Какие технологии влияют на качество камер современных смартфонов

Камеры смартфонов уже достигли уровня профессиональной техники благодаря инновациям в сенсорах и обработке. От высокочувствительных пикселей до ИИ-улучшений, эти фишки обеспечивают чёткие кадры в любых условиях, делая мобильную фотографию доступной всем.

Иллюстрация — нейросет

Благодаря инновациям в сенсорах и обработке изображений, вы можете снимать четкие фото и видео в любых условиях — от яркого солнца до тусклого освещения. Если вы новичок в мобильной фотографии и встретили в обзорах непонятные термины вроде CMOS-сенсоров, ИИ-улучшений или переменной апертуры, эта статья поможет разобраться. Мы объясним, что это за технологии, зачем они нужны и как работают, чтобы вы могли выбрать гаджет с камерой, которая подойдет именно вам.

Эти новинки используются в устройствах от флагманов до бюджетных моделей. Производители, такие как OmniVision, Sony и Samsung, создают решения, которые снижают шум на снимках, ускоряют фокус и расширяют динамический диапазон — способность камеры захватывать детали в светлых и темных областях одновременно. Давайте разберем ключевые технологии шаг за шагом, начиная с основ и компактных сенсоров OmniVision.

В материале:

• Что такое CMOS-сенсор: основа современных камер
• Биннинг: для чего он нужен в смартфонах
• PDAF или фазовая фокусировка: какие даёт преимущества
• HDR: максимум света и темноты без потери деталей
• OmniVision: инновации для компактных и мощных камер
• PureCel Plus-S: основа для качественных снимков
• Quad Phase Detection (QPD): быстрая автофокусировка
• LOFIC: расширение динамического диапазона
• DTI: глубокая траншейная изоляция от помех
• BCFA: скрытый цветовой фильтр для точных цветов
• Sony IMX: скорость и качество для флагманов
• Samsung ISOCELL: высокое разрешение и зум
• Итоги

Что такое CMOS-сенсор: основа современных камер

CMOS-сенсор (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) — это тип датчика изображения, который используется в большинстве современных смартфонов. Он преобразует свет, попадающий на камеру, в электрический сигнал, который затем превращается в цифровую картинку. CMOS-сенсоры популярны благодаря своей компактности, энергоэффективности и способности быстро обрабатывать данные. Это позволяет смартфонам снимать фото и видео высокого качества, не разряжая батарею слишком быстро, и при этом оставаться тонкими и легкими.

Биннинг: для чего он нужен в смартфонах

Биннинг — объединение нескольких соседних пикселей в один «суперпиксель» для повышения чувствительности к свету. Это полезно для съемки динамичных сцен, например, спорта или детей в движении, особенно в условиях плохого освещения, так как биннинг делает изображение ярче и менее шумным. Sony предлагает похожий подход с 2×2 OCL, но OmniVision выделяется полным покрытием пикселей.

PDAF или фазовая фокусировка: какие даёт преимущества

PDAF (Phase Detection Auto Focus, фазовая автофокусировка) — это технология, которая позволяет камере смартфона быстро и точно наводить резкость на объект. В отличие от более простой контрастной автофокусировки, которая ищет максимальный контраст методом проб и ошибок, PDAF работает по принципу сравнения фаз света: специальные пиксели на сенсоре разделены и анализируют, насколько световые лучи «сходятся» или «расходятся», чтобы мгновенно определить расстояние до объекта и скорректировать фокус.

Зачем это нужно? PDAF дает несколько ключевых преимуществ: во-первых, она гораздо быстрее — фокусировка занимает доли секунды, что идеально для съемки движущихся объектов, как бегущие дети или спорт. Во-вторых, она надежнее в слабом освещении, где контрастная AF может «промахиваться». В-третьих, PDAF улучшает общую скорость камеры, позволяя снимать серийные фото или видео без размытости. В современных смартфонах PDAF интегрирована в сенсоры, как в случае с QPD от OmniVision, где все пиксели участвуют в процессе, или в решениях Sony и Samsung. Это делает мобильную фотографию удобной для повседневного использования, без необходимости в ручной настройке.

HDR: максимум света и темноты без потери деталей

HDR (High Dynamic Range, высокий динамический диапазон) — это общий термин для технологий, которые позволяют камере одновременно показывать детали в самых ярких и самых темных частях изображения, делая снимки более реалистичными.

OmniVision: инновации для компактных и мощных камер

OmniVision — один из лидеров в производстве сенсоров для смартфонов. Компания делает упор на технологии, которые позволяют камерам быть маленькими, но при этом действительно качественными. Их решения, такие как PureCel Plus-S, улучшают качество снимков в слабом освещении, а функции вроде QPD обеспечивают быструю фокусировку. Эти технологии применяются в моулях вроде OV50A, которые балансируют между размером сенсора и его возможностями.

PureCel Plus-S: основа для качественных снимков

PureCel Plus-S — это продвинутая архитектура пикселей от OmniVision. Она повышает чувствительность сенсора к свету, улучшает угловой отклик (то есть как сенсор реагирует на свет под углом) и снижает шум — нежелательные помехи на фото. В результате вы получаете лучшее соотношение сигнал/шум и больший динамический диапазон. Проще говоря, фото становятся четкими даже в темноте, без зернистости.

Технология работает на базе stacked die-структуры: это способ организации сенсора, при котором сам датчик изображения и чип обработки данных располагаются друг над другом, словно слои в бутерброде. Такое разделение уменьшает общий размер модуля камеры, что идеально для тонких смартфонов. Например, в сенсоре OV50A с PureCel Plus-S достигается разрешение 50 Мп при низком энергопотреблении, что помогает дольше сохранять заряд батареи.

