فناوری ترکیب پیکسلی (Pixel Binning) گوشی‌های موبایل چگونه کار می‌کند؟

در این مقاله به امکان گروه بندی پیکسل در عکاسی با موبایل می پردازیم. این فناوری چیست و چگونه کار می کند؟

بسیاری از گوشی های هوشمند این روزها با سیستم دوربین پیشرفته عرضه می شوند. اما به هیچ وجه این آینده نگری تنها به اندازه سنسور آنها محدود نمی شود. بیشتر کارهایی که باعث می شود یک گوشی از نظر عکاسی عملکرد خوبی داشته باشد، در پشت صحنه اتفاق می افتد. شما در واقع نمی توانید آنها را ببینید، اما آنها تاثیر قابل توجهی در بهبود کیفیت تصاویر دارند. یکی از این موارد، فناوری ترکیب پیکسل ها است که در لاتین Pixel Binning نامیده می شود.

اگر از طرفداران محصولات سامسونگ هستید و اخیرا اخبار مربوط به این شرکت را دنبال کرده اید، احتمالاً با اصطلاح nona-binning یا Adaptive Pixel برخورد کرده اید. عبارتی که در واقع به همان ترکیب پیکسل ها اشاره دارد و باعث می شود عملکرد گوشی در شرایطی که نور محیط مطلوب نیست بهبود چشمگیری پیدا کند. اما آیا واقعا این اتفاق می افتد؟ در این مقاله تصمیم داریم به بررسی این فناوری و تاثیر آن بر عکاسی با موبایل بپردازیم.

چرا دوربین های گوشی های هوشمند از فناوری ترکیب پیکسل استفاده می کنند؟

ترکیب پیکسلی

قبل از توضیح فناوری ذکر شده و نحوه عملکرد آن، باید ببینیم که چرا چنین ویژگی وجود دارد. اگر دقت کنید متوجه می شوید که گوشی های هوشمند محدودیت های زیادی در زمینه دوربین دارند. از جمله این موارد می توان به محدودیت در اندازه سنسور اشاره کرد. سنسور دوربین درست جایی است که میلیون ها پیکسل در آن قرار دارند. پیکسل هایی که وظیفه آنها دریافت نور محیط است و در صورت کمبود پیکسل در سنسور به این معنی است که عملکرد دوربین گوشی در جذب نور و در نتیجه گرفتن عکس در نور شب نیز با مشکل مواجه خواهد شد. البته، جذب نور لزوماً به این معنی نیست که می توانید تصاویر بهتری در شب بگیرید. نه تنها این اتفاق می افتد، بلکه به طور کلی (در تمامی شرایط نوری) از میزان نویز در تصاویر کاسته شده و جزئیات آنها بیشتر و بهتر دیده می شود.

اما یک مشکل وجود دارد. اگر بخواهیم تعداد زیادی پیکسل در سنسور دوربین گوشی هوشمند قرار دهیم، باید اندازه سنسور نیز افزایش یابد. این مشکل در حال حاضر برای گوشی های هوشمند چندان کاربردی نیست، زیرا ماژول دوربین گوشی بخشی از طراحی آن است و نمی توان آن را خیلی بزرگ طراحی کرد، زیرا باید فضای کافی برای نصب پردازنده، مادربرد، اسپیکر، سنسورهای مختلف و غیره وجود داشته باشد.

برای اینکه سازندگان گوشی های هوشمند بتوانند با این محدودیت کنار بیایند، راه حل خوب و هوشمندی ارائه کردند که به آنها کمک می کند به جای افزایش بیش از حد اندازه سنسور و در نتیجه انحراف از طراحی تلفن معمولی، اندازه پیکسل را کاهش دهند. روی یک سنسور قرار می گیرد به این ترتیب وضوح سنسور از نظر تئوری بدون نیاز به افزایش اندازه فیزیکی آن افزایش می یابد.

به عنوان مثال، یک سنسور 12 مگاپیکسلی در آیفون 13 از پیکسل های 1.9 میکرومتری استفاده می کند. اما اندازه سنسورهای دوربین 48 مگاپیکسلی آیفون 14 پرو مکس 1.22 میکرومتر است. از سوی دیگر اندازه سنسورهای استفاده شده در دوربین 108 مگاپیکسلی گلکسی اس 22 اولترا به 0.8 میکرومتر می رسد که یکی از کوچکترین پیکسل های استفاده شده در دوربین گوشی های هوشمند است.

