Xiaomi Redmi Note 8 Pro, сенсор Samsung ISOCELL Plus на 64 МП

Навигация

1. С чего началось?
2. История
3. Эволюция ISOCELL Plus
4. Tetracell
5. Tetra HDR
6. Другие свойства сенсора
7. Сенсор ISOCELL Plus GW1 на других телефонах
8. Еще 4 камеры
9. Качество изображения и примеры фотографий
10. Мой опыт
11. Комментарии пользователей
12. Добавить свой отзыв или вопрос по объективу

С чего началось?

Телефон/смартфон/камерафон/игровой телефон Xiaomi Redmi Note 8 Pro 6/128GB принадлежит моей маме, которая в последнее время активно ведет свой блог в Instagram. Она поменяла свой старый телефон ZTE NUBIA M2 4/64 на новый Xiaomi Redmi Note 8 Pro 6/128GB из-за недостаточного качества снимков у первого. Телефон был куплен на Розетке вот здесь.

Кстати, снимки с ZTE NUBIA M2 4/64 с основным сенсором Sony IMX258 на 13 МП были в моей заметке “На что снято“.

С общим концептом смартфона Xiaomi Redmi Note 8 Pro 6/128GB можно ознакомится в этом видео:

 

Основная камера Xiaomi Redmi Note 8 Pro 6/128GB на 64 МП использует сенсор SAMSUNG CMOS BSI Bright ISOCELL Plus GW1 (S5KGW1) с технологиями BSI, Tetracell, DCG и Tetra HDR. Мне показалось очень забавным наличие 64 МП в недорогом смартфоне и я решил разобраться, что и как на самом деле.

История

Сенсор Samsung ISOCELL Plus GW1 был анонсирован в мае 2019 года. Уже 29 августа 2019 года был представлен недорогой смартфон Xiaomi Redmi Note 8 Pro. 13 сентября 2019 года был анонсирован еще один смартфон с использованием данного сенсора – им стал Realme XT, но из-за того, что официальные тизеры от Realme XT более ранние, считается, что именно Realme XT стал первым камерофоном с сенсором на 64 МП. В любом случае, Realme XT и Xiaomi Redmi Note 8 Pro являются первопроходцами с сенсорами выше психологической отметки на 50 МП.

ISOCELL Plus

Технология ISOCELL (Isolated single Cell – изолирование ячеек/пикселей) была представлена в 2013 году и развивается до сих пор. ISOCELL претерпела несколько основных обновлений: BSI – > ISOCELL -> ISOCELL PLUS.

Tetracell

Если вкратце, то благодаря технологии Tetracell информация с четырёх соседних субпикселей (фотодиодов) одного цвета может объединятся (называется ‘биннинг’), что в итоге приводит к увеличению физического размера субпикселя, а это позволяет поглощать больше света и давать меньше шумов при съемке с плохим освещением. При таком объединении получается снимок на 16 МП (64/4=16).

В итоге получается очень интересная ситуация: когда много света – можно получать высокую детализацию снимка, используя сенсор в режиме 64 МП, когда света мало – можно пожертвовать разрешением, но понизить уровень шума за счет объединения субпикселей.

К тому же четыре субпикселя, расположенные квадратом 2 X 2, накрыты одним цветным фильтром байера, что упрощает производство такого сенсора. Для 64 МП нужно всего 16 миллионов цветных фильтров.

Когда сенсор по технологии Tetracell работает в режиме биннинга, то он принципиально своей мозаикой не отличается от байеровского RGB. Просто 4 субпикселя одного цвета становятся одним большим, но сам патерн ‘больших объединенных субпикселей’ полностью аналогичен патерну классического байеровского RGB.

Когда сенсор по технологии Tetracell работает в обычном режиме (без объединения), то приходится делать специализированный алгоритм демозаики. В классическом RGB каждый синий и красный пиксель соседствует с четырьмя зелеными. В TetraCell каждый синий и красный субпиксель соседствует с двумя зелеными и с двумя пикселями своего цвета. В общем случае классический RGB должен выдавать более качественный цвет, нежели TetraCell. Специфическая демозаика для восстановления цвета итогового изображения является минусом технологии TetraCell.