Quad Phase Detection (QPD): быстрая автофокусировка

QPD — это система фазовой детекции, где все 100% пикселей сенсора участвуют в расчете фокуса. В отличие от обычной фазовой фокусировки (PDAF — phase detection autofocus), которая использует только часть пикселей, QPD делает фокусировку быстрее и точнее, особенно на движущихся объектах или в слабом освещении. Как это работает? Пиксели делятся на квадранты, которые сравнивают фазы света, чтобы мгновенно навести резкость.

В сенсоре OV50A QPD поддерживает видео в 8K при 30 fps и 4K при 90 fps, а также биннинг.

LOFIC: расширение динамического диапазона

LOFIC (Lateral Overflow Integration Capacitor) — технология, которая накапливает избыточный заряд в специальном конденсаторе, предотвращая переэкспозицию в ярких зонах и сохраняя детали в тенях. Проще говоря, она помогает делать фото с высоким контрастом — например, пейзажи с солнцем и тенями — более естественными, без выгоревших или слишком темных участков.

Это часть TheiaCel-технологии от OmniVision, которая объединяет несколько подходов для улучшения качества изображения. TheiaCel сочетает LOFIC с DCG HDR (Dual Conversion Gain High Dynamic Range) — метод, который регулирует усиление сигнала в зависимости от освещения, чтобы лучше захватывать детали в светлых и темных зонах. Вместе они обеспечивают динамический диапазон до 140 дБ в одном кадре.

Кроме того, LOFIC часто работает с LFM (LED Flicker Mitigation), функцией подавления мерцания светодиодов. LFM полезен при съемке объектов с LED-освещением, таких как светофоры или вывески, чтобы избежать полос или искажений на фото и видео. Samsung использует аналогичные методы в ISOCELL, но LOFIC часто оптимизирован для автомобильных камер благодаря LFM.

DTI: глубокая траншейная изоляция от помех

DTI (Deep Trench Isolation) создает «стены» между пикселями в кремниевой основе сенсора, снижая перекрестные помехи — когда свет от одного пикселя «протекает» к соседнему. Это улучшает цветопередачу и уменьшает шум, особенно в темноте. Как это работает? Физическая изоляция предотвращает утечки тока и появление «белых пикселей» — дефектов на фото.

В сенсорах OmniVision DTI сочетается с BDTI для backside-иллюминации (Backside Deep Trench Isolation). Это усовершенствованный метод, при котором свет падает на сенсор с обратной стороны, а не через слои проводки, что повышает чувствительность к свету и снижает шум. BDTI делает изоляцию между пикселями еще эффективнее, особенно в условиях слабого освещения. Sony тоже применяет DTI в своих CMOS-сенсорах, но OmniVision адаптирует ее для мобильных устройств с низким энергопотреблением.

BCFA: скрытый цветовой фильтр для точных цветов

BCFA (Buried Color Filter Array) размещает RGB-фильтры ниже поверхности сенсора, уменьшая потери света и повышая чувствительность. Зачем это нужно? В компактных камерах смартфонов BCFA снижает оптический кроссток (смешение цветов) и улучшает угловой отклик, делая цвета более точными.

Технология сочетается с композитной сеткой, упрощая производство и повышая QE (Quantum Efficiency, квантовая эффективность) — показатель того, насколько эффективно сенсор преобразует свет в электрический сигнал. Чем выше QE, тем больше света улавливает сенсор, что улучшает качество изображения, особенно в темноте. Samsung имеет похожие решения, но OmniVision интегрирует BCFA в PureCel для лучшей совместимости с QPD.

Знаете ли вы что?
Первые мобильные камеры в 2000-х имели разрешение 0,1 Мп, а сегодня сенсоры превышают 200 Мп, приближаясь к пределам оптики.

Sony IMX: скорость и качество для флагманов

Серия IMX от Sony — это эталон для смартфонных камер. Технология Exmor снижает шум через продвинутую обработку, а Pregius S обеспечивает глобальный затвор, минимизируя искажения в видео (rolling shutter effect). Сенсоры поддерживают многоэкспозицию и ROI (region of interest) для эффективной фокусировки на частях кадра.

Зачем эти технологии? Чтобы видео было плавным, а фото — с минимальным шумом даже при быстром движении.

Samsung ISOCELL: высокое разрешение и зум

ISOCELL от Samsung изолирует пиксели для точной цветопередачи, предотвращая смешение света. Сенсоры вроде HP9 достигают 200 Мп, а Dual VTG (Vertical Transfer Gate) снижает шум в слабом освещении. Компания планирует 576 Мп сенсор к концу 2025 года.

Это обеспечивает впечатляющий зум без потери качества и улучшенный HDR. Эти технологии интегрируются с ИИ для обработки в реальном времени, делая камеры универсальными.

Итоги

Такие инновации не только улучшают качество фото и видео, но и снижают энергопотребление, продлевая автономность смартфона. Выбирая гаджет, обращайте внимание на эти технологии — они определяют, насколько камера будет удобной в повседневной съемке. Если вы ищете смартфон с лучшей камерой, изучите модели с сенсорами от OmniVision, Sony или Samsung для оптимального баланса цены и качества.

Источник: Droidnews.ru.
💡 Есть что добавить? Пишите в комментариях!
📱 Следите за новостями: Telegram | Дзен | VK | RSS