ترکیب پیکسلی چیست و چگونه کار می کند؟

ترکیب پیکسلی

اکنون که درک درستی از این موضوع داریم که چرا اصلاً از فناوری ترکیب پیکسل در دوربین های گوشی های هوشمند استفاده می شود، وقت آن است که ببینیم این ویژگی چیست و چگونه کار می کند. فناوری ترکیب پیکسل یک تکنیک پردازش تصویر است که در آن 4 یا چند پیکسل مجاور در یک سنسور دوربین با هم ترکیب می‌شوند تا حسگر بزرگ‌تری ایجاد کنند. سامسونگ سنسورهای بزرگ را تتراپیکسل یا نانوپیکسل می نامد که در واقع از میانگین عملکرد تمام پیکسل های موجود در آن تشکیل شده است.

توجه داشته باشید که وقتی می گوییم ترکیب، منظورمان این نیست که یک پیکسل به صورت فیزیکی حرکت می کند تا با پیکسل همسایه خود ترکیب شود. به عبارت دیگر، این ترکیب در سطح سخت افزاری صورت نمی گیرد، بلکه یک تکنیک نرم افزاری است. به این ترتیب داده های به دست آمده از یک پیکسل با داده های پیکسل مجاور توسط نرم افزار ترکیب می شود تا ابرداده ایجاد شود.

اگر با این توضیحات منظورمان را نگرفتیم، به این مثال توجه کنید. آیفون 14 پرو مکس و گلکسی اس 22 اولترا دو محصولی هستند که از فناوری ترکیب پیکسلی در سطوح مختلف استفاده می کنند. نماینده این شرکت آمریکایی از دوربین 48 مگاپیکسلی با ترکیب پیکسل 4 در 1 (2 در 2) استفاده می کند و نماینده سامسونگ به فناوری 9 در 1 (با آرایه 3 در 3) مجهز شده است. بنابراین رزولوشن تصاویر تولید شده توسط آیفون 14 پرو مکس و گلکسی اس 22 اولترا 12 مگاپیکسل (48 × 12 و 108 = 9 × 12 ) است.

کاهش رزولوشن به این صورت به دوربین گوشی امکان می دهد تصاویر را بسیار سریعتر پردازش کند، بنابراین می توانید به محض ضبط تصویر، آن را مشاهده کنید. از سوی دیگر، عکاسی با وضوح کامل، پردازنده را تحت فشار زیادی قرار می دهد و پردازش تصویر را به پایان می رساند.

مگاپیکسل و مگابایت

توجه داشته باشید که مگاپیکسل و مگابایت دو مفهوم کاملا متفاوت هستند. مگاپیکسل به تعداد پیکسل های سنسور اشاره دارد، در حالی که مگابایت به اندازه تصاویر اشاره دارد. اولی یک مقدار ثابت است، در حالی که دومی بسته به نوع تصویری که می گیرید تغییر می کند.

به عنوان مثال گلکسی A53 از دوربین 64 مگاپیکسلی بهره می برد و از فناوری ترکیب پیکسلی 4 در 1 پشتیبانی می کند به این ترتیب تصاویر خروجی این سنسور به صورت پیش فرض 16 مگاپیکسلی است. این سنسور می تواند تصاویری با رزولوشن 4624×3468 پیکسل یا به عبارتی با 16036032 پیکسل ضبط کند. (هر مگاپیکسل به معنای 1 میلیون پیکسل و در نتیجه 16 مگاپیکسل به معنای 16 میلیون است). اگر در حالت فول عکاسی کنید، تصویری که می‌گیرید وضوح 9248 در 6936 یا 64،144،128 پیکسل خواهد داشت.

اکنون این تصاویر در هر حالتی که در آن ثبت می شوند تعداد پیکسل ثابتی دارند، اما اندازه آنها می تواند متفاوت باشد. گاهی اوقات شما در محیطی با نور کافی عکاسی می کنید و حجم تصاویر به دلیل وجود جزئیات بالا افزایش می یابد، گاهی اوقات مشاهده می کنید که در محیطی با نور کم تصویر شما با حجم بسیار کمی ثبت می شود. در هر دو مورد، وضوح آنها یکسان است.

ترکیب پیکسل لزوما به معنای تصاویر بهتر نیست

ترکیب پیکسلی

فقط به این دلیل که دوربین گوشی شما از فناوری Pixel binning پشتیبانی می کند به این معنی نیست که می تواند تصویر بهتری ثبت کند. ترکیب پیکسل در واقع راه حلی برای یک مشکل ساختگی است. از آنجایی که شرکت‌ها نمی‌توانستند یک سنسور بزرگ روی گوشی قرار دهند تا پیکسل‌های بیشتری را روی آن قرار دهد، تصمیم گرفتند پیکسل‌ها را کوچک‌تر طراحی کنند. در همین حال، پیکسل های بزرگتر می توانند نور بیشتری را جذب کنند، حتی اگر تعداد کمتری روی سنسور نصب شوند.

