Beberapa tahun yang lalu, kamera smartphone berbeda. Pada 2017, Google Pixel 2, Samsung Galaxy Note 8, dan Apple iPhone 8 memiliki sensor 12 (ish) megapiksel yang menggerakkan kamera belakang mereka. Maju cepat ke hari ini, dan sebagian besar ponsel, dari Google Piksel 7 Pro ke Samsung Galaxy S23 dan Galaxy 23+, memiliki sensor utama 50 megapiksel, dan Samsung Galaxy S23 Ultra fitur penembak 200 megapiksel. Apple pun bijak dengan menyematkan kamera utama 48 megapiksel di iPhone 14 Pro terbarunya.

VIDEO ANDROIDPOLICE HARI INI

Hitungan megapiksel pada kamera ponsel Android telah menggelembung hingga mencapai ratusan. Jika Anda telah menggunakan salah satu kamera megapiksel tinggi ini, Anda mungkin memperhatikan bahwa mereka tidak menghasilkan gambar 50 megapiksel atau 200 megapiksel secara default. Seri Pixel 7 bahkan tidak memiliki opsi untuk menyimpan bidikan resolusi penuh. Jadi kemana perginya semua piksel itu?


Apa itu pixel binning?

Binning piksel adalah proses menggabungkan beberapa piksel yang berdekatan untuk membuat superpiksel. Dalam pemrosesan data, binning adalah proses yang mengurutkan titik data ke dalam grup (atau bin). Dalam fotografi digital, titik data yang dibuang adalah piksel individual, terkadang disebut sebagai photosites.

Bergantung pada resolusi penuh sensor gambar di kamera ponsel Anda, piksel dikelompokkan menjadi empat atau sembilan grup (Anda mungkin melihat ini dijelaskan sebagai “tetra-binning” atau “nona-binning”). Galaxy S23 Ultra menggunakan pixel binning untuk menggabungkan kelompok 16 piksel yang berdekatan, menggunakan sensor gambar 200 megapikselnya untuk mengambil foto 12,5 megapiksel (pemeriksaan matematika: 200 ÷ 16 = 12,5). Di Pixel 7 dan Pixel 7 Pro, rangkaian empat piksel digabungkan untuk menghasilkan foto 12,5 megapiksel (50 ÷ 4 = 12,5).

Proses binning piksel.

Apa yang dicapai dengan pixel binning?

Tetapi mengapa melakukan ini sama sekali? Kami mengajukan pertanyaan ke Judd Heape, wakil presiden Qualcomm manajemen produk untuk kamera, visi komputer, dan video. Jawabannya adalah sensitivitas cahaya dan kendala ruang.

Di permukaannya, sensor kamera memiliki ribuan piksel, yang merupakan unit terpisah yang mendeteksi cahaya. Saat resolusi kamera smartphone meningkat, jumlah piksel pada permukaan sensor tersebut juga meningkat. Meskipun menjejalkan lebih banyak piksel ke area fisik yang sama membuat kamera ponsel Anda lebih mampu melihat detail halus, ini membatasi seberapa baik kamera dapat berfungsi dalam cahaya redup dan menghasilkan rentang dinamis yang lebih rendah dalam foto.

“Piksel kecil tidak dapat menangkap banyak cahaya,” jelas Heape. “Ini fisika dasar.” Dan piksel smartphone modern berukuran kecil. Ukuran piksel sekitar 1 μm (satu mikrometer, atau mikron) adalah hal yang umum. Singkatnya, sehelai rambut manusia rata-rata memiliki ketebalan sekitar 80 μm.

Piksel yang lebih besar biasanya berarti kualitas gambar yang lebih baik, terutama dalam cahaya redup. Ukuran piksel penting karena semakin kecil piksel, semakin sedikit luas permukaan yang harus mengumpulkan cahaya yang masuk. Semuanya setara, sensor dengan piksel 0,8 μm menghasilkan gambar yang lebih redup daripada sensor dengan piksel 1,2 μm.

Pabrikan dapat melakukan beberapa hal untuk mengatasi hal ini. Kamera smartphone biasanya menggabungkan informasi dari beberapa bingkai dalam teknik yang disebut fotografi komputasional, menggunakan perangkat lunak untuk membuat satu gambar yang berisi data dari beberapa foto. Ada juga opsi untuk menggunakan sensor fisik yang lebih besar, yang memungkinkan area permukaan setiap piksel lebih banyak untuk mengumpulkan cahaya.

