Το δικό σου κινητό έχει… super pixel;

Μια φορά κι έναν καιρό, τα κινητά – αλλά και οι ψηφιακές κάμερες – είχαν αισθητήρες που δεν έφταναν ούτε το 1 megapixel. Σήμερα οι αριθμοί έχουν πολλαπλασιαστεί αλλά, εσχάτως, φαίνεται πως έχουμε περιέλθει σε μια κατάσταση όπου, μπορεί οι αισθητήρες να διαφημίζονται ως έχοντες πολλές δεκάδες megapixels, η τελική φωτογραφία που παίρνουμε, όμως, παραμένει γύρω στα 12 megapixels. Τι συμβαίνει;

Προτού αναλύσουμε το τι είναι το «Super Pixel», θα πούμε πως, ναι, τα 12 megapixels φαίνεται πως είναι το όριο για τα μεγέθη των αισθητήρων που μπορούν να μπουν σε ένα smartphone. Αυτό, όμως, που μπορεί να αλλάξει σημαντικά, είναι η τελική ποιότητα της παραγόμενης εικόνας. Όσο κι αν βελτιώνονται οι αλγόριθμοι επεξεργασίας των δεδομένων που καταγράφει ένας αισθητήρας, υπάρχει ένα όριο. Αν θέλουμε καλύτερη ποιότητα ή/και μεγαλύτερη ανάλυση, θα πρέπει να βελτιώσουμε τον ίδιο τον αισθητήρα.

Δυστυχώς για τους σχεδιαστές, η φυσική υπαγορεύει πως, αν θες καλύτερες φωτογραφίες, χρειάζεσαι μεγαλύτερο μέγεθος pixel, έτσι ώστε να λαμβάνει περισσότερο φως. Οι αισθητήρες, όμως, έχουν πολύ περιορισμένο μέγεθος και η κατάσταση χειροτερεύει όσο αυξάνουμε την ανάλυση του αισθητήρα, δηλαδή το πόσα pixels έχει στην επιφάνειά του, απλά διότι το κάθε pixel περιβάλλεται από «νεκρό» χώρο, ο οποίος απαιτείται για να περνάνε γραμμές των σημάτων του αισθητήρα. Εκτός αυτού, η επιφάνεια του αισθητήρα είναι χωρισμένη σε υπο-pixels 2×2 με ένα τρίχρωμο φίλτρο (Bayer filter) να ξεχωρίζει τα υπο-pixels σε χρώματα: δύο πράσινα, ένα κόκκινο κι ένα μπλε. Πρακτικά, ο οποιοσδήποτε αισθητήρας έχει τετραπλάσιο αριθμό pixels από αυτόν που δηλώνεται ονομαστικά, επειδή χρειάζονται 4 υπο-pixels για να παραχθεί κάθε ένα pixel της τελικής εικόνας.

Εδώ ερχόμαστε στην έννοια του Super Pixel. Οι σχεδιαστές αποφάσισαν να ομαδοποιήσουν διαφορετικά τα pixels, όπως φαίνεται και στη σχετική εικόνα: αντί να υπολογίζεται το κάθε pixel απλά λαμβάνοντας υπ’ όψιν τα υπο-pixels που το αποτελούν, δηλαδή το τι κατέγραψε το κόκκινο, το μπλε και τα δύο πράσινα υπο-pixels, λαμβάνουν υπ’ όψιν τις τιμές ολόκληρης της ομάδας. Προφανώς, αυτό γίνεται μέσω κώδικα και το πλεονέκτημα είναι πως, όταν ο χρήστης (ή η ευφυία της κάμερας) θέλει μεγάλη ανάλυση, μπορεί να χρησιμοποιήσει όλα τα pixels ξεχωριστά, ως συνήθως. Όταν όμως το φως δεν επαρκεί, μπορεί να χρησιμοποιήσει τον αισθητήρα σε Super Pixel mode έτσι ώστε να καταγράψει περισσότερη λεπτομέρεια σε συνθήκες όπου οι συμβατικοί αισθητήρες θα είχαν πρόβλημα. Προφανώς, το τίμημα είναι πως η τελική εικόνα είναι χαμηλότερης ανάλυσης – το 1/4 για την ακρίβεια – αλλά πολύ καλύτερης ποιότητας.

Απλούστατα, οι κατασκευαστές έλυσαν το πρόβλημα του μεγέθους του κάθε υπο-pixel, που δε μπορεί να μεγαλώσει διότι το συνολικό μέγεθος του αισθητήρα είναι συγκεκριμένο. Θες φωτογραφίες μεγάλης ανάλυσης; Κανένα πρόβλημα, χρησιμοποιείς όλα τα διαθέσιμα pixels του αισθητήρα ένα προς ένα. Θες φωτογραφίες καλής ποιότητας σε προβληματικές συνθήκες; Θυσιάζεις την ανάλυση, ομαδοποιώντας τα pixels σε ομάδες από Super Pixels και αυξάνεις την ευαισθησία!

Ο πρώτος αισθητήρας που τα κάνει όλα αυτά, είναι ο IMX376 της Sony, τον οποίο βρίσκουμε στο Mi A2 της Xiaomi. Το δικό σου smartphone έχει Super Pixel;