HTC One: чому чотири мегапікселі іноді краще за вісім. Камера у смартфоні з великими пікселями або технологія Ultrapixel (ультрапіксель) Ultrapixel нова технологія камери компанії htc
Однією з "кілер-фіч" новинки є його камера з "ультрапікселями", яка, за словами HTC, дасть фору будь-яким 13 Мп камерам, встановленим на смартфонах конкурентів. Спробуємо детально розібрати особливості даної "ультрапіксельної" камери.
Нова технологія HTC ImageSense, реалізована в HTC One, складається датчика UltraPixel Sensor, нового процесора ImageChip, оптики з максимальною діафрагмою f/2.0 та двоосьової системи оптичної стабілізації зображення Optical Image Stabilization.
Датчик UltraPixel Sensor відрізняється більшими пікселями і дозволяє захоплювати на 300 відсотків більше світла в порівнянні з типовими камерами роздільною здатністю 8 і 13 Мп. Фізичний розмір сенсора UltraPixel Sensor становить 1/3”, а розмір “ультрапікселя” – 2 мікрони. А ось у камері роздільною здатністю 8 і 13 Мп, яка оснащена сенсором 1/3”, розмір пікселя дорівнює 1,4 та 1,1 мікрона.
За словами HTC, замість заповнити область пікселями меншого розміру, вони заповнили її пікселями більшого розміру. Порівняння пікселів малюнку нижче.
Новий процесор обробки сигналів відео розширив можливості функції HTC ImageChip. Головним нововведенням вважатимуться скорочення необхідного часу на перевірку відстані. Для цього тепер потрібно трохи більше 200 мс.
Наступне нововведення – ширший діапазон HDR. У режимі HDR камерою HTC One можна знімати відео з роздільною здатністю 1080р.
На зображенні вище HTC показує перевагу камери HTC One над камерами Samsung(f/2.6) та Apple iPhone 5 (f/2.4), яка знімає краще в умовах слабкого освітлення.
Компанія HTC зазначає, що камера смартфона HTC One захоплює зображення з максимальною роздільною здатністю лише за 1/48 с. Модель HTC One X та конкуренти в цьому ціновому діапазоніхарактеризуються показником 1/30 с.
Двохосьова система оптичної стабілізації зображення (Optical Image Stabilization) робить фотографії чіткими, а камеру байдужою до тремтячих рук.
Приклади фото та відео, зроблені HTC One, можна переглянути .
Як відомо, новий флагманський смартфон HTC One (цього разу він дійсно один, а не три, як минулого року) може похвалитися незвичайною камерою з технологією UltraPixel та оптичною стабілізацією зображення. І якщо зі стабілізацією все більш менш зрозуміло, то UltraPixel викликає певні питання. Тож давайте разом розберемося, що це таке і чим ця технологія відрізняється від «звичайних» камер.
Зовнішній вигляд камери у HTC One
Щоб зрозуміти, що стоїть за маркетинговою назвою UltraPixel, спочатку розглянемо принцип роботи «звичайної» камери з байєрівським масивом кольорових фільтрів. Маленький секрет таких камер (тобто 99,9% взагалі всіх камер на ринку) полягає в тому, що вказане в технічні характеристикидозвіл – це фікція та «спритність рук». Вірніше, світлочутливих елементів (сенселів) на матриці дійсно рівно стільки, скільки написано, але проблема в тому, що кожен з них бачить лише один колір (синій, зелений чи червоний). Таким чином, повна заявлена роздільна здатність досягається тільки в чорно-білому режимі, а в кольоровому режимі колір кожного підсумкового пікселя інтерполується зі свідчень кількох (як правило - чотирьох) сенселів.
Будова матриці з байєрівським масивом кольорових фільтрів
Побічним ефектом байєрівського масиву кольорових фільтрів є необхідність використання фільтра, що згладжує, який встановлюється перед матрицею і злегка «розмазує» зображення. Це робиться для того, щоб уникнути кольорових артефактів та муару. При цьому страждає роздільна здатність - саме тому картинка зі «звичайних» камер у масштабі 100% без додаткового програмного підвищення різкості завжди виглядає дещо розмитою. (Існують камери з байеровськими матрицями без фільтра, що згладжує, але їх можна перерахувати на пальцях однієї руки.)
Матриця з технологією UltraPixel має іншу будову. У ній використовуються три шари світлочутливих елементів. Елементи в одному шарі чутливі до синього кольору, у другому – до зеленого та в третьому – до червоного. Такий тришаровий сенсель відразу ж отримує повну колірну інформацію, за рахунок чого колірна роздільна здатність матриці UltraPixel дорівнює яскравості, а фільтр, що згладжує, просто не потрібен.
