью изменила его внутреннюю структуру, разместив все элементы вертикально, тем самым значительно увеличив коэффициент заполнения (соотношение светочувствительной области к общей площади пикселя).
Эта технология получила название VTG (Vertical Transfer Gate или вертикальный затвор):
Если вам интересно увидеть, как это всё выглядит в реальности, а не на схематических картинках, тогда можно посмотреть на следующий снимок пикселя ISOCELL под микроскопом:
Следующей мишенью разработчиков стали материалы перегородок (FDTI). Изначально в ISOCELL они были сделаны из металла и поглощали часть фотонов, что снижало светочувствительность пикселей.
Потребовалось около 5 лет, чтобы заменить металл. Так в 2018 году появилась технология ISOCELL Plus, в которой использовался новый светоотражающий материал от компании Fujifilm.
Только за счет этого светочувствительность пикселя возросла на 15% и это позволило уменьшить сам пиксель без снижения его эффективности.
Однако часть материала (в основании цветных фильтров) всё еще была металлической. И только в 2021 году Samsung представила пиксели ISOCELL 2.0, в которых окончательно решила проблему с материалами изолятора. Светочувствительность новых пикселей возросла еще на 12%.
Таким образом, при прочих равных пиксели ISOCELL 2.0 более светочувствительны, чем ISOCELL Plus, которые в свою очередь более светочувствительны, чем оригинальные ISOCELL.
Tetracell, Nonacell и ChameleonCell
Практически во всех матрицах Samsung с высоким разрешением (от 40 Мп и выше) используется технология биннинга пикселей.
В классических сенсорах каждый фотодиод накрыт своим цветным фильтром, чтобы записывать не только яркость точки, но и её цвет. В матрицах с высоким разрешением один цветной фильтр накрывает сразу несколько пикселей (фотодиодов).
Матрицы ISOCELL отличаются количеством пикселей, которые объединяются под одним цветным фильтром. В Tetracell каждый цветной светофильтр накрывает 4 пикселя, в Nonacell — 9, а в ChameleonCell — 16 пикселей:
Соответственно, если взять условную 64-Мп матрицу, то количество пикселей на ней в зависимости от технологии биннинга будет разным:
| Технология | Всего пикселей | Цветных «пикселей» |
| Tetracell | 64 млн | 16 млн |
| Nonacell | 64 млн | 7.1 млн |
| ChameleonCell | 64 млн | 4 млн |
Если строить картинку в режиме биннинга (объединения) пикселей, то самое низкое разрешение будет давать ChameleonCell, однако размер пикселей при этом будет самым большим, так как один «виртуальный» пиксель будет состоять из 16 реальных фотодиодов.
Поэтому именно фильтр ChameleonCell будет выдавать самую чистую картинку при плохом освещении, так как в каждом пикселе будет суммироваться электрический сигнал от 16 пикселей. Это значительно увеличивает соотношение сигнал/шум, о чем мы подробно рассказывали в этой статье.
Обратной стороной медали является детализация цветного изображения. Чем больше пикселей объединяется под одним цветным фильтром, тем сложнее придумать алгоритм ремозаики для восстановления цветной картинки в полном разрешении.
В определенных ситуациях восстановить реальный цвет пикселя в матрицах Nonacell и, тем более, ChameleonCell вообще не представляется возможным. Вот наглядный пример такой проблемы в Nonacell:
Слева на календаре все выходные дни выделены красным цветом. Справа на фотографии (использовалась матрица Nonacell) на некоторых участках информация о цвете практически полностью утеряна. Обратите внимание на числа 12, 13 и 27, которые выглядят скорее серыми, чем красными. Да и другие выходные дни окрашены в довольно «грязный» цвет.
Разумеется, этот эффект проявляется только в том случае, если мы снимаем в полном разрешении, то есть, когда алгоритм пытается восстановить оригинальный цвет каждого пикселя.
Если снимать в стандартном режиме, объединяя пиксели в группы, тогда такая проблема автоматически исчезает. Но и разрешение/детализация снимка при этом падает в несколько раз.
Модельный ряд фотоматриц Samsung
Теперь, когда мы разобрались с основными понятиями, рассмотрим модельный ряд фотоматриц от Samsung с высоким разрешением.
