Подробней о Sony IMX378 — камере BlackBerry KEYone

Одной из отличительных особенностей нового смартфона BlackBerry KEYone стала его камера — Sony IMX378. Точно такая же, как та, что использовалась в смартфонах серии Google Pixel, и позволила им стать лидерами в области мобильной фотографии. Производитель обещает, что BlackBerry KEYone позволит снимать качественные фотографии при любом освещении, но для тех, кого интересуют все технические детали, мы публикуем подробное описание камеры и расскажем о том, какие технологии позволили Sony IMX378 стать лучшей мобильной камерой.

Спецификации BlackBerry KEYone

Основная камера

12MP камера с автофокусом и большим размером пикселей
Запись видео с разрешением 4K с частотой 30 кадров в секунду
Фазированный автофокус (PDAF), быстрая блокировка фокусировки
6-элементный HDR объектив f2.0
Двухтональная вспышка
4-кратный цифровой зум
Непрерывный и настраиваемый фокус, распознавание лиц, стабилизация изображения
Панорама, серийная съемка, живые фильтры
Улучшенное качество съемки при недостаточном освещении Low Light Enhancement

Фронтальная камера

8MP камера с фиксированным фокусом, F2.2
Размер пикселя 1.125um
Поле зрения объектива 84˚
Стабилизация фото и видео
Запись видео с разрешением 1080p HD с частотой 30 кадров в секунду
Светодиодная вспышка
Режим селфи панорама
Улучшенное качество съемки при недостаточном освещении Low Light Enhancement

Stacked BSI CMOS

Технология обратной засветки является чрезвычайно полезной функцией, которая в последние годы стала почти стандартом для флагманских смартфонов, начиная с HTC Evo 4G, выпущенного в 2010 году. Обратная засветка позволяет камере захватывать значительно больше света благодаря перемещению сетки проводников, которая традиционно располагалась перед фотоэлементами, на заднюю часть датчика.

Удивительно, но в отличие от большинства технологий используемых при создании камер, обратная засветка первоначально появилась в камерах телефонов, а не зеркалках, во многом благодаря трудностям с созданием BSI датчиков больших размеров. Первый BSI APS-C сенсор Samsung S5KVB2, устанавливался в камере NX1 с 2014 года, а первым полноформатным датчиком стал Sony Exmor R IMX251, использованный в Sony α7R II в прошлом году.

Технология Stacked BSI CMOS уходит еще на шаг дальше, перемещая большую часть схемы с переднего слоя на несущую подложку за фотодиодами. Это не только позволяет Sony существенно уменьшить размер сенсора (позволяя более крупным сенсорам иметь одинаковую площадь), но также позволяет Sony печатать пиксели и схемы отдельно (даже при разных производственных процессах), снижая риск дефектов и используя специализированные технологии.

PDAF

Датчик IMX378 получил фазовый автофокус, который в прошлом году использовалось для телефонов Nexus, но не поддерживался предыдущей камерой IMX377. Система фазового автофокуса позволяет камере эффективно использовать различия в интенсивности света между различными точками на датчике, чтобы определить, находится ли объект, на котором фокусируется камера, перед или за точкой фокусировки, и соответствующим образом отрегулировать настройки. Это огромное улучшение как по скорости, так и по точности по сравнению с традиционным автофокусом на основе контраста, который применялся на камерах в прошлом. В результате мы наблюдаем взрыв в выпуске телефонов с использованием PDAF и эта технология стала модной и используется в маркетинге камер по всей отрасли.

Хотя нужно отметить, что фазированный автофокус работает не так быстро, как Dual Photodiode PDAF, который используется в Samsung Galaxy S7 (также известный как «Dual Pixel PDAF» и «Duo Pixel Autofocus»), и позволяет использовать каждый пиксель для фазового детектирования, включая два фотодиода на пиксель.

High Frame Rate

В последнее время много говорят о камерах с высокой частотой кадров (как для потребительских устройств, так и для профессионального кинематографа). Возможность снимать с более высокой частотой кадров может использоваться как для создания невероятно плавных видеороликов с оптимальной скоростью (что может быть фантастическим для спорта, так и других сценариев в которых присутствуют быстро движущиеся объекты) и создавать действительно интересные видео используя слоумо.

К сожалению, обрабатывать видео с более высокой частотой кадров совсем не просто, и даже когда ваш датчик камеры может снимать с более высокой частотой кадров, процессору обработки изображения телефона может быть нелегко. Именно поэтому, когда IMX377, используемый в Nexus 5X и 6P, мог снимать видео с разрешением 720p и с частотой 300 Гц (кадров в секунду) и 1080p видео с частотой 120 Гц, мы получили только 720p видео с частотой 120 Гц на Nexus 5X и 720p видео с частотой 240 Гц на 6P. Датчик IMX377 также мог снимать видео 4K с частотой 60 Гц, но несмотря на это устройства Nexus были ограничены частотой 30 Гц.

Телефоны Pixel могут снимать 1080p видео с частотой 120 Гц и 720p видео с 240 Гц, частично благодаря улучшениям, связанными с особенностями датчика IMX378, который позволяет увеличивать частоту до 240 Гц при 1080p.

Камера IMX378 также способна снимать фотографии в режиме полного разрешения, увеличивая частоту до 60 Гц при 10-битном выходе и 40 Гц при 12-битном выходе, что должно способствовать уменьшению размытости изображения при движении и при использовании HDR+.

SME-HDR

Традиционно, режим HDR для видео является компромиссом. Вам либо пришлось бы сократить частоту кадров в два раза, либо в два раза уменьшить разрешение. В результате многие OEM-производители не используют поддержку этого режима. Samsung и Sony входят в число немногих производителей, которые его реализуют, но даже Samsung Galaxy Note 7 ограничивается записью HDR видео разрешением 1080p с частотой 30 Гц, отчасти из-за высокой вычислительной стоимости HDR-видео.

