Inhalt

• Die Wichtigkeit von Pixeln oder Fotoseiten
• Der Pixel-Binning-Ansatz
• Wer nutzt gerade Pixel Binning?
• Abnehmende Renditen?

Im vergangenen Jahr tauchte der Begriff „Pixel Binning“ regelmäßig auf, wenn es um Smartphone-Fotografie geht. Der Begriff ruft nicht gerade Aufregung hervor, aber er ist ein Merkmal, das heutzutage viele Handys mit Strom versorgt.

Was ist dann Pixel-Binning? Werfen Sie mit uns einen Blick auf eine der führenden Fotofunktionen für Smartphones auf dem Markt.

Die Wichtigkeit von Pixeln oder Fotoseiten

Um das Binning von Pixeln zu verstehen, müssen wir verstehen, was ein Pixel in diesem Kontext eigentlich ist.Die fraglichen Pixel werden auch als Fotosites bezeichnet und sind physikalische Elemente eines Kamerasensors, die das Licht während der Fotografie erfassen.

Die Pixelgröße wird normalerweise in Mikrometern (ein Millionstel eines Meters) gemessen, wobei alles bei oder unter einem Mikrometer als klein angesehen wird. Die Kameras iPhone XS Max, Google Pixel 3 und Galaxy S10 bieten große 1,4-Mikrometer-Pixel.

Natürlich möchten Sie, dass Ihre Pixel immer groß sind, da ein größerer Pixel einfach mehr Licht als ein kleinerer Pixel erfassen kann. Die Fähigkeit, mehr Licht einzufangen, bedeutet eine bessere Leistung in der Kneipe oder in der Dämmerung, wenn wenig Licht zur Verfügung steht. Die Kamerasensoren von Smartphones müssen jedoch klein sein, damit sie in die heutigen schlanken Rahmen passen - es sei denn, Sie haben nichts dagegen, dass die Kamera stößt.

Die geringe Sensorgröße des Smartphones bedeutet, dass die Pixel auch klein sein müssen, es sei denn, Sie verwenden einfach weniger Pixel (d. H. Einen Sensor mit niedrigerer Auflösung). Der andere Ansatz besteht darin, mehr Pixel zu verwenden (d. H. Einen Sensor mit höherer Auflösung). Sie müssen jedoch entweder die Größe des Sensors erhöhen und eine Unebenheit beseitigen oder die Pixel noch weiter verkleinern. Wenn Sie die Pixel noch weiter verkleinern, wirkt sich dies nachteilig auf die Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen aus. Aber hier kann das Pixel-Binning einen Unterschied machen.

Der Pixel-Binning-Ansatz

Ein 12-Megapixel-Bild, aufgenommen mit der 48-Megapixel-Ehrenansicht 20.

Zusammenfassend ist Pixel-Binning ein Prozess, bei dem Daten aus vier Pixeln zu einem zusammengefasst werden. Ein Kamerasensor mit winzigen 0,9-Mikrometer-Pixeln liefert also Ergebnisse, die 1,8-Mikrometer-Pixeln entsprechen, wenn Sie eine Pixel-Binned-Aufnahme machen.

Stellen Sie sich den Kamerasensor, wie wir in unserem 48-Megapixel-Kamera-Erklärer gesagt haben, als Hof vor und die Pixel / Fotoseiten als Eimer, in denen Regen im Hof ​​gesammelt wird. Sie können entweder viele kleine Eimer in den Hof stellen oder stattdessen mehrere große Eimer. Pixel-Binning ist jedoch im Wesentlichen das Äquivalent dazu, alle kleinen Eimer bei Bedarf zu einem riesigen Eimer zusammenzufassen.

Der größte Nachteil dieser Technik ist, dass Ihre Auflösung bei der Aufnahme einer pixelgenauen Aufnahme effektiv durch vier geteilt wird. Das bedeutet, dass eine Binned-Aufnahme auf einer 48-Megapixel-Kamera tatsächlich 12 Megapixel beträgt, während eine Binned-Aufnahme auf einer 16-Megapixel-Kamera nur vier Megapixel beträgt.

Pixel-Binning wird im Allgemeinen durch die Verwendung eines Quad-Bayer-Filters bei Kamerasensoren ermöglicht. Ein Bayer-Filter ist ein Farbfilter, der in allen Sensoren von Digitalkameras verwendet wird, der auf den Pixel- / Fotoseiten sitzt und ein Bild in den Farben Rot, Grün und Blau aufzeichnet.

Ihr Standard-Bayer-Filter besteht zu 50 Prozent aus Grünfiltern, zu 25 Prozent aus Rotfiltern und zu 25 Prozent aus Blaufiltern. Laut der Fotoquelle Cambridge in Colour soll diese Anordnung das menschliche Auge imitieren, das für grünes Licht empfindlich ist. Sobald dieses Bild aufgenommen wurde, wird es interpoliert und zu einem endgültigen Vollfarbbild verarbeitet.