Технология Tetracell похожа на Sony Quad Bayer.

В дальнейшем технология Tetracell дополнилась похожей технологией Nonacell (которую можно встретить в телефонах Samsung Galaxy S20 Ultra).

Tetra HDR

Tetracell позволяет делать HDR снимок за один проход. В режиме HDR субпиксели в тетра-блоках работают разное время (на разных выдержках), что позволяет создать эффект эксповилки и расширить динамический диапазон снимка. При этом не нужно делать два снимка подряд и склеивать их между собой. Но, к сожалению, при работе в этом режиме можно получить только снимки на 16 МП.

Физические размеры сенсора

Физический размер основного сенсора 1/1.72 дюйма. Диагональ составляет 9.216 мм, ширина 7.6 мм, высота 5.7 мм, что дает нам кроп фактор Kf=4.55. Площадь сенсора приблизительно в 20 раз меньше классического Full Frame сенсора 36 мм Х 24 мм. Размер пикселя 0,8 мкм (один из самых маленьких размеров пикселя на 2019-2020 год).

Если полнокадровый сенсор современной полнокадровой камеры заполнить пикселями такой же величины, как у основного модуля Xiaomi Redmi Note 8 Pro, то мы бы получили на выходе 1276 мегапикселей! Считается легко: (36*24)/(7,6*5,7)*64=1276 (МП).

Максимальный размер снимков составляет 9248 Х 6936 пикселей. Почти 10.000 пикселей по длинной стороне! Пропорции кадра 4:3 (не классические 3:2 у многих цифровых камер).

Используется оптика с F/1.89 и 5.43 мм фокусного расстояния с углом обзора на 79 градусов (по диагонали). В пересчете на Full Frame получаем ЭФР равную около 26 мм фокусного расстояния.

Другие свойства сенсора:

• для фокусировки используются фазовые датчики Super-PD (PDAF) + фокусировка по контрасту
• есть возможность снимать видео 4 К с размером кадра 3840 Х 2160 и 30 fps
• Full HD 60 fps
• есть возможность снимать slow motion видео HD с частотой 960 fps
• скорость серийной съемки основного модуля для фото составляет максимум 21 fps
• сенсор использует 10-bit ADC
• диапазон ISO 100-3200
• минимальная выдержка составляет 1/16.000 секунды
• средний вес 64 МП сника составляет 10-20 МБ, максимальный объем создаваемого JPEG-файла, что я видел, был больше 30 МБ
• оптической стабилизации нет

Сенсор ISOCELL Plus GW1 на других телефонах:

Этот же 64 МП сенсор используется и в других моделях:

• Samsung: A71, A70s, A81
• LG V60 ThinQ
• Vivo NEX 3
• LG V60 ThinQ
• Realme: XT, X2 PRO, X2, X50
• Xiaomi Redmi Note 8 Pro
• Xiaomi Redmi Note 9 Pro

А вот в Samsung Galaxy S20 и Samsung Galaxy S20 Plus используется уже сенсор второго поколения SAMSUNG CMOS Bright ISOCELL Plus GW2 (S5KGW2) с обычным RGB вместо TetraCell.

Еще 4 камеры:

Xiaomi Redmi Note 8 Pro 6/128GB имеет еще 4 камеры:

• Для макросъемки, с дистанцией фокусировки от 2 сантиметров, на 2 МП, снимает слабо даже по меркам телефонов
• Широкоугольная, с углом обзора на 120 градусов по диагонали, на 8 МП с диафрагмой F/2.2, снимает вполне сносно, но углы и края очень слабенькие
• Камера-датчик глубины резкости на 2 МП (сама она не создает изображение, но помогает во время съемки с размытым фоном)
• Передняя селфи-камера на 20 МП с F/2.0, снимает вполне сносно

Качество изображения и примеры фотографий на основную камеру 64 МП

При хорошем освещении сенсор работает на низких ISO и выдает неплохое качество изображения с достаточно высокой детализацией и динамическим диапазоном. Правда, даже на самом низком ISO 100 заметны артефакты от алгоритмов работы с изображением. В первую очередь в глаза бросается своеобразная рыхлость некоторых частей изображения.

