A mobiltelefon kameraérzékelőinek története

2022 június 18

A mobiltelefon kameraérzékelők története

Az okostelefonos kameraérzékelők, nagy utat tettek meg az elmúlt évtizedben. Az első okostelefonok nem rendelkeztek olyan méretű, és felbontású érzékelőkkel, mint a mai zászlóshajók.

Akkoriban, ha valaki tényleg törődött a képminőséggel, egy normálisabb fényképezőgépet kellett az okostelefonja mellé választania. Ez, többé nem így van. Manapság, szinte bármelyik okostelefon képes tisztességes képeket készíteni.

Néhány, például a Google Pixel 6 Pro és a Samsung Galaxy S22 sorozat is nagyon jól teljesít, még a legnagyobb kihívást jelentő helyzetekben is. De, amíg a telefonos fényképezés gyakran minden figyelmet megkap, a nagyobb képérzékelők is ugyanilyen elismerést érdemelnének.

Nem minden megapixel egyenlő: Miért számít az érzékelő mérete?

Pixel 6

Évekig sokan a fényképezőgép felbontását (vagy megapixelszámát) néztük, a képminőség becsléséhez. Valójában, ez egy félig megbízható mérőszám volt néhány évig, még a 2000-es évek elején.

Egy 5 MP-es kamera, minden bizonnyal jobb eredményeket hozott, mint egy VGA felbontású. Manapság, a fényképezőgép képalkotási teljesítményének megítélése, pusztán a felbontás alapján, már nem lehetséges.

Több alkalommal láthattuk, hogy a 12 MP-es és 16 MP-es kamerával rendelkező okostelefonok diadalmaskodnak a 108 MP-es behemótok felett. Azonban egy bizonyos ponton túl, a felbontás növelése nem hoz észrevehető javulást.

Sok középkategóriás okostelefon kínál nagy felbontású kamerákat, de gyakran szemcsésebb, és rosszabb képminőséget adnak, mint a jóval alacsonyabb megapixelszámmal rendelkező DSLR fényképezőgépek. Ennek leginkább az az oka, hogy az okostelefonokat a fizikai méretük korlátozza. Mivel a mobiltelefonok kisebb képérzékelőket használnak, mint a csúcskategóriás kamerák.

Egyszerűen fogalmazva, egy kisebb képérzékelő kevesebb fényt gyűjt. Ez közvetlenül rosszabb képminőséget eredményez, különösen gyenge fényviszonyok között. Ezzel szemben, a nagyobb méretű érzékelők, jobb dinamikatartományt és jobb expozíciós szintet érhetnek el anélkül, hogy olyan megoldásokat kellene igénybe venni, mint a megnövelt ISO, vagy a digitális élesítés. A nagyobb méretű kameraérzékelők, jobb képminőséget biztosítanak.

Tekintettel a nagyobb képérzékelő előnyeire nem meglepő, hogy az okostelefon-gyártók, évről évre a fejlesztésekre összpontosítanak, ezen a területen. Ennek ellenére, míg egyes telefonok – köztük a Sony Ericsson Satio és a Samsung Pixon 12 – már 2009-ben is nagy kameraérzékelőket kínáltak, a készülékek túlnyomó többsége, csak a közelmúltban került be a kínálatba. Ezt szem előtt tartva vizsgáljuk meg, hogyan jelentek meg a nagy kameraérzékelők, a modern okostelefonokban, és merre halad tovább az iparág.

Nokia N8 és 808 PureView: Az első nagy okostelefon-érzékelők

Nokia 808 PureView

A 2010-es évek elején nehéz volt elkerülni, vagy figyelmen kívül hagyni a Nokia N8 és 808 PureView okostelefonjait övező hype- ot. A 12 megapixeles felbontással és az 1/1,83 hüvelykes érzékelőmérettel a Nokia N8 jobb műszaki jellemzőket nyújtott, mint sok „point-and-shoot” fényképezőgép 2010-ben.

A Nokia még egy hétperces rövidfilmet is készített Hollywood legjobbjainak főszereplésével, hogy kiemelje az akkori N8-at. – Lenyűgöző 720p videofelvételi képességekkel rendelkezett.

A kontextus szempontjából a Samsung zászlóshajója, a Galaxy S3 ugyanebben az évben lényegesen kisebb, 1/3 hüvelykes kameraérzékelővel rendelkezett. Az iPhone 5 érzékelője, eközben még kisebb volt, 1/3,2 hüvelyk. Valójában akkoriban az volt a norma, hogy az okostelefonok 1 cm alatti érzékelőkkel rendelkezzenek. Az egy hüvelykes érzékelők, kizárólag a DSLR-ekhez és a professzionális fényképezőgépekhez tartoztak.

Annak ellenére, hogy az N8 jóval megelőzte a versenyt, a Nokia nem állt meg itt. 2012-ben a cég kiadta a 808 PureView-t, amely még nagyobb, 41 MP-es 1/1,2 hüvelykes érzékelővel rendelkezik. A feldolgozási teljesítmény fejlesztése lehetővé tette a túlmintavételezést is, amely a jobb fényérzékenység érdekében, a szomszédos pixelek egyesítését jelenti.

Ha ismerősen hangzik, a mai okostelefonok hasonló technológiával rendelkeznek. Manapság, ez az úgynevezett pixel binning. Akkoriban azonban, a Nokia számítógépes fényképezési technológiája, messze az akkori átlagos technológia előtt járt.