Для наглядности размеры некоторых матриц будем сравнивать с большой дюймовой матрицей формата Nikon CX (пока в смартфонах не используются сенсоры таких размеров). Так будет удобнее представлять себе площадь матрицы — один из главных параметров, влияющих на качество снимков.
48-Мп сенсоры ISOCELL GM
Линейка ISOCELL GM — это матрицы с разрешением 48 мегапикселей, используемые как в бюджетных, так и средне-бюджетных смартфонах. На текущий момент линейка представлена тремя сенсорами:
Матрица ISOCELL GM1 (S5KGM1)
Вот как выглядит этот сенсор в сравнении с крупным дюймовым сенсором Nikon CX:
Здесь под одним цветным фильтром размещаются 4 пикселя ISOCELL Plus с улучшенными материалами перегородок. Но в фильтрах всё еще присутствует металл, частично поглощающий фотоны.
Данная матрица не способна делать фотографии в полном разрешении. При попытке сделать 48-Мп фото, сенсор всегда выдает 12-Мп снимок, который затем программно растягивается в 4 раза до 48 мегапикселей. Соответственно, режим 48 Мп на этом сенсоре совершенно бесполезен.
Для фокусировки используются специальные фокусировочные пиксели PDAF, разбросанные по матрице. Они не участвуют в захвате изображения, поэтому их немного, чтобы не портить качество снимков.
Автофокус работает неплохо при хорошем освещении и очень плохо при недостаточном свете. Связано это не только с количеством фокусировочных пикселей, но и их типом (см. описание следующей матрицы).
Стандартный алгоритм работы ISOCELL GM1 выглядит следующим образом. Сигнал с 4 маленьких (0.8 мкм) пикселей объединяется в субпиксели 1.6 мкм, тем самым имитируя 12-Мп сенсор. Но так как для восстановления оригинального цвета нужны 4 субпикселя разных цветов, на выходе получается 3-Мп полноцветный снимок, который алгоритм ремозаики превращает в 12-Мп фото:
Формально, 48-Мп сенсор ISOCELL GM1 выдает полноцветное изображение с разрешением 3 мегапикселя (как и любая 12-Мп матрица, например, iPhone 12 Pro). А затем при помощи математики и алгоритмов мы получаем 12 мегапикселей.
Если говорить в целом, то GM1 — это наименее качественная матрица в модельном ряду. Здесь нет и половины тех технологий и интересных решений, которые используются в других сенсорах.
Популярные смартфоны с ISOCELL GM1:
Матрица ISOCELL GM2 (S5KGM2)
Это вторая модель в линейке 48-Мп матриц ISOCELL GM, которая унаследовала многие характеристики предыдущего сенсора. Здесь те же пиксели ISOCELL Plus размером 0.8 мкм, такая же площадь сенсора и аналогичный светофильтр Tetracell.
В новой матрице вдвое возросло аналоговое усиление сигнала при съемке в режиме 12 Мп.
Дело в том, что светочувствительность матрицы (ISO) можно поднимать как на программном, так и аппаратном уровне. Если сигнал уже прошел аналого-цифровое преобразование (то есть, фотоны света превратились в электроны, а электроны — в единицы и нули), то, увеличивая светочувствительность «камеры», мы увеличиваем и количество шумов, появившихся на снимке в результате оцифровки сигнала.
Аналоговое усиление позволяет усилить сигнал еще до оцифровки. Соответственно, сенсор GM2 может выдать более качественные фотографии при плохом освещении (меньше шумов, выше яркость).
Также в ISOCELL GM2 впервые появилась возможность выдавать снимки в полном разрешении (48 Мп). То есть, процесс ремозаики на этой матрице выглядит следующим образом:
Обратите внимание на первый этап ремозаики. Под одним цветным фильтром находятся 4 пикселя, но затем матрица выглядит так, будто над каждым отдельным 0.8-мкм пикселем появился свой собственный цветной фильтр. О том, как это происходит, мы рассказывали здесь.
Так как новый сенсор позволяет работать с каждым отдельным пикселем, а не группами по четыре, здесь впервые появилась поддержка новой технологии HDR под названием Real-Time HDR.
Раньше для того, чтобы получить детали как в самых темных, так и самых ярких участках на снимке, нужно было делать несколько фотографий с разной выдержкой, а затем склеивать их в один кадр.
