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No caigas en la expectativa de la cámara de 100MP

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24 Abr 2019
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Las cámaras de teléfonos inteligentes de alta resolución son bastante comunes en estos días, incluso a precios de rango medio. Pero la popular cámara de 48MP pronto podría ser reemplazada por sensores de mayor resolución.

Xiaomi promete un teléfono con cámara de 64MP a la vuelta de la esquina, con un modelo de 108MP en desarrollo también. Eso es 12,032 x 9,024 píxeles dentro de un teléfono inteligente.

Sin embargo, los megapíxeles no son todo cuando se trata de la calidad de la cámara. De hecho, es un engranaje pequeño en una máquina mucho más grande. Vea la calidad excepcional de la cámara de 12 megapíxeles de Google Pixel 3 en comparación con la incomparable OnePlus 7 Pro de 48MP. Las cámaras telefónicas de alta resolución están limitadas por el tamaño, el diseño y el aislamiento de los píxeles de la fotosita.

También hay que considerar el posprocesamiento de software y la calidad de la lente de la cámara. Estas todavía son áreas en las que los teléfonos inteligentes luchan mucho más que sus hermanos DSLR y deberían darnos una pausa antes de escoger las cámaras de 64 o 100MP demasiado pronto.

Conceptos básicos de conteo de megapíxeles
Los pequeños perfiles de altura y área disponibles dentro de los teléfonos inteligentes limitan el tamaño de los sensores de la cámara. Como resultado, los sensores de la cámara del teléfono con megapíxeles muy altos tienen tamaños de píxeles muy pequeños. 0,8 micras (µm) es muy común, mientras que los sensores de menor resolución, como el Pixel 3, tienen tamaños de píxeles más grandes de 1,4 µm. El punto clave es que el ruido y la diafonía entre píxeles aumenta con tamaños de píxeles más pequeños. El rango dinámico también disminuye debido a la falta de sensibilidad a la luz. Los píxeles más pequeños capturan menos luz que los más grandes, lo que resulta en un peor rendimiento con poca luz. Las paredes entre píxeles también son increíblemente delgadas y muy cerca también. Esto aumenta el riesgo de conversaciones cruzadas entre las células, lo que aumenta el ruido.

Los sensores han mejorado en este sentido, con la tecnología Isocell de Samsung que ayuda a resolver este problema. Aún así, los sensores pequeños de alta resolución suelen sufrir un peor rendimiento que los sensores de menor resolución del mismo tamaño. Para compensar su bajo rendimiento con poca luz, las cámaras modernas han recurrido a una tecnología llamada binning de píxeles.

Binning de píxeles falsifica los números

Los pequeños sensores de los teléfonos inteligentes deben lidiar con los límites de los píxeles submicrónicos y las implicaciones para el ruido y el rendimiento con poca luz, así como el deseo del consumidor de mejorar los detalles. Los resultados son sensores de imagen que admiten la agrupación de píxeles y ofrecen lo mejor de ambos mundos.
Estas cámaras no utilizan los filtros Bayer tradicionales para filtrar el color en los píxeles del sensor. En cambio, estos sensores usan filtros cuádruple Bayer, donde cuatro píxeles están cubiertos por un solo filtro de color. Esto produce solo 1/4 de la resolución de color, pero cerca de una resolución completa de sensibilidad a la luz.
Los algoritmos de imagen permiten cambiar entre la agrupación de píxeles o una toma aproximada de alta resolución. El sensor GW-1 de 64MP de Samsung llama a esta tecnología Tetracell. La compañía utiliza algoritmos de re-mosaico, combinados con una tecnología de súper resolución, para producir tomas de alta resolución, mientras que el promedio de píxeles mejora las tomas con poca luz.

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Esto definitivamente no es equivalente a un sensor de filtro Bayer de resolución completa. El GW-1 proporciona datos de color de solo 16MP, con algunos datos de contraste adicionales. El algoritmo de re-mosaico extraerá un poco más de detalles que un sensor normal de 16MP, pero ciertamente no se acercará a detalles de 64MP.

