Telefon alırken megapiksele aldanmayın! Kamera kalitesini ne belirliyor?

0

BEĞENDİM

ABONE OL

News

0

Akıllı telefon kameralarında megapiksel yarışı uzun müddettir devam ediyor. Bir tarafta 12 MP çözünürlüklü kameralar bulunurken öteki tarafta 50 MP, 108 MP ve 200 MP sensörler kullanılıyor.

Sayılara tek başına bakıldığında 200 MP kameranın 12 MP kameradan açık ara daha güzel fotoğraf çekmesi gerektiği düşünülebilir. Gerçekte ise megapiksel, kameranın üretebileceği imajın piksel sayısını gösteriyor; fotoğrafın ne kadar düzgün olacağını tek başına belirlemiyor.

Bir kameranın manzara kalitesi sensörün fizikî boyutundan kullanılan lense, sensör teknolojisinden imaj işlemeye, dinamik aralıktan otomatik odaklama performansına kadar birçok değişkene bağlı.

Bu sebeple düzgün tasarlanmış 12 MP bir kamera, kimi şartlarda 200 MP bir kameradan daha pak, daha keskin yahut daha istikrarlı manzaralar üretebilir. 200 MP’nin avantajı ise bilhassa kâfi ışık bulunduğunda ince detayları kaydetme, fotoğrafı sonradan kırpma ve sensör üzerinden dijital yakınlaştırma konusunda ortaya çıkıyor.

Bir megapiksel yaklaşık bir milyon piksel manasına geliyor. 12 MP bir manzara yaklaşık 12 milyon, 200 MP bir manzara ise yaklaşık 200 milyon manzara pikselinden oluşuyor.

Örneğin Samsung ISOCELL HP2 sensörü tam çözünürlükte 16.384 × 12.288 piksel imaj üretebiliyor. Bu da yaklaşık 200 milyon piksele karşılık geliyor. Sensör 1/1,3 inç optik formatta ve her bir fotositin piksel aralığı 0,6 mikrometre olarak belirtiliyor.

Ancak 200 MP ile 12 MP arasındaki fark, fotoğrafın her yönde yaklaşık 16,7 kat daha fazla detay taşıdığı manasına gelmiyor. Toplam piksel sayısı yaklaşık 16,7 kat artsa da birebir en-boy oranında imajın yatay ve dikey çözünürlüğündeki teorik artış yaklaşık dört kat düzeyinde kalıyor.

Üstelik sensör üzerindeki piksel sayısının artması, lensin bu kadar ince ayrıntıyı hakikaten sensöre aktarabileceği manasına gelmiyor. Kameranın elde ettiği gerçek ayrıntı düzeyi sensör ile birlikte optik sistemin çözünürlüğüne bağlı.

Lens üzerindeki optik kusurlar, odaklama doğruluğu, hareket, manzara sürece ve kırınım üzere etkenler sensörün teorik çözünürlüğünün ne kadarının kullanılabileceğini belirliyor.

Yüksek çözünürlüklü bir sensörden yararlanabilmek için lensin de kâfi kontrastı ve ayrıntıyı sensöre aktarabilmesi gerekiyor. Megapiksel kıymeti bu sebeple kameranın çözünürlük kapasitesinin değerli bir modülü olsa da tek başına manzara kalitesi puanı olarak kullanılamıyor.

Bir kamera sensörü temel olarak üzerine düşen ışığı elektrik sinyaline dönüştüren çok sayıda ışığa hassas noktadan oluşuyor. Birebir fizikî alana daha fazla piksel yerleştirildiğinde her bir piksel için ayrılabilecek alan küçülebiliyor.

Bunun sonuçları bilhassa ışığın az olduğu ortamlarda ehemmiyet kazanıyor. Bir piksel yahut fotosit ne kadar fazla ışık toplayabilirse elde edilen sinyal ile elektronik ve foton kaynaklı gürültü arasındaki münasebet o kadar avantajlı hale gelebiliyor. Küçük piksellerde bu işi düzgün yapabilmek için sensör tasarımı, üretim teknolojisi ve manzara sürece daha büyük değer taşıyor.

Samsung’un 200 MP ISOCELL HP2 sensöründeki tekil piksel aralığı 0,6 mikrometre. Samsung da piksel küçüldükçe tek bir pikselin depolayabileceği elektron ölçüsünün azalmasının renk üretimini etkileyebildiğini belirtiyor. HP2’de kullanılan Dual Vertical Transfer Gate yapısı üzere teknolojiler bu fizikî sınırlamaları azaltmak için geliştiriliyor.

Modern sensörlerde sadece pikselin ölçüsü üzerinden direkt kalite karşılaştırması yapmak da gerçek değil. Sensör mimarisi yıllar içinde değerli ölçüde değişti.

