Las altísimas resoluciones llevarán al Galaxy S11+ algo realmente útil: sensores mucho más grandes

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Las altísimas resoluciones llevarán al Galaxy S11+ algo realmente útil: sensores mucho más grandes

Una enorme cámara. Esa ha sido uno de los enormes remolcadores de la fabrica celular durante más de una década, de forma cada vez más literal. La obsesión por el mejor resultado fotográfico ha empujado a los productores a multiplicar de forma insistente uno de los pocos apartados medibles, los megapixels. Al menos, hay un efecto colateral y amigo: sensores más enormes y con capacidad de captar la señal de forma más eficaz.

Lo vimos con el sensor de 48 MP de Sony, anunciado a mediados de 2018. Ni año(365 días) y medio más tarde, ya hemos regalado el salto a nuevos sensores de 64, e inclusive de 108 MP, que ya vemos en algunos aparatos de Xiaomi. Si

Y no parece que vaya a acabar ahí, ya que Samsung® ya posee a nivel interno referencias a aparatos de hasta 144 MP. Por si esto fuera poco, el actual Snapdragon 865 –el chipset para la gama alta de 2020– incluye soporte a sensores de hasta 200 megapíxels. Y muy posiblemente sigamos acercándonos a ellos durante el siguiente año, porque por qué no.

Pixel Binning: marketing y física

Desde que Sony presentara su IMX586, lo hemos visto aterrizar en gente de aparatos de todo rango de precio, colocando decenas(10 o más) de millones desde los más básicos y económicos a otros que no lo son tanto. Con la llegada de este sensor, de media pulgada de tamaño, aterrizaba a la vez una renovada forma de combinar la luz captada.

Era el Pixel Binning, que combinaba la info(datos). de cuatro pixels en uno, para resultar en una imagen más nítida a resoluciones más que bastantes para uso cotidiano, de 12(doce) megapixels. De hecho, los sensores de buena parte de los primordiales fabricantes, se conservan en el ambiente de estas resoluciones. No hace más falta que observar al iPhone® de Apple, a los Galaxy S de Samsung, los Pixel de Google® e inclusive los últimos Xperia® de la propia Sony.

Pixel Binning, qué es
Sony

Realmente, lo que elaboran con esta asociación de pixels posee tanto de ventaja para la captación de luz, como de trampa a la hora de recuperar el detalle original en la supuesta respuesta nativa del sensor. Y es que para recuperar la imagen de 48 MP se procesa la señal para individualizar cada uno de los pixels, que originalmente no son tales.

Más bien, los subpixels de la matriz RGGB usual –rojo, verde, verde y azul–, conocida como Bayer, se subdividen en cuatro partes, todas del mismo color. Para recuperar el detalle, la info(datos). ha de cruzarse, y eso resulta habitualmente en gente de aparatos visuales, inclusive a plena luz del día, que crean más bien desaconsejable amplificar digitalmente la imagen demasiado.

La causa de que se mantengan los subpixels agrupados por color en el equivalente a un subpixel de mayor tamaño, en lugar de crear cuatro pixels completos e independientes posee que mirar con la física. A nivel óptico y en la escala microscópica –en general del orden de un micrómetro, o 1µm– en la que se mueven los estos pequeños ‘cajones’ hay pequeñas fugas de luz entre unos y otros, que se van volviendo más y más dominantes a medida que aumentamos la respuesta –y por tanto, mermamos su tamaño–.

En cuanto a estos efectos en sensores tradicionales, los ópticos distinguen entre dos regímenes bien diferenciados: el refractivo y el difractivo. Este último es el que predomina a muy pequeñas escalas, asimismo de mucho más complicado de tratar. Bajo este efecto, la luz captada por un subpixel interfiere con los adyacentes, arrojando proporcionando a la vez pérdidas de eficiencia y por tanto artefactos luminosos que dependen del color y del ángulo de incidencia.

Esto es algo que ha sido analizado en profundidad, como un estudio de la Universidad (Estatal) de Stanford a partir de simulaciones en el que sitúan el ‘punto dulce’ en la utilización de microlentes –que focalizan la luz en cada subpixel y son ampliamente utilizadas en los sensores móviles– en torno a los 1,4 nanómetros. O lo que es lo mismo: unas cincuenta veces el espesor del cabello humano. Este sería, por tanto, el punto donde respuesta y definición son mejoradas de forma conjunta: pixels más pequeños van acompañados de una interferencia mayor, pixels más enormes reducen la resolución.

Por tanto, el Pixel Binning cobra sentido, manteniéndose cerca e inclusive por encima de este límite, recuperando cierta fidelidad –que no toda– en la altísima resolución cuando esta es requerida. Afortunadamente, este tipo de sensores funcionan de forma predeterminada en su respuesta más compacta, generando imágenes(multimedia) de salida de 12(doce) MP, en el caso original del sensor de Sony.

Eficiencia óptica y pérdidas en característica del tamaño del pixel.
Eficiencia óptica y pérdidas en característica del tamaño del pixel. Yijie Huo et al.