En nuestra experiencia, el nivel de detalle al cambiar entre la agrupación de píxeles no es enorme. Muchos teléfonos, como el Redmi Note 7 Pro, en realidad funcionan mejor con la agrupación de píxeles activada. Esto se debe al rendimiento superior de captura de luz y porque el algoritmo de re-mosaico produce resultados regulares. Por esta razón, los fabricantes suelen usar el binning de píxeles en lugar de ofrecer a los usuarios imágenes de alta resolución.

En papel versus resolución real

Poco a poco vamos juntando el hecho de que la resolución que figura en la hoja de especificaciones de una cámara puede no representar el nivel de detalle que se ve en el producto final. Hay un componente clave final para esta imagen: la relación entre lentes y resolución.

La lente de la cámara es responsable de enfocar la luz en el sensor de la cámara, produciendo un disco Airy o área focal de un tamaño específico que aterriza en el sensor de la cámara. El tamaño del disco Airy define cómo caerán los fotones difractados en el sensor de imagen a medida que pasan a través de la lente. Un tamaño de disco Airy que cubre múltiples píxeles da como resultado una pérdida de nitidez y detalle. En otras palabras, una lente de baja calidad reduce la resolución resoluble del sensor de imagen.

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Los sensores de cámara pequeños están más limitados por difracción a valores de apertura más grandes. Por lo tanto, los sensores más pequeños no solo requieren aperturas más amplias para permitir que más luz llegue a los pequeños píxeles, sino también para garantizar que la luz pueda enfocarse con suficiente precisión. Desafortunadamente, las lentes de teléfonos inteligentes de gran apertura son muy difíciles de construir sin introducir nuevos problemas de distorsión de aberración de lentes.

Un último punto a considerar: los sensores de 100MP serán más grandes que los sensores de hoy, ampliando su campo de visión. Los teléfonos inteligentes ya tienen campos de visión bastante amplios debido a la proximidad entre la lente y el sensor. La prevención de un mayor ensanchamiento y los problemas de distorsión de la lente asociados requieren una distancia focal más larga, lo que aumenta el efecto de profundidad de campo de la lente. Combinado con una apertura más amplia, deja un área más pequeña de enfoque perfecto para sus disparos. Eso está bien para los retratos, pero no es tan bueno para las tomas de paisajes donde las grandes resoluciones son más beneficiosas. Alternativamente, podemos ver que los teléfonos usan factores de recorte más grandes para reducir la distorsión de la lente y, por lo tanto, tirar muchos de estos píxeles adicionales.

La conclusión es que los teléfonos inteligentes de 100MP no pueden tener su pastel y comerlo en un formato de teléfono inteligente tradicional. Hay problemas de tamaño, calidad de lente, enfoque y campo de visión con los que lidiar, mientras que solo proporcionan beneficios cuestionables a una resolución real resoluble

La cámara de 64 megapíxeles de Realme: un primer vistazo

Basta con la teoría, veamos algunas fotos reales. Realme compartió un par de imágenes de muestra de resolución completa de su próximo teléfono de 64MP (a través de The Verge). Haga clic en los siguientes enlaces para ver la imagen completa. Tenga en cuenta que estos son unos 41MB y 46MB cada uno en tamaño.

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https://cdn57.androidauthority.net/wp-content/uploads/2019/08/Redmi-64MP-sample-shot-1.jpg

https://cdn57.androidauthority.net/wp-content/uploads/2019/08/Redmi-64MP-sample-shot-2.jpg

Las muestras se ven fantásticas a pantalla completa, pero recortemos para ver exactamente qué tan nítidos y limpios son los detalles. Recuerde, no tiene sentido estos enormes archivos de imagen si los detalles más pequeños no se resuelven con esta cámara de 64MP.

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El recorte del 100% de la primera toma resalta exactamente el tipo de problemas que hemos cubierto en este artículo. Hay una gran cantidad de ruido en varias superficies, particularmente en el espacio detrás de la escalera. Cualquier sensación de profundidad se ha ido completamente de esa área.

