Ultrapixel ist eine neue Kameratechnologie von HTC. Eine Smartphone-Kamera mit großen Pixeln oder Ultrapixel-Technologie. Der Unterschied zwischen Aufnahmen bei schlechten Lichtverhältnissen zwischen Kameras mit großen und normalen Pixeln

Wie Sie wissen, verfügt das neue Flaggschiff-Smartphone HTC One (diesmal gibt es tatsächlich eines und nicht drei wie letztes Jahr) über eine ungewöhnliche Kamera mit UltraPixel-Technologie und optischer Bildstabilisierung. Und wenn mit der Stabilisierung alles mehr oder weniger klar ist, dann wirft UltraPixel gewisse Fragen auf. Lassen Sie uns gemeinsam herausfinden, was es ist und warum diese Technologie anders als „normale“ Kameras.

Kameraauftritt in HTC One

Um zu verstehen, was sich hinter dem Marketingnamen UltraPixel verbirgt, schauen wir uns zunächst an, wie eine „normale“ Kamera mit einem Bayer-Farbfilterarray funktioniert. Das kleine Geheimnis solcher Kameras (also 99,9 % aller Kameras auf dem Markt) ist, dass das, was in angegeben ist technische Spezifikationen Die Lösung ist eine Fiktion und ein Taschenspielertrick. Genauer gesagt befinden sich tatsächlich genau so viele lichtempfindliche Elemente (Sensoren) auf der Matrix wie beschrieben, das Problem besteht jedoch darin, dass jedes von ihnen nur eine Farbe (blau, grün oder rot) sieht. Somit wird die volle deklarierte Auflösung nur im Schwarzweißmodus erreicht, und im Farbmodus wird die Farbe jedes letzten Pixels aus den Messwerten mehrerer (normalerweise vier) Sensoren interpoliert.

Struktur einer Matrix mit einem Bayer-Array von Farbfiltern

Ein Nebeneffekt der Bayer-Reihe von Farbfiltern ist die Notwendigkeit, einen Anti-Aliasing-Filter zu verwenden, der vor dem Sensor installiert wird und das Bild leicht „verschmiert“. Dies geschieht, um Farbartefakte und Moiré zu vermeiden. Gleichzeitig leidet die Auflösung – deshalb sieht das Bild von „normalen“ Kameras im 100-Prozent-Maßstab ohne zusätzliche Software-Schärfung immer etwas unscharf aus. (Es gibt Kameras mit Bayer-Sensoren ohne Anti-Aliasing-Filter, aber man kann sie an einer Hand abzählen.)

Die Matrix mit UltraPixel-Technologie hat einen grundlegend anderen Aufbau. Es verwendet drei Schichten lichtempfindlicher Elemente. Elemente in einer Ebene reagieren empfindlich auf Blau, in der zweiten auf Grün und in der dritten auf Rot. Ein solcher dreischichtiger Sensor erhält sofort vollständige Farbinformationen, wodurch die Farbauflösung der UltraPixel-Matrix gleich der Helligkeit ist und ein Anti-Aliasing-Filter einfach nicht erforderlich ist.

Sensel auf einer „dreischichtigen“ Matrix im Schnitt

Diese Idee ist eigentlich nicht neu – Foveon produziert bereits seit vielen Jahren Foveon-X3-Matrizen, die wiederum in Sigma-Kameras zum Einsatz kommen. Zum Zeitpunkt ihres Erscheinens auf dem Markt hatten Foveon-Matrizen den höchsten metameren Index (d. h. die korrekteste Farbwiedergabe) unter allen Matrizentypen. Darüber hinaus sind Foveon-Matrizen mit einer Auflösung von N Megapixeln, wie die Praxis zeigt, Bayer-Matrizen mit einer Auflösung von N * 2 MP in ihrer Auflösung nicht unterlegen oder übertreffen diese sogar. Mit anderen Worten: Das endgültige Bild enthält weniger Pixel, ist aber gleichzeitig „besser“ als bei Aufnahmen mit Bayer-Matrizen.