Сенсель на «трьохшаровій» матриці в розрізі
Ця ідея насправді не нова – компанія Foveon вже багато років випускає матриці Foveon X3, які, у свою чергу, використовуються у камерах Sigma. На момент появи на ринку матриці Foveon мали найвищий метамеричний індекс (тобто саму правильну перенесення кольорів) серед усіх типів матриць. Крім того, як показує практика, матриці Foveon з роздільною здатністю N мегапікселів за роздільною здатністю не поступаються байеровским матрицям з роздільною здатністю N * 2 МП або навіть перевершують їх. Іншими словами, пікселів у підсумковому зображенні виходить менше, але при цьому вони краще, ніж у випадку зйомки на байеровские матриці.
Втім, у матриць Foveon є недоліки. Серед них - підвищена шумність червоного каналу (який отримує найменше світла) і ресурсомісткість (побудова підсумкового зображення виробляється за складнішими алгоритмами, ніж демозаїка байеровського масиву), яка, зокрема, робить проблематичною зйомку відео. Втім, зважаючи на все, HTC цю проблему успішно поборола. А ось чи вдалося компанії зберегти переваги тришарових матриць, стане зрозуміло тоді, коли смартфон потрапить до нас у руки для огляду.
PS.Цікаво, хто є виробником матриці у HTC One? Наскільки мені відомо, патенти на різні реалізації "трьохшарових" матриць, крім Foveon, є у Sony, Panasonic і Canon. З усіх цих компаній тільки Sony є великим виробникоммобільних модулів камер Висновок напрошується сам собою...
P. P. S.До нас до рук потрапив white paper компанії HTC, що описує технологію UltraPixel. Жодної тришарової матриці там немає, використовується звичайний байєрівський фільтр. Усі переваги, якщо вони є, викликані виключно великими (за мірками мобільних камер) розмірами пікселя (крок 20 мкм). А ця стаття нехай залишиться тут як наука мені особисто та іншим журналістам, які люблять писати тексти на підставі не зовсім перевіреної інформації.
Кілька років тому серед флагманських смартфонів встановилося оптимальна роздільна здатність камери - 8 Мп, довгий часвоно вважалося нормою. Розвиток мобільної інфраструктури та соціальних сервісівдозволило людям ділитися своїми знімками через мережу прямо зі смартфона, тож наприкінці 2011 року виробники взяли курс на покращення якості мобільних знімків. Чомусь у результаті, ближче до кінця 2012 року, це вилилося в гонку мегапікселів - практично всі компанії оголосили про створення флагманів з 13 Мп камерами, але збільшення роздільної здатності знімків не змінило їх якості. І цю проблему взялися вирішити у HTC, оснастивши флагманську One камерою з технологією UltraPixel.
На презентації спікери HTC говорили багато цікавих слів про інноваційну камеру UltraPixel, що встановлена в One, але старанно обходили питання про її вирішення, кажучи: "Гонка мегапікселів закінчена". У промо-матеріалах також повністю відсутня будь-яка згадка про те, яка максимальна роздільна здатність можуть мати знімки з HTC One. У чутках, що прослизнули за пару тижнів до анонсу, згадувалися 4 Мп-матриці, що незабаром підтвердилося прототипи і виставкові екземпляри, що тримали в руках. Справді, HTC One знімає фото з максимальною роздільною здатністю 2688 х 1520 пікселів, що якраз і становить горезвісні 4 Мп.
Але чому HTC вирішили не йти в тренді, встановивши звичайний 13 Мп модуль від Sony, а зробили досить ризиковий з боку маркетингу крок? У компанії стверджують, що немає жодного сенсу робити величезні за роздільною здатністю знімки посередньої якості, оскільки здебільшого їх переглядають на екрані мобільних пристроївабо в галереї соціальних сервісів, тобто не на весь екран. І якість знімків, що не покращувалася за останній рік, набагато важливіша за розмір і дозвіл.
Головна "фішка" UltraPixel - великий розмірпікселя на матриці: він становить 2 µm, проти 1.1 µm у середнього конкурента з 13 Мп камерою. Це дозволяє кожному пікселю матриці захоплювати в 300 разів більше світла. Разом з рекордно великою діафрагмою f/2.0, що пропускає багато світла, і співпроцесором ImageChip другого покоління це дозволяє робити якісні і ясні знімки навіть у затемнених приміщеннях. Хоча фінальна оцінка переваги UltrPixel над конкурентами в реальних умовах не ідеально освітлених залів і кімнат з'явиться після випуску HTC One у продаж, більшість публіки, що тримала в руках One, вже досить цокає мовою.
