Kategória: Képérzékelő

Bemutatkozott az ISOCELL GNK szenzor, amely 50MP-en 8K videózásra is hivatott

A Samsung ősszel szokta leleplezni minden fontosabb fejlesztését. Szoftveresen fronton ilyen az következő generációs One UI felület; hardveresről pedig lehetne emlegetni a processzorait, valamint képérzékelőit. A legújabb szenzorjuk az ISOCELL GNK elnevezést kapta, amely tulajdonképpen az ISOCELL GN1 továbbfejlesztése lett. Ha az elmúlt évek trendjét vesszük alapul, akkor kijelenthető, hogy a gyártó inkább a pixelszám megnövekedésében látja a jövőképet, hiszen a pixelek összevonásával – amelybe a mesterséges intelligencia is besegít – javulhat a képminőség akkor is, ha nincs megfelelő fényi adottság. Ahogy szokták mondani: verőfényes napsütésben bárki tud jó fotókat készíteni, bár azért ebbe bele tudnék kötni.

Amiben megtartották az előd vonásait, az nem más, minthogy maradt az 50MP-es maximális felbontás (8.160×6.144px), a szenzornak az 1/1.3 inches mérete, valamint az 1.2 μm-es pixelméret. A jól bevált duál Tetrapixel RGB technológiát se mellőzték a felhozatalból; azaz alapjaira tekintve ténylegesen egy továbbfejlesztésről beszélhetünk, nem pedig egy új irányról, amivel megpróbálkoznának teret hóditani.

A legfontosabb változást a videózásnál kapjuk meg. Míg a GN1 max. 1080P minőségben volt képest mozgótartalmat rögzíteni, bár azt 240fps mellett; addig az utód már támogatja a sokak által igényelt 8K-t. Azt azért előre vetíteném, hogy mindezt 30fps-sel tudja elénk tárni. Nem rossz az sem, hiszen az ISOCELL HP3 szenzor se volt képes 200MP társaságában nagyon frame per sec.-es értékre. Nyilván, manapság nincs még elterjedve ez a felbontás, a korlátjai révén, viszont 4K-ban 120fps-sel tisztességes végeredményt kapunk vissza, míg Full HD-ban 240fps-ig lehet felskálázni. Utóbbi a lassítós videók gyártásánál válhat előnyünkre.

Nem csak a mozgótartalom gyártóknak kedvez a képalkotó-szenzor, hanem azoknak is, akik mélységébe merülnének el a minőségi képek készítésében. Szó szerint! Számukra mindenképpen kecsegtető a nyers (RAW) formátum használata, amelyet az eddigi 8 és 10 bites bitmélység mellett immáron 12-ben és 14-ben is igénybe vehetünk. Érdekességképpen említeném meg, hogy utóbbinál ez 16.384 szintű tónusinformációt rejt magában. Ha pedig ez magas érték, akkor a dinamika tartományban is mutatkozni fog. A gyorssaság se utolsó szempont, melyért a Dual Pixel Pro autófókusz felel. Segítségével csökken a fókuszálási idő, így hamar kerül lencsevégre az akár gyorsabban mozgó alanyunk.

A képek részletgazdagsága érdekében számos funkciót vetnek be, mint pl.: a rétegezett HDR-t vagy a Smart ISO Pro-t. Utóbbi már két éve a köztudatba épül, lényege pedig abban merülne ki, hogy a fixált konverzió elhagyásával mind a magas, mind az alacsony ISO üzemmódban készül fotó, amely a mesterséges intelligencia és a processzor felhasználásával összedolgozásra kerül. Végeredménye egy mindenhol tökéletes fénytartományban lévő alkotás lesz.

Az 1.7-es fényértékkel rendelkező szenzor legelőször nem Samsung készülékben ütötte fel a fejét, hanem a Google-féle Pixel8-szériában, hiszen mind az alapmodellben, mind pedig a Pro-ban ez dolgozik főérzékelőként. Egyes források tippje szerint, nincs kizárva, hogy a dél-koreai gyártó a jövő év elején megjelenő Galaxy S24-sorozat két alapváltozatába szánhatja, bár ez egyelőre nem nyert megerősítést.