Google menggunakan sensor 1/1,31 inci yang relatif besar untuk kamera utama dalam seri Pixel 7, yang memberikannya ukuran piksel yang relatif besar dan jumlah megapiksel yang tinggi. Namun, pendekatan ini membutuhkan lebih banyak ruang internal untuk perangkat keras kamera, yang berarti lebih sedikit ruang untuk bagian lain, seperti baterai, atau tonjolan kamera yang unik, seperti yang terlihat di ponsel Pixel Google baru-baru ini.

Piksel kecil tidak dapat menangkap banyak cahaya. Itu fisika dasar.

Bagaimana cara kerja pixel binning?

Pixel binning menggabungkan piksel yang berdekatan untuk membuat “superpiksel” besar artifisial yang memiliki sensitivitas cahaya lebih tinggi daripada yang dilakukan photosites konstituennya sendiri. Di sebagian besar kamera digital, setiap piksel pada sensor gambar memfilter cahaya untuk mengumpulkan panjang gelombang tertentu saja. Secara garis besar, 25% piksel disetel ke lampu merah, 25% disetel ke lampu biru, dan 50% disetel ke lampu hijau (hijau mendapat representasi tambahan karena mata manusia lebih sensitif terhadap lampu hijau daripada warna lain. ).

Saat ponsel menggunakan pixel binning, prosesor sinyal gambar (ISP)-nya merata-rata input dari set empat (atau sembilan, atau 16) piksel tetangga berwarna serupa menjadi superpiksel untuk menghasilkan data gambar. Hasilnya, kata Heape, adalah trade-off: “Resolusi turun, sensitivitas cahaya naik.”

Anda tidak bisa meniru kinerja cahaya redup dari piksel besar secara fisik dengan menggabungkan piksel yang lebih kecil. Seperti yang dikatakan Heape, “Jarak di antara mereka tidak terlalu kecil,” jadi pixel binning dapat menyebabkan artifak tambahan. Ingat, kita berurusan dengan pecahan dari lebar rambut literal. Jarak antar piksel bersifat mikroskopis, dan perangkat lunak telah menjadi ahli dalam mengisi celah data kecil yang diperkenalkan dengan teknik seperti pixel binning.

binning piksel 'nona'

Tidak ada binning.

Karena pixel binning dapat mengatasi kekurangan cahaya rendah yang melekat pada sensor kamera dengan piksel kecil, ini juga berarti bahwa fitur yang bergantung pada resolusi megapiksel tinggi tidak harus eksklusif untuk ponsel dengan sensor kamera yang sangat besar. Misalnya, banyak ponsel unggulan baru mendukung perekaman video 8K, yang tidak mungkin dilakukan dengan sensor kamera 12 megapiksel yang lebih tradisional.

Semua megapiksel itu juga bagus untuk masuk tanpa menggunakan lensa telefoto khusus. Seperti yang dijelaskan Heape, “Dalam kondisi pencahayaan yang memadai, kemampuan sensor beresolusi tinggi dapat dimanfaatkan untuk mencapai kualitas zoom digital yang sangat baik.” Tetapi sebagian karena S23 Ultra dapat menggabungkan kelompok 16 piksel untuk mengeluarkan gambar diam 12,5 megapiksel, kinerja cahaya rendahnya lebih baik daripada yang Anda lihat dari kamera beresolusi lebih rendah dengan piksel dengan ukuran 0,6μm yang sama.

Pixel binning: Sihir, pada dasarnya

Pixel binning adalah solusi kreatif untuk keterbatasan fisik yang disebabkan oleh jumlah megapiksel yang terus meningkat pada sensor gambar yang harus tetap kecil agar muat di dalam ponsel kita. Ini dengan cepat menjadi standar industri, dan tidak sulit untuk mengetahui alasannya. Ini memberikan foto yang akurat secara visual dalam pencahayaan yang jika tidak memerlukan ISO tinggi yang memicu noise atau waktu pemaparan yang cenderung buram. Ini tidak terlalu ajaib, tetapi ini adalah rekayasa yang cerdas. Dan sungguh, bukankah mereka hampir sama?

Mengambil foto seperti pro

Apakah Anda merasa fotografi? Lihat kami perbandingan kamera pada ponsel Google Pixel 7 dan Google Pixel 7 Pro. Kami juga memiliki tips tentang cara mengedit foto Anda di Foto Google Dan cara mengambil dan mengedit foto RAW di Android.

By Tobi