Samsung presenteert camerasensor voor smartphones met kleinste pixels tot nu toe

Samsung heeft de Isocell GH1 gepresenteerd, de eerste camerasensor voor smartphones met pixels van 0,7x0,7 micrometer. Tot nu toe zijn de kleinste pixels op camerasensors voor smartphones 0,8x0,8 micron groot.

Door de kleinere afmeting is het mogelijk om meer pixels op een kleiner oppervlak te stoppen. De sensor heeft 7968×5480 pixels, goed voor een resolutie van 43,6 megapixel, meldt Samsung. De grootte van de sensor is onbekend, maar ligt vermoedelijk ergens rond 1/2,5" of 1/3", wat anno 2019 voor een camerasensor op smartphones niet bijzonder groot of klein is: primaire camera's zitten vaak rond 1/2" of groter, terwijl de camerasensors voor frontcamera's vaak kleiner zijn dan 1/3".

Het gaat om een camerasensor die vermoedelijk als frontcamera voor smartphones moet gaan dienen. De kleine afmetingen - een afbeelding toont een sensor van enkele millimeters bij enkele millimeters groot - zouden hem geschikt maken voor fullscreen-smartphones.

De sensor kan de informatie van vier pixels in een pixel gebruiken voor video, waardoor het mogelijk is om te filmen met 4k-resolutie zonder dat de software veel moet croppen. De sensor ondersteunt bovendien elektronische stabilisatie via de gyroscoop van een telefoon.

Er verschenen voor smartphones afgelopen jaren meerdere sensors met hoge resoluties en kleine pixels. Zo presenteerde Samsung eerder al sensors met 64 en 108 megapixels, beide met 0,8 micron grote pixels. De sensor gaat eind dit jaar in massaproductie en zal dus vermoedelijk ergens volgend jaar in telefoons verschijnen.

Reacties (46)

Ooit had ik begrepen dat er een bepaalde pixel maat nodig is om een bepaald aantal fotonen op te pakken.

Als we naar de chip-bakkers kijken, die konden met gewoon licht niet meer kleiner en zijn overgestapt naar ultra-violet licht en daar ondertussen al voorbij. Bij welke chip-maat was het ultra-violet? en bij welke maat voor infra-rood? Voor zichtbaar licht moeten de pixels minimaal zo groot zijn als de chip maat die met infra-rood nog gebakken konden worden. Die fotonen zijn immers groter dan de ultra-violet fotonen en wij willen alles daar tussen zien in de foto.

Dat is dan de minimale pixel maat die we optisch kunnen gebruiken. Daarbij valt met difractie het kam-effect (of hoe dat ook heet) en/of tralie waarmee ze tot op een halve of een kwart van de 'golflengte' gaan zitten voor de detectie. Maar dat is een theoretisch minimum want daarbij moet de golf-stand ook 'perfect' zijn en dat is ze voor camera doeleinden niet.

Uiteindelijk is er met software wel het een en ander te verbeteren maar dat gebruik ik liever niet. Met een vaste pixel maat hebben we al last van moiré effecten en zo. Elke routine om het beeld te 'verbeteren' heeft situaties waarbij het beeld verslechtert.

(edit: kam-effect -> difractie & tralie)

[Reactie gewijzigd door beerse op 24 september 2019 12:11]

Kleine pixels vangen minder licht, zo simpel is dat.
Ik ben helemaal geen voorstander van almaar hogere resoluties, vooral als dat weinig nut heeft omdat dat licht toch door een miniem lensje moet die ook zijn grenzen heeft om een bepaalde hoeveelheid detail te resolven. Liever dus een lagere resolutie van zeg eens 10 megapixels dan 16 mp of hoger. Niemand maakt postergrote foto's met een smartphone. Dan heb ik liever een hogere lichtgevoeligheid en minder ruis voor cleanere foto's bij slechte lichtomstandigheden.

Er is een punt waarop de pixels te klein zijn om licht te ontvangen. Als je de sensor vergelijkt met een tafel op het terras. De pixels met een aantal glazen die op de tafel staan. En de photonen uit het licht met de hagelstenen van een hagelbui. Dan zal je zien dat bij grote glazen (zoals de Bollekes in Antwerpen) meer hagel vangen dan de kleine fluitjes. Met borrelglaasjes kan het zomaar zo zijn dat er veel glaasjes geen hagel vangen.

En dan maakt het niet uit hoe groot de tafel is of hoe veel glazen er op staan. Het gaat om de maat van de glazen of ze nog iets opvangen.

Ik vraag me af of het verkleinen van de pixels er niet voor zorgt dat de sensor moeilijker overweg kan met donkere situaties / minder licht of maakt dit niets uit?