Az ISOCELL Zoom Anyplace hozhatja el a videózás újabb korszakát?!

2021-ben a Samsung Electronics leleplezte a 200MP-es képalkotóját. Már a Galaxy S21 Ultra-nál alkalmazott 108MP-es képérzékelőt se lehetett kicsinek tekinteni, viszont a Galaxy S23 Ultra-ban debütált ISOCELL HP2 bebizonyította, hogy az innováció területén nincs megállás a dél-koreaiaknál. Nem csak a szenzorral hoztak újdonságokat, hanem számos más fejlesztésekkel is, amelyek a képek készítésében vagy éppen a videózásban juttathatják előnyhöz a felhasználókat. Gondolok itt a Tetra² pixel technológia alkalmazására, de hozhatnám simán példaként a Dual-VTG-t.

A napokban publikálta a címsorban említett Zoom Anyplace megoldást, amit tekinthetünk a legújabb videó funkciójuknak, amit vélhetően majd a Galaxy S24 Ultra 5G készülékben fognak végérvényesen leleplezni – majd később frissítés formájában más, arra alkalmas modellnek tovább osztani. Nos, de milyen problémára hozhat megoldást egy az új feature?

Dióhéjban kellene összefoglalnom, akkor nagyjából ennyit írnék: a funkció segítségével egyidejűleg van lehetőségünk 4K felbontás kíséretében 4x-es zoomban, illetve 1x-es alaptartományban filmezni; mindezt úgy, hogy egyik sem megy a másik kárára.

Ismerős lehet ez a funkció valahonnan? Egyes csúcskategóriás készülékekben jelen van az „automatikus követőfókusz”, mint lehetőség a videózásnál. Ennek a lényege, ha mondjuk egy adott személyt szeretnénk lefilmezni, aki mozgásban van, viszont a készülékünk látótartományán belül, akkor mindezt elvégzi a szoftver helyettünk, viszont ennek ára van, mert alacsonyabb minőségben kapjuk meg a végeredményt. Másrészről, hiába követi le a személyt, ha netán más jelenet kellene, akkor arról elképzelhetően lemaradtunk. Van egy másik ötletes videózáshoz kapcsolód feature, a Rendezői nézet, viszont ott sincs jelen az egyidejűség.

A Zoom Anyplace lényege abban merülne ki, hogy a 200MP-es képérzékelőt összekapcsolják a Qualcomm AI motorjával, melynek következtében kiszélesednek a lehetőségeink. Míg eddig a felhasználó csak egy adott mozgó témára összpontosíthatott, addig mostantól ugyanúgy mehet erre a fókusz, ám más jelenetek is ugyanúgy megörökítésre kerülnek minőségromlás nélkül, azaz nettó 4K felbontásban.

A Samsung szerint a teljes képernyős, valamint a közeli felvételek egyidejű készítésének képessége felszabadíthatja a kreatív potenciált, ezáltal az alkotni vágyók több szögből filmezhetnek, ráadásul szabadabban és dinamikusabban. Még akkor is, ha a kívánt téma a képernyő szélén helyezkedik el. Ezzel az újdonsággal a felhasználóknak lehetőséget biztosítanak a tetszés szerint történő nagyításra, kicsinyítésre.

A nagyított résznél történő 4K felvétel megőrzéséhez a re-mosaic technológiát szintén alkalmazzák, így az érzékelő megtarthatja az eredeti 12.5MP felbontást, ezáltal pedig sokkal élesebb mozgófelvételek készülhetnek. Régebben a 3x-os, vagy nagyobb zoomolásnál a széles objektívről telére történt a váltás, viszont ezáltal csökkent a képminőség, illetve módosult a szög. A jelenlegi 200MP-es széles kamera azonban zökkenőmentesen szállít akár 4-szeres nagyítást anélkül, hogy minőségromlást okozna.