Para contrarrestar este problema, se utiliza mucho el ruido que produce manchas de color, particularmente en las texturas de las plantas. También hay un paso de afilado pesado que produce un efecto de halo alrededor de los bordes de la escalera y las cercas. Si bien es un intento justo de darnos una buena imagen para ampliar, faltan detalles casi por completo.

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Es una historia similar en este segundo ejemplo. Las líneas duras en los edificios vuelven a resaltar los problemas de sobreenfoque y ruido. Sin embargo, en esta toma también hay artefactos claros del algoritmo de re-mosaico. No está claro qué se supone que es la mancha azul detrás del estadio (¿probablemente una piscina?), Pero tenga en cuenta el efecto de pintura al óleo en esa área, donde los detalles se ven borrosos y borrados de los pases de procesamiento posterior. Una vez más, los árboles, balcones, ventanas, techos y pilares se pueden ver bien, pero los detalles no se pueden distinguir. Un zoom de alta resolución de calidad produce una imagen mucho más suave y de aspecto más realista.

El procesamiento de imágenes puede mejorar a medida que Realme afina su teléfono inteligente, pero solo hay mucho por hacer. En el mejor de los casos, esta cámara puede proporcionar tomas decentes de 16 o tal vez incluso de 32MP, pero está claro que no se pueden obtener 64MP de calidad sin pérdidas. Por supuesto, pocas cámaras se ven completamente limpias con un recorte del 100%, pero para comparar, aquí está mi Nikon D3300 económica al 100% de su sensor de 24MP.

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Esa es la gran diferencia en la presentación de imágenes. Está claro que un recorte del 100% de esta DSLR de nivel de entrada es mucho más utilizable que las muestras Realme recortadas de 64MP.

Pros y contras de los teléfonos de 100MP

Es fácil jugar al pesimista con las nuevas tecnologías. Muchos de los posibles inconvenientes mencionados anteriormente dependen de cómo se implementen estos sensores de súper alta resolución. El sensor de 108MP de Samsung cuenta con un gran tamaño de sensor de 1 / 1.33 pulgadas con píxeles de 0.8µm. Con suerte, esto significa que el rendimiento del ruido no será peor que los sensores actuales y el sensor grande debería capturar mucha luz para la agrupación de píxeles.

Las cámaras de alta resolución pueden ser de gran ayuda para acercar o crear impresiones de grandes detalles. Samsung y Xiaomi se han jactado de las capacidades de zoom 2x mientras conservan una imagen de 27MP. Eso suena bastante bien y significa que los teleobjetivos podrían reservarse para un zoom de mayor distancia a 3x o 5x, al estilo de Huawei.

El verdadero problema es que parece poco probable, al menos para mí, que las lentes de las cámaras de los teléfonos inteligentes puedan resolverse cerca de la resolución completa de estos sensores. La captura de detalles de la imagen no estará cerca del recuento de megapíxeles sugerido, debido al uso de filtros cuádruple Bayer y lentes de limitación de difracción. Las primeras imágenes de 64MP Realme confirman mis temores. Mientras tanto, las cámaras de 100MP requieren aún más procesamiento de imágenes y consumo de energía, sin mencionar los tamaños de archivo potencialmente enormes.

Es más probable que los fabricantes usen estos sensores para producir imágenes atractivas y de menor resolución. Ya hemos tocado el binning de píxeles para poca luz. Los fabricantes también podrían usar algoritmos de sobremuestreo y disminución de muestreo para reducir los artefactos de resolución antes mencionados mientras siguen produciendo tomas detalladas de luz diurna. Simplemente no a resolución completa.

En última instancia, estos enormes números de megapíxeles son principalmente de marketing. Se están realizando muchos avances en la fotografía móvil, incluida la calidad de los sensores de alta resolución. Pero no se sorprenda si los primeros teléfonos con más de 100 megapíxeles no cumplen con las expectativas.

Fuente: Don't fall for the 100MP camera hype
 
segnini

segnini

La familia es lo primero
Admin
SuperMod
#4
Yo veo ambas cosas - dependiendo de lo que se busque, obviamente la calidad de la imagen es importante pero también lo es su tamaño, en la práctica puede indicar mayor nivel de detalle, sobre todo al re encuadrar o editar una foto.
 

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