Ja, maar:
- tegenwoordig worden er belachelijke megapixelnummers gebruikt.. pre-binning. Binning (het combineren en uitmiddelen van pixeldata met als doel betere signaal-ruis-verhouding) zorgt er dan weer voor dat je ipv 40MP maar 10MP overhoudt. In theorie hou je minder ruis en accuratere kleurdata over. In de praktijk is de implementatie wisselend, afhankelijk van de fabrikant.
- de laatste 10 jaar is er inzake het specifieke pixel-design een behoorlijke evolutie geweest. Minder verloren licht tussen pixels, efficiëntere opvang van de fotonen in elke pixel, minder obstructies voor fotonen onderweg ... Dus elke pixel, hoe klein ook, vangt wel degelijk redelijk wat licht op.

Een moderne speldknop-sensor kan met goede software en een goede lens en mogelijk stabilisatie een fantastisch resultaat opleveren. Of dramatisch, als de implementatie niet zo best is.

Ter aanvulling: Samsung heeft de laatste jaren erg veel geïnvesteerd in hun Isocell, Isocell plus en Tetracell technologie. Wikipedia somt het mooi op:

• BSI: backside-illuminated. The light reaches the photosensitive area directly.
• ISOCELL: ISOCELL combines 3D-BSI with Front-side, Full-depth, Deep-Trench Isolation (F-DTI) and Vertical Transfer Gate (VTG). This provides increased light sensitivity and higher color fidelity even in poor lighting conditions.
• ISOCELL Plus: ISOCELL Plus replaces ISOCELL's metal grid barriers with an innovative new material developed by Fujifilm. This minimizes optical loss and light reflection, providing higher color fidelity and up to a 15% enhancement in light sensitivity compared to ISOCELL.
• Tetracell also known as Quad Bayer or 4-cell. Features a repeating 4×4 pattern with 4 red, 8 green and 4 blue pixels. For darker scenes, signal processing can combine data from each 2x2 group, essentially like a larger pixel. For brighter scenes, signal processing can convert the Tetracell into a conventional RGB filter to achieve 4x higher resolution. Resolution & pixel size listed below is after re-mosaic signal processing.

Het traditionele probleem met kleine pixels is dat ze heel veel last van ruis hadden. Deze ruis komt echter van twee bronnen:

• Shot Noise: Ruis omdat fotonen in licht zich random verspreiden (per um²
• Electronic Noise: Een vaste hoeveelheid ruis bij uitlezen (per pixel)

Door BSI, Isocell en andere materiaal innovaties (wissel van alluminium naar koper voor traces e.d.) is de elektronische in de afgelopen jaren gigantisch afgenomen, tot een niveau waar het nu bijna verwaarloosbaar is. Dit was al te zien met ISO-invariantie in recente Sony en Samsung sensoren, waarbij het qua ruis bijna niets uitmaakt of je een donkere foto op een laag ISO nam en deze opkrikte naar een hogere helderheid, of deze in eerste instantie al op een hoog ISO nam. Bij dezelfde belichting is de ruis uiteindelijk hetzelfde.

Dit heeft ook effect op pixelformaat. Vroeg was er een grote straf voor het kleiner maken van pixels, namelijk de extra elektronische ruis die bij elke pixel aanwezig was, plus de extra shot noise. Hierdoor ontstonden camera's als de Sony A7S die zo groot mogelijke pixels hanteerden om de totale ruis te minimaliseren.

Nu is de straf voor elektronische ruis, die per pixels aanwezig is, nihil. Hetzelfde oppervlakte op een sensor opsplitsen van 1 naar 4 pixels levert dus geen extra ruis op. De shot noise per pixel neemt nog wel toe, want deze is gerelateerd aan het oppervlakte van de pixel. Maar als je de shot noise van 4 kleine pixels uitmiddeld over heb je exact dezelfde ruis als je met een grote pixels had gehad. Hetzelfde licht is namelijk op hetzelfde oppervlak gevallen, en er is geen extra elektronische ruis aan toegevoegd.

Top, dus anno 2019 geen negatief effect qua ruis bij het kleiner maken van pixels. Maar als pixels kleiner worden, neemt de full-well capacity, oftewel het aantal fotonen dat een pixel op kan nemen voordat het oververzadigd raakt, toch ook af? En dat maakt dynamic range kleiner. Helemaal correct. We moeten dit wel even uitsplitsen in twee situaties:

In weinig licht haal je de full-well capacity nooit en is dit dus geen probleem De gecombineerde full well van de vier kleine pixels is immers even groot als die van een grote, en het aantal fotonen per cm² ook. Het draait daar puur om ruis.[/li]

Met veel licht is dit een probleem. De full-well capacity per pixel is immers vier keer zo klein, wat twee stops minder dynamic range betekent. Oftewel, je moet de afweging maken tussen kortere sluitertijden met meer shot noise in je foto, of voor overbelichting in de helderste delen van je foto.