Allerdings haben Foveon-Matrizen ihre Nachteile. Dazu gehören das erhöhte Rauschen des roten Kanals (der die geringste Lichtmenge empfängt) und die Ressourcenintensität (die Erstellung des endgültigen Bildes erfolgt mit komplexeren Algorithmen als die Demosaikierung des Bayer-Arrays), was insbesondere zu Problemen führt Videoaufnahmen problematisch. Allerdings hat HTC dieses Problem offenbar erfolgreich überwunden. Doch ob es dem Unternehmen gelungen ist, die Vorteile der dreischichtigen Matrizen beizubehalten, wird sich zeigen, wenn das Smartphone zum Test in unsere Hände fällt.

P.S. Ich frage mich, wer der Hersteller der Matrix im HTC One ist? Soweit ich weiß, haben neben Foveon auch Sony, Panasonic und Canon Patente für verschiedene Implementierungen von „dreischichtigen“ Matrizen. Von all diesen Unternehmen ist nur Sony ein bedeutender Hersteller von mobilen Kameramodulen. Das Fazit liegt auf der Hand ...

P.P.S. Wir sind auf ein Whitepaper von HTC gestoßen, das die UltraPixel-Technologie beschreibt. Es gibt dort keine dreischichtige Matrix; es wird ein regulärer Bayer-Filter verwendet. Alle Vorteile, falls vorhanden, sind (nach Maßstäben) außergewöhnlich groß mobile Kameras) Pixelgrößen (Schritt 20 µm). Und lassen Sie diesen Artikel hier als Erbauung für mich persönlich und andere Journalisten stehen, die gerne Texte schreiben, die auf nicht vollständig überprüften Informationen basieren.

Vor ein paar Jahren wurde die optimale Kameraauflösung bei Flaggschiff-Smartphones etabliert – 8 Megapixel galten lange Zeit als Norm. Entwicklung mobiler Infrastruktur und Sozialdienste ermöglichte es Menschen, ihre Bilder direkt von ihrem Smartphone aus über das Internet zu teilen, sodass die Hersteller Ende 2011 die Weichen zur Verbesserung der Qualität mobiler Bilder stellten. Aus irgendeinem Grund kam es Ende 2012 schließlich zu einem Megapixel-Wettlauf – fast alle Unternehmen kündigten die Entwicklung von Flaggschiffen mit 13-Megapixel-Kameras an, aber eine Erhöhung der Bildauflösung änderte nichts an der Qualität. Und HTC hat beschlossen, dieses Problem zu lösen. Ausstattung des Flaggschiffs One mit einer Kamera mit UltraPixel-Technologie.

Bei der Präsentation sagten die HTC-Sprecher viel Interessantes über die innovative UltraPixel-Kamera, die im One verbaut ist, vermied jedoch sorgfältig die Frage nach der Auflösung und sagte: „Das Megapixel-Rennen ist vorbei.“ In den Werbematerialien wird auch nicht erwähnt, welche maximale Auflösung Bilder vom HTC One haben können. Gerüchte, die einige Wochen vor der Ankündigung aufkamen, erwähnten 4-Megapixel-Matrizen, was bald von denjenigen bestätigt wurde, die Prototypen und Ausstellungsexemplare in den Händen hielten. Wirklich, Das HTC One nimmt Fotos mit einer maximalen Auflösung von 2688 x 1520 Pixeln auf, was den berüchtigten 4 Megapixeln entspricht.

Doch warum hat sich HTC entschieden, dem Trend nicht zu folgen und das übliche 13-MP-Modul von Sony zu verbauen, sondern einen eher riskanten Schritt von der Marketingseite her zu wagen? Das behauptet das Unternehmen Es macht keinen Sinn, Bilder mit großer Auflösung und mittelmäßiger Qualität aufzunehmen, da die meisten davon auf dem Bildschirm angezeigt werden mobile Geräte oder in der Galerie der sozialen Dienste, das heißt, es ist nicht im Vollbildmodus. Und die Qualität der Bilder, die sich im letzten Jahr nicht verbessert hat, ist viel wichtiger als Größe und Auflösung.