Nagy kameraérzékelők az okostelefonokban

Annak ellenére, hogy a Nokia 808 PureView technikai áttörés volt, az okostelefon-ipar csak sokkal később reagált rá. Kiemelkedő kivétel volt a 2014-es Panasonic Lumix Smart Camera CM1. Egy még nagyobb, egy hüvelykes kameraérzékelőt tartalmazott. Ez azonban az akkori Android-okostelefonokhoz képest jóval terjedelmesebb volt. Emiatt, a telefon méretcsökkentésének rovására ment.

A mainstream szegmensben azonban, az érzékelő méretének javítása csak a 2010-es évek végén történt meg. A legtöbb gyártó továbbra is 1/3-1/2 hüvelykes érzékelőkkel ellátott okostelefonokat szállított. Még a Samsung kameraközpontú okostelefonjai – a Galaxy S4 Zoom és a Galaxy K Zoom – is egy 1/2,3 hüvelykes érzékelőt tartalmaztak, amely a modern szabványokhoz képest, meglehetősen kicsinek számít. Ennek ellenére, még mindig nagyobb volt mint a zoom nélküli társaik, 1/3,06 hüvelykes érzékelője. Valójában a Galaxy S10 és a Pixel 5 sorozatnál, a ~1/2,5 hüvelykes érzékelők voltak a jellemzők.

Xiaomi Mi 11 Ultra kameraérzékelők

A kínai márkák, például a Huawei és a Xiaomi voltak az elsők, amelyek végre túllépték a 1/2 hüvelykes érzékelő méretet. A 2018-as Huawei Mate 20 Pro például 1/1,7 hüvelykes érzékelőt tartalmazott – sokkal nagyobbat, mint amekkora a legtöbb más okostelefon érzékelője volt, akkoriban.

A nagy f/1.8-as rekeszértékkel kombinálva, a Huawei jobb éjszakai képminőséget nyújtott, mint a legtöbb versenytárs. Valójában a Mate 20 Pro megnövekedett fénygyűjtési képessége lehetővé tette számára, hogy felvegye a versenyt a Google Pixel akkoriban veretlen Night Sight funkciójával.

Egy évtizeddel később a Xiaomi Mi 11 Ultra végre felülmúlta a Nokia 808 PureView óriási érzékelőjét. 2020-ra a legtöbb zászlóshajó okostelefon – köztük az Oppo Find X2 Pro és a Samsung Galaxy S21 Ultra – legalább 1/1,5 hüvelykes érzékelőket kínált.

Egy évvel később a Xiaomi Mi 11 Ultra rekordméretű, 1/1,12 hüvelykes érzékelőt kapott, amely végül felülmúlta a Nokia 808 PureView-t, és beharangozta az okostelefonok nagy képérzékelőinek korszakát.

Hogyan néz ki az okostelefonos kameraérzékelők, jövője?

2022-ben sokkal elterjedtebbek lettek, a nagy kameraérzékelőkkel rendelkező okostelefonok. Ez különösen igaz a zászlóshajó-szegmensre, ahol mára már az olyan cégek is, mint a Google és az Apple, követik ezt a trendet. 2021-ben a Pixel 6 egy 1/1,31 hüvelykes elsődleges érzékelőre költözött, amivel a verseny nagy részét kihagyta. Az iPhone 13 időközben egy 1/1,9 hüvelykes érzékelőre költözött – ez jelentősen nagyobb, mint elődje 1/2,55 hüvelykes érzékelője.

Samsung, Pixel 6, Apple kameraérzékelők

Ahogy az okostelefonok képérzékelői felkúsznak az egy hüvelykes érzékelőméretig, a gyártóknak más területeken kell kompromisszumokat kötniük. Egyes gyártók, mint például a Sony és a Sharp, még egy egyhüvelykes érzékelőt is benyomtak. Érdemes azonban megjegyezni, hogy a nagy kameraérzékelők, gyakran saját problémákkal járnak.

A Sony Xperia Pro-I például egy egyhüvelykes érzékelővel rendelkezik, amely papíron remekül mutat. Az okostelefon kameraérzékelők korlátozott fizikai méretei miatt azonban, a Sony csak akkora objektívet tudott elhelyezni, hogy az érzékelő nagyjából 60%-át használja ki. Végső soron az Xperia Pro-I hasonló fénygyűjtési képességekkel rendelkezik, mint az iPhone 13 vagy a Pixel 6, annak ellenére, hogy papíron nagyobb érzékelője van. A Xiaomi leküzdöttte ezt a korlátot, a Mi 11 Ultra hatalmas kamerájával.

Emiatt az okostelefonok túlnyomó többsége, valószínűleg hamarosan nem fog egy hüvelyknél nagyobb érzékelőket felszerelni. Ennek ellenére, már hallottunk pletykákat egy Sony által gyártott 1/1,1 hüvelykes érzékelőről, amelyet egy potenciális Xiaomi 12 Ultra mellett, majd 2022-ben fognak kiadni.

Csak az idő fogja eldönteni, hogy csökkenni kezd-e a megtérülés, vagy a gyártók megtalálják a módját az egyhüvelykes képérzékelők beillesztésének, és hatékony alkalmazásának.

Forrás