Arkadan aydınlatmalı sensör yapıları metal kontakların ışığın önünü kesmesini azaltırken yeni fotodiyot ve transistör dizaynları küçük piksellerin daha fazla sinyal toplamasına yardımcı olabiliyor.

Sony’nin geliştirdiği iki katmanlı transistör piksel yapısı da fotodiyotlarla piksel transistörlerini farklı katmanlara ayırarak doyma sinyal düzeyini ve dinamik aralığı geliştirebiliyor.

Bu yüzden 12 MP olduğu için pikselleri kesin daha büyüktür yahut 200 MP olduğu için sensörü daha güzeldir formunda genel bir kural bulunmuyor. Sensörün fizikî alanı, piksel aralığı ve kullanılan sensör teknolojisinin birlikte kıymetlendirilmesi gerekiyor.

Örneğin küçük bir sensöre yerleştirilmiş 200 MP kamera ile çok daha büyük sensöre sahip 12 MP kamerayı karşılaştırırken sırf çözünürlüğe bakmak aldatıcı olabilir. Daha büyük sensör daha fazla toplam ışık toplayabilir, daha uygun sinyal-gürültü oranı sağlayabilir ve bilhassa düşük ışıkta daha pak imgeler üretebilir.

200 MP sensörlü telefonların çalışma biçimi, megapiksel sayısının sebep tek başına değerlendirilmemesi gerektiğini gösteren en uygun örneklerden biri.

Modern yüksek çözünürlüklü telefon sensörleri çoklukla pixel binning, yani piksel birleştirme teknolojisinden yararlanıyor. Sensör üzerindeki komşu fotositlerden alınan bilgiler bir araya getirilerek daha düşük çözünürlüklü bir imaj oluşturuluyor.

Samsung ISOCELL HP2 bunun için Tetra²pixel yapısını kullanıyor. Sensör dört komşu pikseli birleştirdiğinde 50 MP modunda 1,2 mikrometrelik muadil piksel kümeleriyle çalışabiliyor.

Işık daha da azaldığında 16 piksel bir araya getiriliyor ve 12,5 MP imajda 2,4 mikrometrelik kümeler oluşturuluyor. Sensörün standart kullanımında 200 MP yerine 12,5 MP düzeyinde manzara üretilebilmesinin temel sebeplerinden biri bu.

Telefon böylelikle parlak bir gündüz sahnesinde yüksek çözünürlükten yararlanabilirken karanlık ortamda çok sayıda küçük pikselin verisini birleştirerek daha güçlü bir sinyal elde edebiliyor.

Pixel binning sonucunda oluşan 2,4 mikrometrelik “piksel” fizikî olarak baştan 2,4 mikrometre boyutunda tasarlanmış tek bir fotositle büsbütün tıpkı yapı değil. Buradaki paha, birden fazla küçük pikselin birlikte kullanıldığı efektif çalışma biçimini tabir ediyor.

200 MP sensörlü bir telefonun varsayılan olarak 12 yahut 12,5 MP fotoğraf üretmesi bu sebeple sensörün kalan çözünürlüğünün boşa gittiği manasına gelmiyor. Yüksek piksel yoğunluğu kameraya farklı ışık şartlarında çözünürlük ve ışık hassasiyeti arasında seçim yapma imkânı veriyor.

Sensörün üzerinde daha fazla piksel bulunması sadece imgenin örneklenebileceği noktaların sayısını artırıyor. Gerçek dünyadaki detayın evvel lens tarafından sensöre gereğince net formda ulaştırılması gerekiyor.

Lens çok ince detayları sensör düzeyinde ayıramıyorsa arkadaki piksel sayısını artırmak kaybolan optik bilgiyi geri getiremiyor. Lenslerin çözünürlüğü ve kontrast transfer yeteneği bu sebeple yüksek megapiksel sistemlerde daha değerli hale geliyor. Optik sistemin performansı MTF üzere ölçümlerle değerlendirilebiliyor.

Akıllı telefonlardaki küçük lens sistemleri ayrıyeten optik sapmalar, köşe performansı, odaklama hassasiyeti ve kırınım üzere fizikî sınırlamalarla çalışıyor. Sensör çözünürlüğü bu hudutların çok ötesine çıktığında piksel sayısındaki büyük artışın fotoğraftaki gerçek detaya katkısı giderek azalabiliyor.

Çekim şartları da yüksek çözünürlüğü direkt etkiliyor. Telefonun hafif hareket etmesi, fotoğraflanan kişinin hareket etmesi yahut düşük ışık sebebiyle pozlama mühletinin uzaması çok küçük ayrıntıların bulanıklaşmasına sebep olabilir. 200 MP modunda teorik olarak kaydedilebilecek ince detay bu türlü bir durumda sensörün çözünürlüğüne ulaşmadan kaybolabilir.