Ein Vierfach-Layer-Filter gruppiert diese Farben jedoch in Vierergruppen und verwendet dann eine softwarebasierte Array-Konvertierungsverarbeitung, um das Pixel-Binning zu ermöglichen. Die Cluster-Anordnung liefert zusätzliche Lichtinformationen während des Array-Konvertierungsprozesses, sodass es besser ist, als nur auf 48 MP zu interpolieren / zu skalieren. Schauen Sie sich das obige Bild an, um zu sehen, wie der Vierfachfilter funktioniert. Beachten Sie, dass sich die Gruppierung der verschiedenen Farben vom herkömmlichen Vierfachfilter unterscheidet. Sie werden auch feststellen, dass es immer noch möglich ist, 50 Prozent Grünfilter, 25 Prozent Rotfilter und 25 Prozent Blaufilter anzubieten.

Durch die Verwendung eines Vierfach-Schichtenfilters und Pixel-Binning erhalten Sie den Vorteil von Aufnahmen mit hoher Auflösung bei Tag und Aufnahmen mit niedriger Auflösung bei Nacht. Und diese Nachtbilder sollten heller sein und über den Vollauflösungs-Schnappschuss weniger Rauschen bieten.

Wer nutzt gerade Pixel Binning?

Wenn ein Hersteller ein Telefon mit einer 32-MP-, 40-MP- oder 48-MP-Kamera besitzt, wird diese Funktion fast garantiert angeboten. Prominente Geräte in dieser Hinsicht sind die Xiaomi Redmi Note 7-Serie, Xiaomi Mi 9, Honor View 20, Huawei Nova 4, Vivo V15 Pro und das ZTE Blade V10.

Wir sehen aber auch Marken mit Kameras mit niedrigerer Auflösung, die Pixel-Binning-Optionen anbieten, wie z. B. G7 ThinQ und V30 ThinQ von LG. Diese Geräte bieten einen Super-Bright-Modus für ihre 16-Megapixel-Kameras. Durch Pixel-Binning erhalten wir hellere 4-Megapixel-Aufnahmen. Wir haben sogar gesehen, dass Marken wie Xiaomi 16MP- und 20MP-Kameras mit Pixel-Binning verwenden, wie die Xiaomi Redmi S2 und Mi A2.

Deutlich höher auflösende Kameras scheinen für diese Technik besser geeignet zu sein (insbesondere bei Kameras mit Rückfahrkamera), da die Ausgabeauflösung nicht niedrig ist. Aber du fragst dich auch, wie hoch du gehen kannst. Nun, ein neues Interview legt nahe, dass 64MP- und 100MP + -Kameras in Arbeit sind.

Abnehmende Renditen?

Ein Manager von Qualcomm sagte MySmartPrice Marken werden im Laufe dieses Jahres 64MP- und 100MP + -Smartphones auf den Markt bringen. Dies könnte 16MP bzw. mindestens 25MP Pixel-Binned-Aufnahmen ergeben. Aber wenn diese ultrahochauflösenden Kameras nicht über massive Sensoren für all diese Pixel verfügen (während die Pixel immer noch eine vergleichbare Größe wie 48-Megapixel-Sensoren haben), werden wir möglicherweise enttäuscht sein.

Wenn wir eine 64-Megapixel-Kamera mit winzigen 0,5-Mikrometer-Pixeln haben, entspricht eine Pixel-Binned-Aufnahme effektiv einem 16-Megapixel-Bild mit einem Mikrometer-Pixel. Ein Hersteller würde also all diese Anstrengungen unternehmen, um Ergebnisse zu erzielen, die denen der OnePlus 6T Selfie-Kamera oder der Hauptkamera des LG G7 ähneln. Warum nicht einfach einen 12-Megapixel-Sensor wie den von Google Pixel oder Samsung Galaxy S10 verwenden?

Eine Möglichkeit besteht darin, dass diese ultrahochauflösenden Kameras Daten aus noch mehr Pixeln kombinieren könnten, um die Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen zu steigern. Es ist jedoch unklar, ob dies gerade noch über Pixel-Binning möglich ist. Dennoch verwendete das Nokia 808 PureView ein sogenanntes Oversampling-Verfahren, um Daten von bis zu 14 Pixeln für eine sauberere 3MP-Aufnahme zu kombinieren. Und wenn 3MP für Ihren Geschmack zu niedrig ist, konnte die Kamera auch Daten aus acht Pixeln für einen besseren 5MP-Schnappschuss (oder Daten aus fünf Pixeln für eine 8MP-Aufnahme) kombinieren.

Auch wenn ultrahochauflösende Kameras bald nicht mehr zum Tragen kommen, zeigt die aktuelle Auswahl an 40MP- und 48MP-Sensoren bereits beeindruckende Ergebnisse bei der Verwendung von Pixel-Binning. Dank immer besser werdender Funktionen wie Nachtmodi, besserem Zoom und intelligenten KI-Funktionen gibt es derzeit viel Potenzial für bessere Smartphone-Fotos.