Das Hauptmerkmal von UltraPixel ist große Pixelgröße auf der Matrix: Sie beträgt 2 µm, gegenüber 1,1 µm beim durchschnittlichen Konkurrenten mit einer 13-MP-Kamera. Dies ermöglicht jedes Pixel der Matrix 300-mal mehr Licht einfangen. Gepaart mit einer rekordverdächtigen f/2.0-Blende, die viel Licht hereinlässt, und dem ImageChip-Coprozessor der zweiten Generation können Sie so auch in abgedunkelten Räumen hochwertige und klare Bilder aufnehmen. Obwohl die endgültige Einschätzung der Überlegenheit von UltrPixel gegenüber seinen Mitbewerbern unter realen Bedingungen in nicht ideal beleuchteten Hallen und Räumen nach der Veröffentlichung des HTC One zum Verkauf erscheinen wird, klickt der Großteil der Öffentlichkeit, die das One in den Händen gehalten hat, bereits darauf Zungen ganz zufrieden.

Eine gute Hilfe für UltraPixel ist die integrierte optisches Stabilisierungssystem (OIS). Mithilfe von Positionssensoren im Raum wertet es die Bewegung des Smartphones relativ zu den Achsen aus und gleicht starke Erschütterungen aus, wodurch die Fotos auf dem HTC One sehr klar sind. Natürlich gibt es bei den meisten anderen Smartphones eine Software-Stabilisierung, die jedoch nicht so effektiv ist.

Jetzt wird die Arbeit der Vermarkter und PR-Spezialisten des taiwanesischen Herstellers wichtig sein; sie müssen den Menschen beweisen, dass die Kameraauflösung nicht immer wichtig ist. Wir können nur dem Genie der HTC-Ingenieure vertrauen und darauf warten, dass das HTC One mit der wunderbaren UltraPixel-Kamera im Handel erscheint. Glücklicherweise sollte das Produkt auch in Russland in der zweiten Märzhälfte erscheinen.

Hallo, liebe Nutzer des besten mobilen Portals Trashbox. HTC verwendet in seinem Flaggschiff-Smartphone HTC One ist die neueste Kamera, die mit der sogenannten UltraPixel-Technologie erstellt wurde. Die innovative Technologie hat sowohl im World Wide Web als auch in der Realität für großen Hype gesorgt, daher möchte ich Ihnen heute erzählen, was UltraPixel ist und wie es funktioniert. Die interessantesten Dinge warten auf Sie unter dem Schnitt.

UltraPixel ist eine proprietäre Technologie des taiwanesischen Unternehmens HTC. Wird derzeit in den Smartphones HTC One und HTC One Mini sowie dem noch angekündigten HTC One Max verwendet. Das Unternehmen charakterisiert UltraPixel als die neueste hochwertige Aufnahmetechnologie. Die Fotoauflösung der UltraPixel-Kamera im HTC One und HTC One Mini beträgt „nur“ 4 Megapixel, die Qualität der resultierenden Bilder steht den 8- oder gar 13-Megapixel-Sensoren, die in konkurrierenden Flaggschiff-Smartphones verbaut sind, in nichts nach. Es handelt sich um die gleiche UltraPixel-Technologie, über die ich Ihnen im Folgenden ausführlich berichten werde.
Die meisten Hauptkameras in Mobilgeräten arbeiten mit dem sogenannten Bryce-Bayer-Filter: Auf dem Sensor befindet sich ein dreifarbiger Filter, der Informationen über die Gesamtlichtintensität an jedes lichtempfindliche Element übermittelt. Gleichzeitig wirkt das Foto bei 100 % Vergrößerung aufgrund leichter Vibrationen in der Geometrie der Filterelemente und Sensoren etwas unscharf und sogar unnatürlich. Ein Nebeneffekt des Bayer-Arrays ist die Notwendigkeit, einen Anti-Aliasing-Filter zu verwenden. Es wird verwendet, um Farbartefakte zu reduzieren.