Главный недостаток такого решения — смазанные участки на фото, так как между каждым кадром сама сцена могла немного меняться.
В ISOCELL GM2 каждый из четырех пикселей в группе позволяет снимать со своей выдержкой. В результате матрица может одним кадром захватывать как самые темные, так и самые светлые участки:
Похожая технология была и до того, как пиксели стали объединять в группы (об этом мы поговорим во второй части). Но так как раньше пиксели одного цвета находились гораздо дальше друг от друга, качество HDR оставляло желать лучшего.
Последним значительным улучшением стала новая система фокусировки — Super-PD. В первой модели GM1 использовались специальные фокусировочные пиксели с металлическим перекрытием (PDAF).
Принцип работы PDAF основан на сравнении света, который падает на матрицу с левой и правой частей объектива. Для того, чтобы получить такой свет, на матрице размещаются специальные пиксели, у которых перекрыта одна половина. Из-за этого они собирают только часть света — каждый со своей стороны линзы:
Повторюсь, эти прозрачные пиксели (над ними не устанавливаются цветные фильтры) с перекрытой стороной не участвуют в процессе съемки и занимают полезное пространство.
Более того, металлическое перекрытие (показано черным цветом на картинке выше) значительно ухудшает светочувствительность таких пикселей, из-за чего страдает автофокус при плохом освещении.
В обновленном сенсоре GM2 убрали пиксели с перекрытием (PDAF) и просто разместили над парой обычных пикселей специальные микролинзы, которые фокусируют свет с каждой стороны объектива на соответствующий пиксель.
Это заметно улучшило светочувствительность, качество и скорость работы автофокуса.
Как видим, в новой матрице Samsung использовала больше интересных разработок, чем в оригинальной GM1.
Популярные смартфоны с матрицей ISOCELL GM2:
Матрица ISOCELL GM5 (S5KGM5)
Samsung пропустила два поколения и после ISOCELL GM2 представила сразу ISOCELL GM5. Эта матрица кардинально отличается от двух предыдущих. Чтобы в этом убедиться, достаточно лишь взглянуть на неё (на картинке справа):
Из-за уменьшенных до 0.7-мкм пикселей площадь новой матрицы сократилась на 22%. Разумеется, это негативно сказалось на светочувствительности сенсора. Кроме того, аналоговое усиление сигнала вернулось на уровень первой модели — ISOCELL GM1, то есть, стало вдвое ниже показателей GM2.
Чтобы как-то компенсировать эти недостатки, Samsung использовала новые пиксели ISOCELL 2.0. Но это незначительное улучшение не сделало матрицу более светосильной относительно предыдущей.
В чем же смысл новой модели?
К сожалению, матрица ISOCELL GM5 создавалась с прицелом на удобство, а не качество. Как известно, при сокращении размеров матрицы сокращается и фокусное расстояние объектива. Соответственно, модуль камеры занимает меньше места как по ширине, так и высоте:
В результате производитель может использовать дополнительное пространство по своему усмотрению, например, выпустив более тонкий смартфон или убрав выступающий блок камер.
ISOCELL GM5 использует систему фокусировки Super-PD от модели ISOCELL GM2, а также умеет выдавать снимки в полном разрешении.
Одним из нововведений в GM5 стал новый режим HDR под названием Staggered HDR (поэтапный HDR). Фактически в такой матрице работает сразу несколько затворов, которые проходят последовательно по матрице один за другим и сканируют один и тот же кадр с разной выдержкой.
По сравнению с традиционной технологией HDR, при которой смартфон делает несколько отдельных снимков, каждый раз построчно сканируя матрицу от начала до конца, Staggered HDR позволяет сократить время между созданием серии снимков с разной экспозицией. Так как в этом случае сенсор не дожидается окончания считывания, чтобы запустить новый этап экспозиции.
Соответственно, матрица способна выдавать более четкие HDR-снимки с меньшим размытием движущихся объектов. Также эта технология позволяет снимать HDR-видео в высоком разрешении с высокой частотой кадров и даже немного снижает энергопотребление сенсора.
Но несмотря на ряд интересных решений, с точки зрения физики матрица ISOCELL GM5 стала шагом назад в сравнении с GM2.