A bemutatkozó videóban (lásd fent) a nyolcadik másodpercnél feltűnik a Qualcomm-féle Snapdragon 8 Gen 3 chipsetje, ami vélhetően szükséges lesz a funkció alkalmazásához. Nem zárnánk ki annak lehetőségét, hogy a Galaxy S23 Ultra 5G is megkapja az újdonságot, viszont, ha a jelenlegi szivárgásokat vesszük alapul, akkor az utódba egy továbbfejlesztett főszenzor kerül, azaz nem az ISOCELL HP2, hanem a HP2SX – bárhogy miben újult meg, azt egyelőre nem tudni.

Bemutatkozott az ISOCELL HP2 szenzor, amely már 200MP-en dolgozik

Most előttem vannak azok az idők, amikor a Samsung azzal érvelt, hogy nem a megapixel számon múlik egy fotó minősége! – Szerintem sokakban ezek a gondolatok felmerülnek a címsort olvasva, és költői módon visszakérdeznek, hogy akkor mégis mi értelme 12MP-ről felemelni 108MP-re, majd 200MP-re egy főkamera-érzékelőt?! Teljesen jogos a kérdőjel az emberek fejében, ám mindenre van magyarázat; erre a tényre is, azonban egy kicsit messzebbről kell elindulnunk, hogy megértsük lépéseiket.

Az ISOCELL HP2 egyik kreatív fotója.
**Forrás**: Samsung

Ugorjunk vissza az időben 2021 szeptemberébe, amikor is a Samsung leleplezte az ISOCELL HP1 névre hallgató első 200MP-es érzékelőjét. (Érdekességképp említeném meg, hogy a dél-koreai tech-óriás a Xiaomival közösen fejlesztette!) Elképesztő, hogy nagyjából másfél év alatt gyártásba helyezték azt a képalkotó modult, amivel akár jó eséllyel felkerülhet a DXOMark ranglistájának TOP10-ébe. Mindenképpen fontosnak tartom kiemelni, hogy a HP-család több tagból tevődik össze, ám a Samsung készülékeibe a HP2-re keresztelt variáns kerül. Merthogy létezik:

ISOCELL HP1 – 200MP, 0.64µm, 1/1.22″, 10bit / Tetra²pixel RGB Bayer minta
ISOCELL HP2 – 200MP, 0.60µm, 1/1.3″, 10bit / Tetra²pixel RGB Bayer minta
ISOCELL HP3 – 200MP, 0.56µm, 1/1.4″, 10bit / Tetra²pixel RGB Bayer minta
ISOCELL HPX – 200MP, 0.56µm, 1/1.4″

Az ISOCELL HP2 méret ügyileg kisebb lett, mint a HP1. Ez azért valahol egy szívfájdalom, ugyanis minél nagyobb egy képérzékelő, annál magasabb minőséget lehet végtermékként kisajtolni. Az öröm az ürömben viszont legalább az, hogy a HP3 és a Xiaomi által mellékágon továbbfejlesztett HPX még ennél is kisebb, hiszen 1/1.4 hüvelykes, nem pedig 1/1.3 colos. Természetesen a piacot követő fanok tisztába vannak azon ténnyel is, hogy már léteznek 1 coll átmérővel rendelkező okostelefonok, a Xiaomi 12S Ultra, ám ott se teljesen igaz az, amit a gyártó reklámoz – szóval ne folyunk bele a kisebb, ám fontosabb méretháborúba.

*A pixelösszevonások eredményei.*
**Forrás**: Samsung

A Galaxy S23 Ultra 5G-ben debütáló szenzor 0.6 mikronos pixelméterrel képes képet alkotni, mindezt natív felbontásban, azonban erre eléggé kevés alkalommal lesz lehetőségünk, mert az esetek többségében pixelösszevonás(ok akár többszöri) alkalmazásával dolgozik. Ezáltal két eset állhat fenn, az elsőnél 1.2 mikronos pixelméretként dolgozhat, végeredményben pedig 50MP-re redukálja le a 200MP-t a tetra binning technológiával; másodiknál ugyanúgy a tetra binninget használja a már alkalmazott 50MP-re, melynek köszönhetően 2.4 mikronra növekszik, ám 12.5MP-re csökken a teljes felbontás. Utóbbi a gyengébb fényi adottságokkor élesedik, és a gyártó ezt a technológiát hívja Tetra²pixelként, hiszen 4 x 4, azaz 16 pixel összevonását eredményezi a végtermék.