Recientemente, la división de semiconductores del elaborador nipón presentaba algo que acercaba aún más el concepto de estos nuevos sensores con respuesta cuadruplicada. Se trataba de una lente única para los subpixels de cada color, que permitiría cubrir toda la escena con planteamiento por detección de fase, en lugar de áreas concretas. Esto devolvería la calidad y rapidez de planteamiento a este tipo de sensores, no obstante a la vez les acercaría aún más a efectos, a un único sensor con los subpixels y pixels más grandes.

Y es que la reconocida carrera de los fabricantes por anunciar celulares con un número de megapixels cada vez mayor que poder vender al consumidor, parece que poseerá un efecto real y patente sobre la fotografía, sin embargo sea por motivos distintos.

Efecto colateral: el tamaño del sensor aumenta y la captación de luz con él

Y es que es este tamaño precisamente lo que mejora la impresionabilidad a la poca luz, por lo que puede facilitar una info(datos). más robusta y con menor estuendo final, inclusive en la era donde la fotografía(digital/análoga) computacional y los algoritmos toman los mandos de la cámara de vuestro móvil. Se trata de una herramienta(tool) más De hecho, el efecto más directo de investigar estas enormes resoluciones es que el área de los sensores está creciendo.

Tamaño de los sensores del Huawei® Mate 30 Pro
Huawei

Un vistazo a los primordiales sensores de Sony® nos admite mirar que, efectivamente, hemos pasado de sensores en el rango de 1/3″ –o un tercio de pulgada, como se suele leer– a 1/2,5″ –que aún utilizan los Galaxy Note 10(diez) o el iPhone® 11(once) Pro– a otros sensiblemente más grandes. El IMX586 de Sony® abarca 1/2″; el Isocell Bright GW1 de Samsung® en 64 MP, 1/1,7″, y el Isocell Bright GMX de 108 MP, 1/1,33″.

Pueden parecer avances relativamente no tan destacables. Todo lo contrario, pues realmente, el área crece con el cuadrado de la distancia. O dicho de otra forma: un sensor que es el doble de ancho y extenso capta hasta cuatro veces más de luz. Y eso es precisamente lo que estamos mirando desde con las nuevas propuestas.

Sí habría, no obstante, un inconveniente extra a la hora de integrar este tipo de sensores. Y es que el área cobertura ha de venir acompañada a la vez de un mayor tamaño de las ópticas para eludir distorsiones, por lo que el espesor del dispositivo o bien del patrón de cámara puede verse a la vez incrementado.

Como ejemplo tenemos al Huawei Mate 30 Pro, que viene con dos enormes sensores que recogen a la vez sus generosas resoluciones de 40 MP en el angular primordial y en el ultra enorme angular. El patrón de cámara es por tanto algo extenso y protuberante, sin embargo eso no elude que siga siendo para muchos una apuesta sólida.

Los 108 MP del Galaxy S11+, ¿nueve pixels en uno?

Todavía faltan un par de meses(del año) para que se presente la próxima generación de teléfonos de alta gama. Un plazo más que bastante para que tengamos una buena cantidad de detalles acerca de alguno de ellos. Es el caso de los Galaxy S11, que llegará de renovado en múltiples versiones y que, además, exhibiría los sensores de altísima resolución de los que hemos venido conversando hasta aquí.

Samsung Galaxy S11+
OnLeaks

Al menos en el caso del Galaxy S11+, que vería, de convenio a fuentes habituales y reconocidas del sector, con una cámara de 108 MP. No sería, eso sí, el mismo sensor que hemos visto en los dos smartphones de Xiaomi que la incorporan, el Mi MIX Alpha o el Mi Note 10. En su lugar, se trataría de un sensor mejorado y exclusiva para el elaborador coreano.

Ahora, según asegura el Universe Ice, sabemos algunas funciones extra acerca de este sensor. La más relevantes es que haría uso del Pixel Binning, no obstante esta vez utilizando 9(nueve) pixels para dar lugar a uno. De esta forma, produciría imágenes(multimedia) de 12(doce) MP, sin embargo con una impresionabilidad a poca luz mayor.

De hecho, tal y como asegura este leaker, el equivalente final sería el de tener pixels de 2,4 micras, bastante por encima de lo que suele ser habitual, principalmente en la gama alta. Si hacemos los números, cuadra con el tamaño usual del sensor Isocell GMX, quedando en 1/1,33″, sin embargo con este combinado de puntos que permitiría tener una respuesta decente de 12(doce) MP, que sea a la vez competente y conserve la definición a la vez en situaciones de poca luz.

Todavía está por mirar si finalmente llegará en esta definición y con este sensor con matriz “Nona Bayer”, o como finalmente se termine llamando. A la hora de reescalar, podrían usar algún truco extra que desconocemos todavía, no obstante parece improbable que sea apto de recuperar la totalidad de la respuesta original del sensor. Y es que, como hemos visto, los megapixels están ahí, no obstante no son lo más importante.

De la misma forma, tampoco lo es el tamaño del sensor de forma aislada. Las enormes áreas sensibles sirven como una herramienta(tool) más en fotografía. Como lo son las lentes, los buenos algoritmos de procesado, las clasificaciones por machine learning o la resistencia computacional disponible.

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