Хорошою підмогою для UltraPixel є і вбудована система оптичної стабілізації (OIS). За допомогою датчиків положення у просторі вона оцінює переміщення смартфона щодо осей та компенсує різкі поштовхи, завдяки цьому фото на HTC One виходять дуже чіткими. Звичайно, існує програмна стабілізація, яка використовується в більшості інших смартфонів, але вона не є настільки ефективною.
Зараз буде важлива робота маркетологів та PR-щиків тайванського виробника, їм потрібно довести людям, що дозвіл камери не завжди має значення. Нам залишається довіряти генію інженерів HTC і чекати появи HTC One з чудовою камерою UltraPixel у продажу. Добре, що навіть у Росії продукт має з'явитися вже в другій половині березня.
Користувачі задавалися питанням, що ж являтиме собою нова камерасмартфона і чи виправдають себе так звані "ультрапікселі". Поки справа ще не дійшла до реальних знімків та тестів незалежними браузерами, але перші офіційні подробиці про HTC UltraPixel Camera з'явилися на сайті виробника.
З новим флагманом тайванська компанія вирішила відмовитися від перегонів мегапікселів. За її твердим переконанням, на якість картинки надають набагато більший вплив інші фактори і дозвіл хоч і важливо, але все ж таки фотографії з меншим дозволом, але зроблені за допомогою більш якісних оптики і сенсора, візуально будуть краще виглядати в порівнянні з «замиленими багатомегапіксельними кадрами» .
Загалом технологія HTC ImageSense включає: UltraPixel Sensor, який має більші пікселі та дозволяє захоплювати на 300% більше світла в порівнянні з типовими 13-Мп камерами; HTC ImageChip, який забезпечує безперервний автофокус, придушення шумів, ширший діапазон HDR; якісну оптику з максимальною діафрагмою f/2 (найбільш світлосильна оптика серед смартфонів, вона дозволяє захоплювати на 44% більше світла в порівнянні з оптикою iPhone 5); Optical Image Stabilization, що дозволяє відчутно зменшити змащування фотографій та відео.
HTC запевняє, що знімки, отримані за допомогою її 4-Мп камери, можна надрукувати на носії розміром 8” x 10”. При цьому користувачі обов'язково залишаться задоволені якістю відбитка, який перевершить знімки з багатомегапіксельних камер. Порівняння розмірів пікселів можна побачити на малюнку нижче.
Камери UltraPixel дозволяє захоплювати зображення з максимальною роздільною здатністю лише за 1/48 с. Для найближчих конкурентів, включаючи HTC One X цей показник становить до 1/30 с. Двохосьова система оптичної стабілізації зображення забезпечує зйомку з рук «незмащених» зображень при витримці аж до 1/7,5 с (відповідно до даних внутрішніх тестів).
Ось деякі приклади знімків, які пропонуються HTC. На жаль, це не повнорозмірні кадри. Тож доведеться чекати перших реальних тестів.
Насамкінець також наводимо більше докладні характеристикипристрої:
- Сенсор: BSI КМОП;
- Розмір сенсора: 1/3 дюйми;
- Розмір пікселя: 2 х 2 мм;
- Максимальна роздільна здатність знімка: 2688 х 1520 пікселів;
- Зйомка відео: Full HD 1080p на швидкості до 30 к/с, HD 720p до 60 к/с, 1080p з HDR - до 28 к/с, 768 х 432 пікселів на швидкості до 96 к/с;
- Максимальна діафрагма f/2.0;
- Кількість елементів в об'єктиві: 5;
- Серійна фотозйомка – до 8 к/с.
Samsung Galaxy S4 має 13-мегапіксельну камеру з діафрагмою f/2.2, що значно краще, ніж камера в Galaxy S3 – 8-мегапіксельна з f/2.6. Це дозволить більш детально захоплювати зображення. HTC One отримав камеру з новим підходом – піксель збільшено до 2 мікронів, що дозволяє покращити якість знімків за умов низького освітлення у поєднанні з ширококутним об'єктивом f/2.0.
У принципі, це все, що нам потрібно знати щодо апаратної частини, але в функціональності так просто не розібратися. Саме тому ми підготували цілу серію знімків камерами HTC One (європейська версія з оновленням 1.29) та Galaxy S4 ( міжнародна версія GT-i9505).