در مقایسه، یک پیکسل بزرگ که توسط خوشه‌بندی پیکسل‌ها ایجاد می‌شود، باید اطلاعات دیگر پیکسل‌های مجاور را نیز دریافت کند و سپس حدس بزند که تصویر نهایی چگونه خواهد بود. این فرآیند گاهی زمان زیادی می برد و گاهی اصلا به درستی کار نمی کند و تصویر نهایی آنطور که انتظار داریم ثبت نمی شود. به همین دلیل است که گاهی اوقات گوشی های سامسونگ بیش از حد تصاویر را پردازش می کنند، اما تصاویر ضبط شده توسط تلفن های آیفون طبیعی تر هستند و عملکرد پایداری دارند.

شرکت های تولید کننده گوشی های هوشمند به اغراق در تعداد مگاپیکسل دوربین گوشی های خود عادت کرده اند و این مشکل در طول سال ها باعث شده تا مصرف کنندگان فکر کنند که هر چه مگاپیکسل بیشتر باشد، کیفیت دوربین نیز بهتر می شود. این نه تنها درست نیست، بلکه حتی اگر یک سنسور از فناوری باینینگ پیکسل استفاده کند، این لزوماً به کیفیت تصاویری که ضبط می کند ترجمه نمی شود.

تعداد مگاپیکسل تنها نشان دهنده وضوح تصویر نهایی است که دوربین گوشی می تواند ثبت کند. تنها مزیت داشتن سنسور بزرگ این است که هنگام استفاده از زوم دیجیتال می توانید کیفیت بیشتری داشته باشید. مگاپیکسل بیشتر چیزی در مورد رندر رنگ، تراز سفیدی، محدوده دینامیکی یا به طور کلی چیز دیگری غیر از آنچه می گوید به شما نمی گوید. پس گول شرکت ها را نخورید.

مزایای فناوری ترکیب پیکسلی به دلیل خود تکنیک نیست. این به دلیل عملکرد عالی الگوریتم های پردازش تصویر است که باعث می شود تصاویر به بهترین شکل ممکن پردازش شوند. به عنوان مثال، می توانید عملکرد گوشی های گوگل پیکسل 6 را ببینید که به لطف این الگوریتم ها چقدر در ضبط تصاویر عالی هستند. اینها الگوریتم هایی هستند که برای ایجاد یک تصویر باکیفیت تمام تلاش خود را می کنند و باید به درستی کار کنند.

گاهی اوقات متوجه می شوید که یک تصویر با پیکسل با کیفیت بهتر از یک تصویر با وضوح کامل می گیرد. این اصلا تعجب آور نیست، زیرا اعمال الگوریتم های پردازش تصویر برای نمونه ای که با وضوح کامل ضبط می شود بسیار دشوارتر از تصویری است که با ترکیب پیکسل های آن ضبط می شود، زیرا به قدرت پردازش بسیار بیشتری نیاز دارد.

دور زدن ترکیب پیکسل یک مشکل است، نه یک ویژگی!

هدف از خوشه بندی پیکسل افزایش تئوری وضوح تصویر است. این فرآیند به گونه‌ای انجام می‌شود که پیکسل‌ها تا حد امکان کاهش می‌یابند تا فرآیند پردازش تسریع شود. در نتیجه می توانید بلافاصله تصویری را که ذخیره کرده اید مشاهده کنید.

وضوح تصویر مهم است، اما بی اهمیت نیست، زیرا ما اغلب می خواهیم تصویر را بدون از دست دادن کیفیت بزرگ کنیم. اما ارقامی مانند 108 مگاپیکسل و 200 مگاپیکسل چیزی جز بازی اعداد نیستند و فقط جنبه تبلیغاتی دارند.

بهترین راه برای فهمیدن اینکه گوشی هوشمندی که قصد خرید آن را دارید دوربین خوبی دارد یا خیر، خواندن نظرات سایت های بی طرف و دیدن تصاویری است که آنها می گیرند. فریب حسگر بزرگ یا تصاویری که سازنده ادعا می کند توسط گوشی گرفته شده است را نخورید. اگر به دوربین گوشی علاقه مند هستید، سعی کنید چند هفته وقت بگذارید و نظرات را با دقت بخوانید تا بتوانید به آنچه می خواهید برسید.

منبع: بهره بردن از

نمایش بیشتر

مشاور سئو و طراحی سایت

سلام امید دندان نما هستم مشاور بازاریابی و متخصص طراحی سایت و سئو که در سال 81 وارد دنیای برنامه نویسی شدم و از سال 1386 وارد دنیای بازاریابی و مدرک لیسانس ارتباطات از روی علاقه رفتم گرفتم

دیدگاهتان را بنویسید

دکمه بازگشت به بالا