A magas felbontás (16.384 x 12,288px) nem csak fotózáskor lesz hasznunkra, hanem videózásnál is. A képérzékelő támogatja a 8K Ultra HD videórögzítést, amelyet immáron 30fps-sel vihetünk végbe – a korábbi 24fps helyett, amelyre a Galaxy S22 Ultra 5G volt képes. A magasabb minőségű mozgófelvételből bármikor kifotózhatunk 33MP-nek megfelelő képeket, így nem kell attól tartanunk, hogy nem készült fotó a rögzített eseményről. Ugyanúgy megvan az élesség, a dinamika.

*A nagy felbontás és a pixelösszevonás végeredménye.*
**Forrás**: Samsung

A túlexponálás kiküszöbölésére a Dual Vertical Transfer Gate (D-VTG) technológiát vetik be, amellyel 33%-kal javítanak az arányaikon. Ez mondjuk akkor jöhet jól, hogy a fotózott tartalomnál feltűnik egy erősebb fényforrás, ami kiégést eredmény. A D-VTG lényege, hogy minden pixelnél dupla feszültségátvivő-kapu található, mellyel a szenzor felé hatékonyabban transferelődik át az elektron. Ezáltal nem csak jobb vezetési hatásfokkal rendelkezik, hanem jobban meg tudja növelni a töltés potenciálkülönbséget, ezáltal növelve a PD maximális elektronszámát.

A Single-VTG-hez képest, ahol a 6.250 elektront emlegetünk a Dual-VTG-nél 9.202 elektront tart számon a gyártó. Egyébként érdekességként említeném meg, hogy az IEEE papírja szerint, a HP2 egy pixelre eső teljes mélysége 10.000 elektron.

A kiváló HDR fotó és képi anyag érdekében a Samsung elsőként veti be a Dual Slope Gain (DSG) elképzelését, amelynek lényege, hogy 50MP-es fotó módban is képes a kamera HDR-ben rögzíteni; köszönhetően annak, hogy külön tudja választani a magas és az alacsony tartomány pixelösszevonásnál is. A szakma egyébként „kettős konverziós nyereség” jelzővel is illeti. Nemmellesleg, a Samsung tarsolyában van egy olyan technológia, amelyben három kondenzátor játszik, három erősítésű TCG-t, azaz a magas és az alacsony mellett egy közepes tartomány megkülönböztetésére szintén képes – ám ez az ISOCELL HP2-ben nem került beépítésre.

A szakma a HP2-t megfelelő iránynak tekinti a mobil fotózásnál. Szerintük sem arról van szó, hogy dél-koreai brand a pixelszámmal akarna hencegni, hanem inkább arról, hogy a szenzor „függőleges” fejlesztését választotta, aminek esélye van felvenni a versenyt az 1 coll-os érzékelőkkel – pláne, ha megfelelő rekesznyílás társul mellé. A magas pixelszám előnye az összevonásban mutatkozik meg. A Samsung elképzelését azért tartják jó útnak, mert kisebb az áthallás a kis pixel falaknál, és jobban segíti a részletek visszaállítását a mögé írt algoritmussal.

Zárószóként, még néhány kulcsszót emelnék ki, hiszen a Smart ISO Pro eljárásnak köszönhetően képes a kamera 4K@60fps videózása mellett 12.5MP-es fotók egyidejű készítésére. A Super QPD-vel pedig mind a teljes maximális MP-tartományban élességet talál a képalkotó. Gyenge fényi adottságok mellett a HP2 automatikus élességállításra képes általa. A gazdagabb mintaadatokból és a rengeteg referenciapontból eredően: az új szenzon gyors autofókuszálára képes.