Примітка: У кожній серії знімків ви побачите різницю у розмірі фотографій. Верхні широкоформатні знімки належать HTC One, а фотографії із співвідношенням 4:3 належать Galaxy S4 (знизу). На кліку фотографії будуть збільшені.
Наша перша серія знімків є досить складним випробуванням для камер смартфонів і є на фотографіях як темні, так і дуже світлі області. HTC One добре впорався, поступово розподіляючи фокус на всю сцену. Жаль, що HTC One знімає з великим шумом, але з нормальним розподілом світла.
Далі кадр знято з використанням HDR на обох камерах. Обидва смартфони чудово знімають у режимі HDR, але ми повинні погодитися, що galaxy S4 впорався краще. У нього і кольори більш насичено виражені, більш природні, зображення чіткіше. При перегляді в оригінальній роздільній здатності видно, що на знімках Galaxy S4 є невеликі ореоли навколо людей, що рухаються.
На відкритому повітрі робилися знімки ратуші Манчестера. Відразу помітно, що фотографії з камери Galaxy S4 яскравіші, хоча з менш реалістичними кольорами. Якщо розглянути детально, то на знімках з HTC One помітні деякі артефакти, хоча й використовуються алгоритми шумозаглушення. Дається взнаки невелика кількість мегапікселів.
Збільшимо знімок з камери Galaxy S4:
А тепер збільшимо фотографію з камери HTC One:
Тепер займемося макрозйомкою. На це здатні обидва смартфони і якість нас все одно порадувала. У HTC One для цього потрібно вмикати спеціальний режиммакрозйомки, а Galaxy S4 чудово справляється зі зйомкою крупним планомта у режимі «Авто». Поряд із різними пропорціями, є реальна різниця у кольорах. Galaxy S4 видає більше яскраві кольори, Нехай і не так реалістично, як HTC One.
Всі наші знімки, зроблені вночі, звичайно були зроблені в спеціальному нічному режимі. Жодної несподіванки ми не отримали. HTC One впевнено обійшов Galaxy S4 у нічних знімках, хоча S4 не такий уже й поганий. Щоправда, помітно більше шуму та розмитості в порівнянні з ультрапіксельною камерою HTC One.
Наразі сфотографували через вітрину гігантського японського краба-павука. HTC One видав точніші кольори, хоча на знімках Galaxy S4 набагато менше шуму, що цінується вище.
Панорама денної вулиці чудово вийшла на фотографіях і HTC One, і Galaxy S4. Але HTC One вміє за рахунок ширококутного об'єктива захоплювати більший простір, у той час як у Galaxy S4 камера має обмеження.
І знову макрозйомка не перестає нас тішити якісними знімками. Тільки критика так чи інакше є: HTC One знімає з розмитим фокусом, а у Galaxy S4 кольори спотворюються і перенасичені. На наш погляд, HTC One представив найкращу якість фотографії з більш точною передачею кольору та м'яким фоном.
Яскрава, відкрита сцена, і знову Galaxy S4 виходить на перше місце завдяки більшій кількостімегапікселів. Фото HTC One страждають від надлишку шуму в місцях темних плям на бетоні. Теплі кольори Galaxy S4 сприймаються краще.
Тут знову ми бачимо користь від ширококутного об'єктива HTC One, оскільки в кадр потрапляє більшість будівлі з однієї точки.
В якості невеликого бонусуми зробили фотографії у портретному режимі.
Знову перевіряємо макрозйомку, що на обох апаратах робити одне задоволення. Однак HTC One знімає з рівномірним експонуванням і більш точною передачею кольору.
Ми зробили фотографії і в похмурий день, що природно позначається на тому, що знімки на камеру HTC One будуть кращими, хоча ближче до країв знімку втрачається фокус. Як і раніше, Galaxy S4 видає яскравіші та перенасичені знімки, що спотворило сцену зйомки – навіть хмари не видно на фотографіях.
Зйомка річки сонячного дня, як і більшість денних знімків, потрібно робити крупним планом і лише потім оцінити відмінності. Galaxy S4 фотографує більш детально. Різниця надто помітна неозброєним оком, коли дивитися на оригінальний розмір фотографій – HTC One дуже відстає від переможця Galaxy S4 навіть при невеликому збільшенні фотографій.