Das Funktionsprinzip der Matrix mit UltraPixel-Technologie basiert auf einem anderen Aufbau. Es verwendet einen Bayer-Filter, aber die Oberfläche der lichtempfindlichen Elemente ist vergrößert. Elemente in einer Ebene reagieren empfindlich auf Blau, in der zweiten auf Grün und in der dritten auf Rot. Die Fläche der Sensoren ist etwa dreimal größer als bei den Kameras anderer Mobilgeräte – vier Quadratmakrometer.

Theoretisch ermöglichen dieselben vier quadratischen Makrometer, dass die Kamera 300 % mehr Licht empfängt. Je mehr Informationen ein Pixel erfasst, desto mehr verlässliche Informationen Es übermittelt Informationen über die fotografierten Objekte an den Fotoprozessor. Vergleiche von Kameras mit unterschiedlichen Optiken wurden bereits mehrfach durchgeführt und der Unterschied macht sich besonders bei Fotos bemerkbar, die bei schlechten Lichtverhältnissen aufgenommen wurden.

Laut HTC macht es einfach keinen Sinn, die Auflösung von Fotos zu erhöhen, wenn deren Qualität unverändert bleibt. Die Auflösung der mit der UltraPixel-Kamera aufgenommenen Fotos beträgt 2688 x 1520 – das reicht aus, um sie auf Ihrem Smartphone, Tablet oder Laptop anzusehen. Im Falle einer Verwendung zusätzliche Bearbeitung Wenn Sie das Bild zuschneiden oder zuschneiden, ist die Auflösung möglicherweise nicht ausreichend.

Die vergrößerten Pixel im UltraPixel-Kamerasensor sind eine weitere Komponente, die sich auf die Qualität des Fotos auswirkt. Die empfindlichste Kamera enthält wichtige ImageSense-Komponenten, darunter: UltraPixel-Matrix – verfügt über größere Pixel, wodurch Sie 300 % mehr Licht einfangen können; HTC ImageChip – bietet Autofokus, Rauschunterdrückung, Farbtonkompensation und realistische Darstellung Dynamikbereich; F/2.0-Blende – ist die größte Blende aller verfügbaren Smartphone-Kameras und lässt 44 % mehr Licht durch; Optische Bildstabilisierung – reduziert Unschärfe und Verzerrung bei Videos, die ohne Stativ aufgenommen wurden.

Benutzer fragten sich, wie es sein würde neue Kamera Smartphone und ob sich die sogenannten „Ultrapixel“ rechtfertigen. Echte Bilder und Tests durch unabhängige Gutachter liegen bislang noch nicht vor, erste offizielle Details zur HTC UltraPixel Camera sind jedoch auf der Website des Herstellers aufgetaucht.

Mit dem neuen Flaggschiff entschied sich das taiwanesische Unternehmen, das Megapixel-Rennen aufzugeben. Sie ist fest davon überzeugt, dass die Qualität des Bildes viel stärker von anderen Faktoren beeinflusst wird und die Auflösung zwar wichtig ist, aber dennoch Fotos mit einer niedrigeren Auflösung, die aber mit einer besseren Optik und einem Sensor aufgenommen wurden, optisch besser aussehen als „verschwommene Multibilder“. Megapixel-Frames“ .

Im Allgemeinen umfasst die HTC ImageSense-Technologie: UltraPixel-Sensor, der über größere Pixel verfügt und es Ihnen ermöglicht, 300 % mehr Licht im Vergleich zu typischen 13-Megapixel-Kameras einzufangen; HTC ImageChip, der kontinuierlichen Autofokus, Rauschunterdrückung und einen größeren HDR-Bereich bietet; hochwertige Optik mit einer maximalen Blende von f/2 (die schnellste Optik unter Smartphones, sie ermöglicht die Erfassung von 44 % mehr Licht im Vergleich zur Optik des iPhone 5); Optische Bildstabilisierung, die Unschärfen in Fotos und Videos deutlich reduzieren kann.

Laut HTC können mit der 4-Megapixel-Kamera aufgenommene Fotos auf Medien im Format 8 x 10 Zoll gedruckt werden. Gleichzeitig werden Benutzer mit der Qualität des Ausdrucks auf jeden Fall zufrieden sein, der Bilder von „Multi-Megapixel“-Kameras übertreffen wird. Einen Vergleich der Pixelgrößen sehen Sie in der Abbildung unten.