Összetettség jellemzi a Smart-ISO Pro technológiát

Nem árulok el nagy titkot azzal, hogy az emberek túlnyomó része már csak az okostelefonját használja élete pillanatainak megörökítésére. Nem is csoda, hogy az okostelefon-gyártók mindent megtesznek annak érdekében, hogy a készülékeik funkcióival és hardverjeivel fogják meg az érdeklődőiket. Az évek során számtalan meghatározó fejlesztést dobtak a piacra, amikre büszkék lehetnek – többek között tavaly a 108MP-es érzékelőt, amit a Xiaomi-val közösen fejlesztettek ki. Számomra a DualPixel technológia az, amivel feltették anno az ‘i’-re a pontot, mert sokkal gyorsabban és pontosabban találtak általa fókuszpontot.

2021-ben is előálltak valami újjal. Az alapprobléma, miszerint a túlvilágos és a túlsötét részek elveszhetnek egy adott fotón, még mindig fejtörést okozott a fejlesztőknek. A HDR technológia arra hivatott, hogy a két tartományt közös nevezőre hozzák, és mindegyikből a leghasznosabb részeket emelje ki. A felhasználó nem sokat érzékel mind ebből; maximum annyit, hogy pár milliszekundummal növekedett az elkészítést ideje. A Samsung fejlesztői azonban a Galaxy S21-nél emeltek a színvonalon, és elérték azt, hogy a hardvert tökéletes szoftver társaságában tálalják, s ezáltal meglegyen az átütő hatás.

*Alacsonyabb és magasabb fényérzékenység összedolgozása.*
**Forrás**: Samsung

A Samsung mérnökei egy innovatív megoldást tálalnak elénk Smart-ISO Pro elnevezéssel, aminél nem csak a szenzor egy fontos alappillért, hanem a mesterséges intelligencia és a processzor terhelhetőség is.

Mint említettem, az alapproblémát a különféle fényhatások jelentik. Képzeljük el, hogy verőfényes napsütésben a Margit hídon álltok, mert le szeretnétek magatok és a háttérben lévő látképet fotóztatni. Egy átlagos okostelefonnál vagy a háttér részletei vesznének el, szakzsargonnal élve: égnének ki; vagy pedig az előtérben lévő önmagunk lenne túlságosan sötét, ha a háttérhez mérjük a fényviszonyokat. Azt gondolhatnánk, hogy megfelelő fényi adottságnál nincs fejfájás, pedig ott sincs egyszerűbb helyzetben a készülékünk képalkotója, mint amikor egy alapból sötétebb témánál kellene helytállnia.

Istenigazából alapproblémát nem a fényhatás jelenti, hanem a fixált konverzió. A Smart-ISO PRO lényege abban merülne ki, hogy tiszta képek készüljenek különböző világítási helyzetekben is. A megoldást a fixált konverzió elhagyása jelenti, ugyanis mind magas, mind alacsony ISO üzemmódban is képes dolgozni a feldolgozó.

A videóban elmagyarázzák a működést!

Ha a fényi adottságok zordabbak, akkor magasabb ISO módra vált, hogy a fényt feszültséggé alakítva nagyobb konverziós nyereséggel több részletet tudjon kiolvasni, s ezáltal csökkentse a kép zaját. Az alacsonyabb ISO mód akkor jön jól, amikor egyes pixeleknek a kapacitását maximalizálni szeretnénk, megakadályozva általa a túltelítettséget. Utóbbival javításra kerül a színreprodukció a felvétel világosabb zónáiban.

A Samsung mérnökei a konverziós nyereség két szintjét egyetlen képérzékelővé egyesítették, mellyel a dinamika tartomány jelentősen javult. A végeredménye lett tulajdonképpen a Smart-ISO Pro HDR, hiszen a kettő (vagy több) kép összedolgozásával tökéletes fotók készülhetnek. Mellesleg a Galaxy S21 termékcsalád a Galaxy-k történelmében az első, ami képes 12 bites RAW képek elkészítésére, amivel akár 687 milliárd szín tárolására képes. Ez 10x több, mint a 10 bites, ami a Galaxy S20-akban volt jelen 2020-ban.

Nemsokára elhozok egy tesztet, hogy miként állt helyt a Galaxy S21 Ultra 5G egy 6.000 dolláros Canon fényképezőgép ellen, addig emésszétek, milyen jó dolgot dobtak piacra, amiről alig esett szó az Unpacked eventen.