При тщательном просмотре фотографий ощущается, что оптика не может справиться со всеми 64 мегапикселями. Края и углы изображения при просмотре 1:1 могут сильно терять в деталях.

Качество изображения сильно портится от использования встроенных фильтров изображения. При использовании фильтров, таких как “яркий” или “тусклый” и других подобных, сильно страдает детализация, а итоговое изображение при просмотре 1:1 выглядит как каша из пикселей. Лучше всего картинка выглядит с дефолтными настройками.

По умолчанию телефон впечатывает водяной знак, указывающий на модель телефона, с помощью которого был получен снимок. Своего рода встроенная реклама для тех, кому лень в настройках отключать данную функцию.

Как только ISO переходит порог в 140 единиц, в силу вступают более сильные алгоритмы шумоподавления, которые напрочь съедают детали изображения, после чего толку от 64 МП никакого нет. Алгоритмы сохраняют контуры объектов, но детали изображения полностью теряются. В таком случае лучше всего использовать интеллектуальный режим AI, который автоматически включит режим 16 МП и улучшит финальные снимки.

Режим Tetra HDR очень полезен и существенно улучшает динамический диапазон снимков. Я бы даже советовал почти всегда снимать в этом режиме. Чтобы он работал всегда – нужно отключить режим AI и включить HDR. С одновременно включенным HDR и AI функция HDR работает только по выбору AI. Чтобы камера снимала в этом режиме по умолчанию, нужно в меню выбрать “запомнить настройки”.

Цветопередача ничем особо плохим не страдает, а баланс белого камера устанавливает вполне корректно. Боке достаточно жесткое.

Примеры фотографий

Камера использовалась со стоковым обработчиком (программой), отвечающим за фото и видеосъемку.

Посмотреть и скачать исходные фотографии с основного сенсора Xiaomi Redmi Note 8 Pro можно на Google Drive по этой ссылке (много JPEG-файлов). В дальнейшем я планирую еще добавлять в галерею на Google Drive все новые и новые примеры фотографий.

UPDATE

Еще немного фотографий.

UPDATE 2

Видео с примерами можно глянуть здесь и здесь.

 

Мой опыт

Поначалу я был сильно и приятно удивлен возможностями основной камеры Xiaomi Redmi Note 8 Pro 6/128GB, особенно по присланным мне снимкам в Viber (пережатыми и уменьшенными). Но когда я забрал у мамы примеры фотографий на флешке и детально изучил их, мой запал немного угас. Все же часто видно, что снимок сделан на телефон. Хотя во многих случаях основной сенсор Xiaomi Redmi Note 8 Pro 6/128GB может выдать снимки с потрясающей, как для телефона, детализацией.

В социальных сетях здесь и здесь я спрашивал подписчиков, на что были получены прикрепленные фотографии. Мнения сильно разошлись – кто угадал сразу, что это телефон, кто-то выдвигал абсолютно другие предположения, что снято на зеркальные фотоаппараты, кто-то указывал марку объектива. Подобный опрос показывает, насколько сильно камерафоны эволюционировали в последнее время.

Субъективно: если абстрагироваться и попытаться сравнить, то основной модуль Xiaomi Redmi Note 8 Pro 6/128GB в целом еле дотягивает до уровня старых кропнутых фотоаппаратов с APS-C сенсором 2007-2010 годов и китовых объективов класса 18-55/3.5-5.6. Кому-то это покажется слабым результатом, но на самом деле это дает огромные возможности.

Материалы по теме

1. Влияние смартфонов
2. Субпиксели
3. Что дальше?
4. Битва Мегапикселей
5. Гигапиксели
6. Будущее любительской фототехники одной картинкой

Комментарии к этой заметке не требуют регистрации. Комментарий может оставить каждый.

Материал подготовил Аркадий Шаповал.