A primeira corrida de megapixels começou por volta de 2004 (quando os telefones com câmera quebraram o limite de 1MP) e terminou por volta de 2013 com a chegada do Nokia 808 PureView. Sua câmera de 41MP só seria superada em termos de resolução em 2018. Durante esse período, os telefones focaram em outros aspectos da câmera e não na resolução. Mas agora uma segunda corrida de megapixels está sobre nós.
O primeiro terminou em parte porque a sabedoria comum mudou de “mais pixels são melhores” para “pixels maiores são melhores”. A chegada da fotografia computacional também desempenhou um grande papel e permitiu que o iPhone, Galaxy e Pixel mantivessem a resolução de 12MP para suas câmeras primárias por vários anos (na verdade, a Apple deixou apenas 12MP para trás).
Hoje em dia as coisas estão voltando para “mais pixels é melhor”, embora não completamente: a tendência atual é na verdade uma mistura das duas abordagens. Já temos telefones com sensores de 200MP e telefones com sensores de 1”.
Vamos dar uma olhada mais de perto nas duas ramificações que surgiram, começando com a ramificação “mais pixels é melhor” hoje e deixando a outra para a próxima vez.
A segunda corrida de megapixels levou à proliferação de sensores de 48MP, que se tornaram bastante populares entre os rangers médios (com os carros-chefe ainda preferindo tamanhos de sensor maiores em resolução mais alta). Vamos dar uma olhada no Samsung ISOCELL GM2018 1, por exemplo. Não é enorme no formato óptico de 1/2”, mas tinha pixels de 0.8 µm, que cresceram para 1.6 µm bastante grandes com binning.
Aqui temos que fazer um pequeno desvio para falar sobre o filtro Bayer. Já escrevemos uma explicação detalhada no passado, mas os filtros Bayer – e Quad Bayer e assim por diante – estão no centro do tópico de hoje. O sensor GM1 usou a tecnologia Tetrapixel, o termo da Samsung para Quad Bayer. Fica assim, quatro pixels vizinhos compartilhando o mesmo quadrado do filtro de cores. Isso torna natural combinar os quatro em um único pixel de saída (4 em 1 binning).
Agora existem sensores que cobrem grupos de 3×3 e até grupos de 4×4 pixels com o mesmo filtro de cor, eles usam 9 em 1 e 16 em 1 binning respectivamente. A resolução de 12MP sobre a qual falamos anteriormente não desapareceu: 108MP e 200MP ainda apontam para 12MP como saída final após o binning. Isso é um bom padrão, pois você obtém resolução suficiente para aumentar o zoom, mas não precisa fazer malabarismos com fotos que ocupam dezenas de megabytes de armazenamento.
Voltemos à corrida dos megapixels. Quando os sensores de alta resolução começaram a se tornar o padrão em telefones de médio porte, houve uma pressão para manter os custos baixos e isso significava apenas uma coisa: sensores menores.
Enquanto o GM1 tinha pixels de 0.8 µm, o 2020 48 MP ISOCELL GM5 caiu para 0.7 µm, tornando-o um sensor de 1/2.55”. O 2021 JN1 ficou ainda menor com pixels de 0 µm, então apesar de sua alta resolução de 64 MP ele tinha apenas um formato óptico de 50/1”.
A Samsung não é a única a usar pixels minúsculos, por exemplo OmniVisions OV60A é um sensor de formato óptico de 60MP, 1 / 2.8 “com pixels de 0.61 µm e um filtro Quad Bayer. Há também sensores maiores. como o OV1A de 1.34 / 64 ”, mas falaremos sobre eles na próxima vez.
Bem, cobrimos tamanhos de pixel e filtros Bayer, é hora de romper a barreira de 100MP. O primeiro sensor a ir mais longe foi o Samsung ISOCELL Bright HMX. Sua resolução total era de 12,032 x 9,024 px e possuía pixels de 0.8 µm, para um formato óptico de 1/1.33”.
O primeiro telefone a usá-lo foi o Xiaomi Mi CC9 Pro (era para ser o Mi Mix Alpha, mas foi cancelado). Você pode conferir nossa análise prática para amostras de câmeras. O padrão do telefone é fotografar em um quarto de resolução, 27MP, com pixel binning.
Outro sensor de 108MP 1/1.33” é o HM3, que também possui pixels de 0.8 µm e foi usado no Galaxy S21 Ultra. No entanto, isso executa 9 em 1 binning, com uma resolução padrão de 12 MP. Assim como nos sensores de 48MP, as coisas podem ter começado em 0.8 µm, mas rapidamente começaram a declinar: em 0.7 µm e 108 MP temos produtos no calibre de 1/1.52 “HM2, então com resolução de 0.64 µm e 108 MP existe o HM6, um sensor de 1/1.67”.
Já mencionamos o JN1, outro sensor de 0.64µm. Como você provavelmente pode ver, os sensores podem ser agrupados com base no tamanho do pixel. Por exemplo, a Samsung construiu vários sensores em sua tecnologia de 0.7µm:
Agora chegamos aos sensores de 200 MP, a Samsung tem dois: o HP1 de 1.22/1” (pixel de 0.64 µm) e o HP1 de 1.4/3”, que possui os menores pixels que já vimos em apenas 0.56 µm.
OmniVision tem um par de sensores concorrentes. O OVB0B possui pixels de 0.61 µm, o OVB0A corresponde ao HP3 em 1/1.4” e 0.56 µm.
200 MP é o máximo das câmeras de smartphones atuais. No entanto, há rumores de que a Samsung está trabalhando em sensores com resolução de até 600MP, então este não é o fim do caminho.
Antes de encerrarmos, devemos rever rapidamente os benefícios de ter tantos pixels. A primeira é óbvia, para se gabar. Sabemos que os departamentos de marketing adoram, especialmente quando podem dar um “Primo!” etiqueta nele.
Mas também há vantagens práticas. O zoom digital se beneficiou muito: os sensores que usam pixel binning geralmente podem realizar zoom digital sem perdas com o mesmo fator (por exemplo, 2×2 pixel binning e 2x zoom). Mesmo quando forçado a fazer a interpolação, o resultado final é melhor porque há mais pixels para trabalhar.
Sem uma lente motorizada, esta é a única maneira de obter um zoom suave (por exemplo, em vídeos). Lentes de zoom motorizadas pequenas o suficiente para smartphones modernos já estão no mercado, embora sejam extremamente raras.
Outro uso interessante para sensores de alta resolução é tratá-los como dois ou até mesmo sensores separados. Por exemplo, metade dos pixels podem ser filmados em ISO baixo e a outra metade em ISO alto, que podem ser combinados em uma única imagem com detalhes em áreas claras e escuras. O Offset HDR faz um truque semelhante, exceto que varia o tempo de exposição (baixo, médio e alto).
ISO duplo
HDR deslocado
Por hoje é isso, da próxima vez vamos olhar para o outro ramo e acompanhar o crescimento dos sensores de imagem de smartphones até a marca de 1”. Tínhamos câmeras de 1” antes, mas a Panasonic CM1 também faz o ultrafino Xiaomi 12S Look.
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