Рисование светом: как Smart-ISO Pro от Samsung снимает реалистичные HDR изображения

Запечатлеть с помощью смартфонов потрясающие виды и пейзажи, с которыми мы каждый день сталкиваемся, часто может быть трудно. Изображения могут отличаться от того, что мы видим собственными глазами. Всё дело заключается в динамическом диапазоне, который определяет самые яркие и темные части кадра, являясь ключом к созданию красочных изображений на вашем смартфоне. Однако даже самые лучшие доступные сегодня цифровые камеры не могут соответствовать динамическому диапазону человеческого глаза. Чтобы максимально увеличить динамический диапазон камер смартфонов, инженеры Samsung разработали инновационное решение с расширенным динамическим диапазоном (HDR) для мобильных датчиков изображения – Smart-ISO Pro.

16.02.2021

Как датчики изображения улавливают свет 

Чтобы понять, как Smart-ISO Pro создает яркие динамические изображения, важно разобраться, как датчики изображения улавливают свет и как работает светочувствительность датчика.

В цифровой фотографии коэффициент преобразования определяет светочувствительность датчика изображения и используется для преобразования света в напряжение. При съемке в условиях низкой освещенности детали в темных областях могут быть потеряны, если коэффициент преобразования слишком низкий. Напротив, датчик изображения может быть не в состоянии сохранить достаточную информацию о цвете, если коэффициент преобразования в более яркой среде слишком высок.

Большинство мобильных датчиков изображения имеют фиксированный коэффициент преобразования. Это усложняет смартфонам съемку высококачественных фотографий в различных условиях освещения. В этом случае проблема может стать еще более заметной в условиях смешанного освещения с экстремальными расхождениями, – например, портреты с задней подсветкой.

Профессиональная фотография стала ближе

Чтобы камеры смартфонов могли передавать четкие изображения даже в различных условиях освещения, Samsung разработала технологию Smart-ISO для своих датчиков изображения. Это решение оснащает датчики изображения двумя уровнями усиления преобразования и режимом высокого и низкого ISO, что позволяет камере выбирать оптимальные настройки в зависимости от окружающей среды.

При слабом освещении режим высокого ISO преобразует свет в напряжение с более высоким коэффициентом, чтобы наиболее полно передать детализацию в тени при одновременном снижении шума. Режим низкого ISO также максимизирует емкость каждого отдельного пикселя, чтобы предотвратить перенасыщение и улучшить цветопередачу в более ярких частях кадра.

После разработки Smart-ISO инженеры Samsung начали изучать способы объединения двух уровней усиления преобразования в одном датчике изображения для улучшения динамического диапазона. Результатом стал Smart-ISO Pro, которое позволяет датчику изображения делать одну фотографию HDR с преимуществами режимов высокого и низкого ISO.

Когда камера смартфона делает снимок, Smart-ISO Pro сначала преобразует информацию о освещении сцены в сигнал напряжения в режимах высокого и низкого ISO соответственно. Затем искусственный интеллект объединяет результаты работы двух режимов вместе, чтобы создать изображение с высоким динамическим диапазоном. Это позволяет датчику изображения выявлять детализацию более темных областей, сохранять естественный цвет светлых областей и в конечном итоге создавать реалистичные изображения.

Взрыв цвета

Сила технологии Smart-ISO Pro выходит за рамки ее способности точно захватывать контрастные светлые и затемненные области. Благодаря поддержке 12-битной глубины цвета технология также обеспечивает беспрецедентную точность цветопередачи. Пиксели в датчиках изображения записывают информацию о цвете в виде двоичных цифр, также известных как биты. Чем больше бит на пиксель, тем больше цветов может воспроизводить датчик.

Объединив информацию из двух 10-битных изображений вместе, Smart-ISO Pro может передать более 687 миллиардов цветов, что в 10 раз больше, чем одно 10-битное изображение. При съемке в профессиональном режиме смартфона 12-битные изображения HDR могут быть сохранены в формате RAW, что дает пользователям больше возможностей при настройке экспозиции, баланса белого, цвета и других параметров в профессиональных фоторедакторах. Интеграция Smart-ISO Pro в датчики изображения ISOCELL от Samsung – это еще один способ компании предоставить пользователям профессиональные решения для мобильной фотографии. 

Источник: Samsung