Mit UltraPixel-Kameras können Sie Bilder mit maximaler Auflösung in nur 1/48 Sekunde aufnehmen. Bei seinen engsten Konkurrenten, darunter dem HTC One X, beträgt dieser Wert bis zu 1/30 s. Die zweiachsige optische Bildstabilisierung sorgt für handgeführte, verwacklungsfreie Bilder mit Verschlusszeiten von bis zu 1/7,5 Sek. (basierend auf internen Tests).

Hier finden Sie einige von HTC angebotene Beispielbilder. Leider handelt es sich hierbei nicht um Vollformatrahmen. Wir müssen also auf die ersten echten Tests warten.

Schließlich bieten wir auch mehr detaillierte Eigenschaften Geräte:

Sensor: BSI CMOS;
Sensorgröße: 1/3 Zoll;
Pixelgröße: 2 x 2 mm;
Maximale Bildauflösung: 2688 x 1520 Pixel;
Videoaufnahmen: Full HD 1080p mit Geschwindigkeiten bis zu 30 fps, HD 720p – bis zu 60 fps, 1080p mit HDR – bis zu 28 fps, 768 x 432 Pixel mit Geschwindigkeiten bis zu 96 fps;
Maximale Blende: f/2.0;
Anzahl der Elemente im Objektiv: 5;
Kontinuierliche Fotografie – bis zu 8 Bilder pro Sekunde.

Eines der „Killer-Features“ des neuen Produkts ist seine Kamera mit „Ultra-Pixeln“, die laut HTC allen 13-Megapixel-Kameras, die in Smartphones der Konkurrenz verbaut sind, einen Vorsprung verschaffen wird. Versuchen wir, die Funktionen dieser „Ultrapixel“-Kamera im Detail zu analysieren.

Die im HTC One implementierte neue HTC ImageSense-Technologie besteht aus einem UltraPixel-Sensor, einem neuen ImageChip-Prozessor, einer Optik mit einer maximalen Blende von f/2.0 und einem zweiachsigen optischen Bildstabilisierungssystem.

Der UltraPixel-Sensor verfügt über größere Pixel und fängt 300 Prozent mehr Licht ein als typische 8-MP- und 13-MP-Kameras. Die physische Größe des UltraPixel-Sensors beträgt 1/3 Zoll und die Größe des „Ultrapixels“ beträgt 2 Mikrometer. Bei einer Kamera mit einer Auflösung von 8 und 13 Megapixeln, die mit einem 1/3-Zoll-Sensor ausgestattet ist, beträgt die Pixelgröße jedoch 1,4 und 1,1 Mikrometer.

Laut HTC wurde der Bereich nicht mit kleineren, sondern mit größeren Pixeln gefüllt. Vergleich der Pixel im Bild unten.

Der neue Videosignalprozessor hat die Möglichkeiten der HTC ImageChip-Funktion erweitert. Als wichtigste Neuerung kann die Verkürzung der für die Entfernungsprüfung erforderlichen Zeit angesehen werden. Dies erfordert jetzt nicht mehr als 200 ms.

Die nächste Neuerung ist ein breiterer HDR-Bereich. Im HDR-Modus kann das HTC One Videos mit einer Auflösung von 1080p aufnehmen.

Im Bild oben zeigt HTC die Überlegenheit der HTC One-Kamera gegenüber Samsung-Kameras(f/2,6) und Apple iPhone 5 (f/2,4), was bei schlechten Lichtverhältnissen bessere Aufnahmen ermöglicht.

HTC weist darauf hin, dass die Kamera HTC-Smartphone Man nimmt Bilder mit maximaler Auflösung in nur 1/48 Sekunde auf. Das HTC One X und Konkurrenten in dieser Preisklasse zeichnen sich durch 1/30 Sek. aus.

Das zweiachsige optische Bildstabilisierungssystem sorgt für klare Fotos und macht die Kamera immun gegen zitternde Hände.