Что касается смартфонов, на момент написания этих строк на рынке еще нет устройств с этой матрицей.
50-Мп сенсоры ISOCELL GN
Линейка ISOCELL GN — это в основном большие качественные матрицы с крупными пикселями, которые предназначены для камерофонов, зачастую занимающих верхние строчки рейтинга DxOMark (стоит ли доверять этим рейтингам — отдельный вопрос).
На текущий момент линейка также представлена тремя сенсорами:
Матрица ISOCELL GN1 (S5KGN1)
Первое, что бросается в глаза — это, конечно же, размеры новой матрицы (по центру):
По сравнению с 48-Мп матрицей ISOCELL GM5 разрешение ISOCELL GN1 выросло всего на 25%, тогда как площадь сенсора — в 3 раза!
Так как сенсор GN1 был выпущен еще в 2020 году, здесь используются пиксели ISOCELL Plus. Напомню, технология ISOCELL 2.0 появилась только в 2021 году. Но размер пикселей (1.2 мкм) с лихвой компенсирует отсутствие более эффективных материалов изоляции.
Фильтр Tetracell всё также объединяет пиксели в группы по четыре, выдавая картинку с разрешением 12.5 Мп, но матрица легко может снимать и в полном разрешении.
При съемке в режиме 50 Мп уровень аналогового усиления сигнала такой же, как на ISOCELL GM1. Но если снимать в режиме биннинга пикселей (12.5 Мп), уровень аналогового усиления возрастает в 4 раза.
Всё это позволяет делать очень чистые снимки даже при плохом освещении. Матрица GN1 стала одной из самых светочувствительных на момент выхода.
Что касается режима HDR, здесь поддерживается технология Real-Time HDR как в ISOCELL GM2 (четыре пикселя снимают с разной выдержкой).
Но система автофокуса изменилась. ISOCELL GN1 — это первая матрица высокого разрешения с системой фокусировки Dual-PD.
Здесь нет отдельных фокусировочных пикселей, как во всех сенсорах линейки ISOCELL GM. Вместо этого каждый пиксель используется как для фокусировки, так и получения изображения.
Мы подробно рассказывали о том, как именно работает аналогичная технология на 12-Мп матрицах. Здесь лишь уточню, что в каждом из 50 млн пикселей размещаются по 2 фотодиода, каждый из которых улавливает свет только с левой или правой части объектива.
Фактически матрица состоит из 100 млн светочувствительных элементов, которые группируются в каждом пикселе по два, а эти пиксели в свою очередь еще объединяются в группы по четыре под одним цветным светофильтром.
Главный недостаток GN1 (как и его преимущество) заключается в размерах сенсора. Для производителя такой размер — это настоящий кошмар. Для того, чтобы уместить большой датчик в корпус привычного размера, нужно заново проектировать схемы и их расположение. Или же нужно жертвовать емкостью аккумулятора, толщиной корпуса или высотой выступающего блока камер.
Но вместо того, чтобы пойти на поводу у производителей, постоянно требующих более компактные сенсоры, Samsung выпустила новую версию этой матрицы — GN2.
Популярные смартфоны с матрицей ISOCELL GN1:
Матрица ISOCELL GN2 (S5KGN2)
Это тот редкий случай, когда буквально каждая характеристика предыдущей успешной модели только улучшается.
В новом сенсоре ISOCELL GN2 используются еще более крупные пиксели ISOCELL Plus — 1.4 мкм, из-за чего площадь всей матрицы увеличилась на треть по сравнению с предыдущим большим сенсором.
На текущий момент ISOCELL GN2 является самой крупной мобильной фото-матрицей на рынке, которая практически догнала дюймовый сенсор Nikon CX:
Это довольно смелое решение, так как не каждый производитель решится на установку такого крупного сенсора в свой флагман. Даже Samsung не использовала эту матрицу ни в одном из своих смартфонов, несмотря на то, что это лучший сенсор в портфолио компании.
Для наглядности сравните 50-Мп сенсор ISOCELL GN2 со 108-мегапиксельной матрицей Samsung Galaxy S21 Ultra:
Новая модель имеет тот же фильтр Tetracell и умеет снимать как в режиме биннинга пикселей (12.5 Мп), так и в полном разрешении (50 Мп).