Первый из двух основных традиционных методов HDR-видео, который компания Red Digital Cinema Camera называет HDRx и который Sony называет Digital Overlap HDR (DOL-HDR), работает, используя два последовательных изображения, одно экспонированное более темным и одно экспонированное светлее и объединяя их вместе, чтобы создать единый видеокадр. Хотя этот режим позволяет сохранять полное разрешение камеры (и устанавливать разные скорости затвора для двух отдельных кадров), он может часто приводить к проблемам из-за временного промежутка между двумя кадрами (особенно для быстро движущихся объектов). Кроме того, процессор может не справляться с этой задачей.

Другой традиционный метод, который Sony называет Binning Multiplexed Exposure HDR (BME-HDR), устанавливает различные установки экспозиции для каждой пары из двух линий пикселей в сенсоре для создания двух изображений с половинным разрешением одновременно, которые затем объединяются вместе в один кадр HDR для видео. Хотя этот метод позволяет избежать проблем, связанных с HDR, а именно снижения частоты кадров, у него есть другие проблемы, в частности снижение разрешения и ограничения того, насколько экспозиция может отличаться для двух линий.

Пространственно мультиплексированная экспозиция — Spatially Multiplexed Exposure (SME-HDR) — это новый метод, который Sony использует, чтобы снимать HDR с полным разрешением и с полной частотой кадров, на которую способен датчик. Это вариант пространственно изменяющегося воздействия, в котором используются запатентованные алгоритмы, позволяющие Sony захватывать информацию из темных и светлых пикселей, расположенных по принципу шахматной доски, и выводить изображение с полным разрешением для темных и светлых изображений.

К сожалению, Sony не раскрывает принципы работы алгоритма, и, возможно, никогда не сможет его раскрыть — компании, как правило, соблюдают строгую секретность, когда речь заходит о таких новейших технологиях, как эта. Однако в том, что касается HDR, Google разработала свой собственный алгоритм для HDR фотографий, известных как HDR+. Существует общедоступная информация, которую мы можем использовать, чтобы собрать воедино то, как производится обработка изображения. Шрай К. Наяр из Колумбийского университета опубликовала несколько работ (одна из которых была написана в сотрудничестве с Тому Мицунага из Sony), которые содержат описание различных способов использования пространственно изменяющегося воздействия и различных схем, которые позволяют достичь этого. Ниже приведен пример схемы с четырьмя уровнями экспозиции на датчике изображения RGBG. Использование этой схемы позволяет получить одиночный HDR снимок с полным разрешением с потерей всего лишь 20% разрешения, в зависимости от сценария использования (таких же результатов, что и алгоритм Sony для SME-HDR).

Sony уже использовала SME-HDR уже в нескольких сенсорах, в том числе в IMX214, который в последнее время приобрел большую популярность (используется в Asus Zenfone 3 Laser, Moto Z и Xperia X Performance), но для камеры IMX378 по сравнению с IMX377, который использовался в прошлом году, эта технология является важным дополнением. Она позволяет сенсору камеры получать как полное, 10-битное разрешение, так и 4k-видео на частоте 60 Гц с активным SME-HDR. Хотя в технологии есть узкое место, это фантастическое улучшение по сравнению с возможностями IMX377.

Одним из больших улучшений IMX378, по сравнению с IMX377 является то, что новый модуль способен осуществлять большую часть обработки изображений на чипе, уменьшая рабочую нагрузку на ISP процессор (хотя ISP по-прежнему может запрашивать данные RAW-изображения в зависимости от того, как OEM производитель использует модуль). Он может обрабатывать множество мелких деталей, таких как коррекция дефектов и зеркальное отображение — локально, но что более важно, он также может обрабатывать BME-HDR или SME-HDR без привлечения ISP процессора. Это потенциально может стать серьезным преимуществом в будущем, освободив вычислительные мощности процессора.

В то время как DXOMark считает, что устройства Google Pixel намного превосходят Samsung Galaxy S7 и HTC 10, многие из тех вещей, которые дают Pixel такие серьезные преимущества являются программными улучшениями, как HDR+ (который выдает совершенно фантастические результаты, и которому DXOMark посвятил целый раздел своего обзора) и система стабилизации EIS от Google (которая может работать в тандеме с OIS), получая данные от гироскопа 200 раз в секунду, чтобы реализовать один из лучших электронных стабилизаторов изображения.

Да, у BlackBerry KEYone отличная камера, лучшая из камер в отрасли на сегодняшний день, но нельзя не отметить, что великолепный результат, который сделал Google Pixel лидером в области мобильной фотографии, во многом зависит от программного обеспечения Google.

Влад Савов в статье The Verge, писал о том, что Google могла бы полностью изменить соотношение сил в мобильной фотографии открыв код приложения камеры Google Pixel, но на сегодняшний день, мы не имеем информации о том, насколько компании BlackBerry удалось реализовать те возможности, которые предлагает модуль Sony IMX378. Несколько снимков, снятых на камеру BlackBerry KEYone и опубликованных Phone Arena, позволяют на это надеяться. Но получить полное представление о фото-возможностях BlackBerry KEYone, мы сможем только после того, как устройство поступит в продажу.

Источники: Phone Arena, XDA Developers

В нашем магазине Store.BlackBerries.ru открыт предварительный заказ на BlackBerry KEYone.

Информацию о особенностях и технических характеристиках вы можете получить на странице товара. Следить за самыми последними новостями об устройстве проще всего в рубрике BlackBerry KEYone.

Предварительный обзор BlackBerry KEYone уже доступен на нашем сайте.