Bu sebeple 200 MP belgeyi yüzde 100 büyütüp incelemek her vakit 12 MP fotoğrafın çok üzerinde gerçek ayrıntı göstermiyor. Evrakta daha fazla piksel bulunabilir fakat bu piksellerin ne kadarının yeni manzara bilgisi taşıdığı bütün kamera sisteminin performansına bağlı.

Yüksek megapiksel çözünürlüğü gereksiz değil. Gerçek şartlarda epey değerli avantajlar sağlıyor. Bunların başında kırpma geliyor. Uzak bir objenin bulunduğu 200 MP fotoğrafın sırf orta kısmı kullanıldığında geriye hala yüksek çözünürlüklü bir imaj kalabiliyor. 12 MP fotoğraf birebir oranda kırpıldığında kullanılabilir piksel sayısı çok daha süratli azalıyor.

Bu özellik akıllı telefonlarda sensör üzerinden yakınlaştırma için de kullanılabiliyor. Telefon, yüksek çözünürlüklü sensörün sırf orta kısmını okuyarak optik telefoto kameraya geçmeden muhakkak düzeylerde yakınlaştırma yapabiliyor.

Google da yüksek çözünürlüklü sensörün merkez kısmından kırpma ve yine örnekleme prosedürlerini Super Res Zoom sisteminde kullanıyor.

Yeterli ışık, yeterli bir lens, gerçek odak ve düşük hareket bulunan sahnelerde 200 MP çekim bilhassa mimari, görüntü ve çok ince dokular içeren manzaralarda 12 MP çıktıya kıyasla daha fazla detay saklayabiliyor. Büyük baskılar yahut çekim sonrasında agresif kırpma yapılacak fotoğraflar da yüksek çözünürlükten daha fazla yararlanıyor.

Bedeli ise daha büyük evraklar, daha fazla süreç yükü ve birtakım telefonlarda daha uzun çekim yahut sürece müddeti olabiliyor. 200 MP sensörlerin tam çözünürlükte ulaşabildiği kare suratı da daha düşük olabiliyor. Örneğin ISOCELL HP2 tam 200 MP çözünürlükte 15 fps sensör çıkışı sunarken 50 MP’de 30 fps, 12,5 MP’de ise 120 fps düzeyine çıkabiliyor.

Akıllı telefonlarda deklanşöre basıldığında ortaya çıkan fotoğraf birden fazla vakit sensörden alınmış tek bir kareden ibaret değil. Telefonlar art arda birden fazla imaj yakalayıp bunları hizalayabiliyor, gürültüyü azaltabiliyor, parlak ve karanlık bölgelerdeki detayları birleştirebiliyor, sertlik uygulayabiliyor, renkleri düzenleyebiliyor ve tone mapping süreçleri gerçekleştirebiliyor.

Google’ın HDR+ sistemi bunun uzun müddettir kullanılan örneklerinden biri. Sistem kısa müddet içinde birden fazla kare yakalayıp hizalıyor ve birleştiriyor. Birden fazla pozlamadan gelen bilginin kullanılması düşük ışıkta gürültüyü azaltırken yüksek dinamik aralıklı sahnelerde gölge ve parlak alanlardaki bilginin daha yeterli korunmasını sağlayabiliyor.

Bu süreçler iki telefonun birebir çözünürlükteki kameralarının bile epeyce farklı fotoğraflar vermesine sebep olabiliyor. Gürültü azaltmanın fazla uygulanması ince dokuları silebilir, aşırı sertleştirme objelerin kenarlarında yapay imajlar oluşturabilir yahut HDR süreci fotoğrafın tonlarını değiştirebilir.

Dolayısıyla sensörün kaç megapiksel olduğu, fotoğraf kalitesi denklemindeki sadece bir değişken. Telefonun manzara sinyal işlemcisi, çoklu kare sürece algoritmaları, HDR sistemi, pozlama tercihleri, otomatik odaklama ve lens kalitesi sonuç üzerinde direkt rol oynuyor.

12 MP çözünürlüklü düzgün bir kamera bu bileşenleri güçlü biçimde bir araya getirdiğinde 200 MP yazan daha zayıf bir kamera sisteminden daha başarılı fotoğraflar çekebilir. Buna karşılık birebir düzeyde sensör teknolojisi, optik ve imaj sürece sunan iki sistem arasında daha yüksek çözünürlük bilhassa yeterli ışıkta detay ve kırpma esnekliği açısından gerçek bir avantaj sağlayabilir.

Bu yüzden telefon kameralarını karşılaştırırken sırf kutunun üzerindeki 12 MP, 50 MP, 108 MP yahut 200 MP kıymetine bakmak kâfi değil.

Sensörün fizikî boyutu, kullanılan lens, ana kameranın diyaframı, optik manzara sabitleme, otomatik odaklama sistemi, piksel birleştirme sistemi ve telefonun manzarayı nasıl işlediği de fotoğrafın sonucunu belirliyor.