Для расширенного динамического диапазона используется новая технология Staggered HDR, позаимствованная у сенсора ISOCELL GM5.
Новая модель унаследовала тип фокусировки от предыдущей, то есть, внутри каждого пикселя размещаются 2 фотодиода (всего 100 млн светочувствительных элементов на матрице).
Но если в GN1 эти пиксели собирали свет с противоположных сторон объектива по горизонтали, то в обновленной технологии Dual Pixel Pro используется два типа пикселей: одни «делят объектив» по горизонтали, а другие — по диагонали и могут сравнивать свет также с верхней и нижней частей объектива.
Скорость и качество автофокуса улучшилось не только за счет этой технологии, но и за счет более светосильной матрицы.
Также в ISOCELL GN2 впервые появился новый режим усиления сигнала (повышения светочувствительности) под названием Smart-ISO Pro.
Во всех предыдущих сенсорах повышение светочувствительности матрицы работало следующим образом. Сенсор автоматически оценивал условия внешнего освещения и соответствующим образом усиливал аналоговый сигнал до оцифровки. Такой режим получил маркетинговое название Smart-ISO.
Здесь же усиление работает совершенно по-другому. Камера оценивает внешнее освещение и подбирает уровень усиления так, чтобы получить информацию в самых темных участках кадра. Затем вся матрица считывается одновременно в двух режимах — без усиления (без поднятия светочувствительности) и с подобранным усилением.
В итоге процессор получает два кадра, которые затем склеиваются в один. Таким образом, камера избавляется от шумов и еще лучше прорисовывает детали как в тенях, так и светлых участках.
Важно понимать отличие Smart-ISO Pro от обычного HDR. В первом случае сенсор физически делает только одну экспозицию, а затем считывает матрицу в двух режимах усиления. То есть, на кадре не может быть никакого размытия, вызванного движением камеры или рук в момент съемки нескольких кадров, так как кадр всего один.
К сожалению, на текущий момент сенсор ISOCELL GN2 используется эксклюзивно во флагманских камерофонах от Xiaomi (Mi 11 Ultra и Mi 11 Pro).
Матрица ISOCELL GN5 (S5KGN5)
Эту матрицу компания сделала по проверенному рецепту. Даже порядковый номер совпадает с аналогичной моделью из линейки GN.
Новая 50-Мп матрица под названием GN5 в плане качества фото стала шагом назад. При её разработке Samsung преследовала ту же цель — сокращение габаритов ценой качества.
Здесь используются уменьшенные до 1 микрометра пиксели с улучшенной светосилой ISOCELL 2.0. За счет уменьшения пикселя площадь сенсора также заметно сократилась и новая матрица стала самой миниатюрной в линейке:
Помимо обновленных пикселей ISOCELL 2.0, здесь используются аналогичные предыдущей модели технологии: система фокусировки Dual Pixel Pro, режим усиления сигнала Smart-ISO Pro и режим повышения динамического диапазона Staggered HDR.
Несмотря на то, что в плане качества ISOCELL GN5 стала худшей матрицей в линейке, она превосходит любой сенсор ISOCELL GM.
Пока на рынке нет смартфонов с этим сенсором.
В следующей части мы рассмотрим все сенсоры Samsung с разрешением 64 и 108 мегапикселей.
В завершение хочу сказать еще одну важную деталь. Матрица оказывает колоссальное влияние на качество съемки, но есть и другие не менее важные параметры. Даже самая лучшая матрица может выдавать плохие снимки при использовании некачественного объектива.
Также производитель может устанавливать не очень светосильные объективы, тем самым нивелируя преимущества матрицы.
Кроме того, многие функции (например, Staggered HDR) зависят не только от сенсора, но и чипсета смартфона, а именно его ISP (процессора обработки изображений). Хороший камерофон — это совокупность характеристик разных компонентов. Поэтому два смартфона даже с одинаковыми матрицами могут давать разное качество снимков.
Алексей, главред Deep-Review
P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на первый научно-популярный сайт о мобильных технологиях — Deep-Review, чтобы не пропустить очень интересные материалы, которые мы сейчас готовим!
Как бы вы оценили эту статью?
Нажмите на звездочку для оценки
Внизу страницы есть комментарии.
Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!
Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?