При фотографуванні з увімкненим режимом HDR ситуація не змінюється на протилежну, коли у кадрі освітлення спрямоване праворуч. У режимі HDR на фотографіях HTC One краї об'єктів більш м'які, проте яскраві та темні ділянки на фотографіях без дивних ефектів. І все ж Galaxy S4 впорався із завданням краще. Насправді досить важко зрозуміти, навіщо додали режим HDR, коли фотографії без нього якісні.
Знову вирішили збільшити фотографії. Ось як виглядає знімок з камери HTC One зі збільшенням:
А ось з Galaxy S4:
Тут знову в кадрі видно небо, але на знімку з HTC One місцевість дещо недоекспонована, якщо порівнювати з Galaxy S4.
Та ж сцена знята в режимі HDR. Деякі світлові артефакти можна побачити на фотографіях HTC One, а також розмитість по краях. Galaxy S4 фотографує краще.
Ще кілька знімків уночі при освітленні нічними ліхтарями та знову перемога за HTC One. Смартфон Samsung представив знімки з розмитим зображеннямта з менш точною передачею кольору. Також S4 вимагає більше часу на зйомку нічних кадрів.
Зйомка з неосвітленої точки в режимі «Авто» та HTC One знову посилює яскравість у освітлених ділянках, що насправді не повинно бути. Galaxy S4 навпаки представляє знімки темнішими, але детальніше.
У режимі HDR відмінності менш очевидні, хоча HTC One знову надто висвічує яскраві місця у тунелі. HDR режим дозволяє камері Galaxy S4 знімати більш детально у темних місцях.
Під час зйомки дуже крупним планом ми вирішили зробити фотографії моху на цегляній стіні. Обидва телефони представили дуже якісні фотографії, але HTC One намагається знову фон на знімках зробити надто світлим.
Тепер ми вибрали об'єкт у тіні і при цьому в кадрі є світло. І в результаті HTC One представив більш реалістичне зображення, тоді як на знімку з камери S4 табличка пересвічена.
Наш останній нічний знімок та Galaxy S4 знов гарний. На фотографії трохи більше шуму, ніж на знімку HTC One, проте при цьому дуже помітно, що S4 знімає детальніше, оскільки різниця в мегапікселях дуже багато важить. Можна розрізнити більше деталей на фотографіях, що на ресторанних вивісках. На знімку Galaxy S4 можна навіть прочитати назву закладу.
Збільшуємо фотографію з камери HTC One:
Тепер збільшення з фотографії S4:
Знову помітна різниця між камерами смартфонів: ширококутна камера HTC One захоплює більше простору, але й передає більш реалістичні кольори. Помітно це лише за порівнянні. Знімки з камери Galaxy S4 виходять темнішими, а основні кольори набагато яскравішими, що не відповідає реальності. Ще бачимо більше шумів на фотографіях HTC One, якщо дивитися фотографії крупним планом.
Небагато висновків
Під час зйомки HTC One видавав фотографії швидше, ніж камера Galaxy S4. Ми навіть не помічали затримки спрацьовування затвора. Galaxy S4 не так швидко фотографував і були очевидні затримки в спрацьовуванні затвора під час нічної зйомки і в режимі HDR.
У всіх випадках Galaxy S4 мав перевагу завдяки запасу мегапікселів. У смартфона Samsungбільше можливостей та потенціалу при фотографуванні вдень, представляючи знімки з найкращою детальністю. Завдяки програмній обробці та різним алгоритмам на фотографіях набагато менше шуму і покращується різкість, що набагато краще підходить для частого фотографування. Саме тому частіше ми стали помічати артефакти та інші проблеми у темних ділянках фотографій під час зйомки вдень.
З іншого боку, HTC One перевершив Galaxy S4 в нічній зйомціі взагалі в умовах недостатнього освітлення. На HTC One вночі дуже важко отримати розмитий знімок – все за рахунок швидкої реакції затвора та більш опрацьованої функції серійної зйомки (потрібно лише довше утримувати кнопку затвора).
Проте, загалом Galaxy S4 знімає краще, що видно у нашому тесті, незважаючи на проблеми фотографування в умовах низького освітлення. Але й камера HTC One аж ніяк не погана. Вона просто краще справляється зі зйомкою в закритих приміщеннях і за недостатнього освітлення. Galaxy S4 приємніше використовувати для фотографування на вулиці вдень, а також у режимі HDR.
Зрештою, Galaxy S4 та HTC One відмінні камерофони, однак у різних областях. Яка камера краще підходить вам - вирішувати тільки вам і відштовхуватися від того, що ви частіше фотографуватимете.