Maar ook daar hebben ze (Samsung) iets op bedacht: Als je pixels individueel kan aansturen, kan je ze aparte ISO-waardes of zelfs sluitertijden geven. Zie het als multi-shot bracketing, maar dan in één opname. Een kwart van je pixels geef je een sluitertijd van 1/1000, een kwart 1/2000, nog een kwart 1/4000 en het laatste kwart 1/8000. Je dynamic range is nu in een klap 8 keer groter, oftewel 3 stops. Dat is meer dan de 2 stops die je verloren bent met het opsplitsen van je pixels in vieren.

Met deze modernere sensoren met 4 kleine pixels in plaats van een grote, blijft ruis gelijk, blijft dynamic range ook gelijk of neemt zelfs toe en kan je, in goed licht, de pixels niet samen voegen maar individueel uitlezen voor meer detail. Nu komen deze kleine lenzen natuurlijk in de buurt van het diffractielimiet (voor deze nieuwe Samsung sensor heb je al een f/1.3 lens nodig), maar dat is een verhaal voor een volgende keer

Tl;DR: Vroeger hadden sensoren last van veel elektronische ruis bij het uitlezen, wat per pixel optrad. Nu is dat veel minder, dus is de straf (extra ruis) voor het kleiner maken en dus toevoegen van pixels er bijna niet meer. Inherente photon ruis (shot noise) kan je uitmiddelen over verschillende kleine pixels om ze zich te laten gedragen als een grote pixel, en als je pixels individueel kan aansturen kan je dynamic range vergroten door elke pixel met een eigen sluitertijd en/of ISO op te laten nemen.

@Yero Hoe was MoaM? Moest hem helaas missen dit jaar, viel samen met de Scout-In. Mocht je het leuk lijken, wil ik wel bijdragen aan een artikel over de technische ontwikkelingen in (smartphone) fotografie. Naast sensorontwikkelingen kan ik ook nog wel een zo'n blaatverhaal houden over computational photography en metalenzen die er aan zitten te komen.

Ik ga hier een nulmoderatie voor scoren maar: applaus! Bedankt voor het introduceren van een compleet nieuwe diepte in (smartphone)fotografie waar ik totaal nog niet mee bekend was! Ik ben weer een paar uur zoet met een deepdive!

Bedankt voor de uitgebreidere uitleg! Iets duidelijker dan mijn "er zijn evoluties geweest"

[Reactie gewijzigd door Arrigi op 24 september 2019 11:46]

Ik snap iets niet:

Hetzelfde oppervlakte op een sensor opsplitsen van 1 naar 4 pixels

Een megapixel (MP of Mpx) is gelijk aan 1 miljoen pixels. De resolutie van een digitale camera wordt vaak in megapixels aangegeven. Dit is dan de resolutie (of het aantal pixels) die de beeldsensor aankan. Om het correcte aantal pixels te weten moet men het aantal horizontale lijnen met het aantal verticale lijnen van de digitale foto vermenigvuldigen. Zo is een camera die een foto met een resolutie van 1280 x 960 pixels produceert een 1,3 megapixelcamera en een 5 megapixelcamera zal dan een foto produceren van 2560 x 1920 pixels.

Om technische redenen is het aantal pixels van de sensorchip vaak wat groter dan het effectieve aantal dat in de opnames gebruikt wordt; de randpixels worden dan niet gebruikt. Hierdoor kan het zijn dat een als 2,1 Mpixel geadverteerde camera toch foto's van maximaal 1600 x 1200 = 1,92 Mpixel maakt. Een camera met een sensor van 6,31 Mpixel (3110 × 2030) heeft bijvoorbeeld een maximumopnameformaat van 3008 x 2008 pixels

Dus het kleiner maken van pixels geeft minder ruis ? Dus ze delen een pixel op door het door 4 te delen? Dus je snijd een taart door vieren ?

Dus door de sensor als een vierkante pixel te zien hebben Ze die door vieren gedeeld in 4 blokken waar bij je de ISO waarden in elk blok individueel kan bedienen.
Je schiet de pixels op je sensor vierkant of rechthoekig... Bij het instellen van de ISO waarden kan je vier vlakken in het vierkant individueel op ISO waarden bepalen ?

[Reactie gewijzigd door solozakdoekje op 24 september 2019 12:26]

Het zou mogelijk moeten zijn een +4 te geven voor posts als deze. Top toevoeging!

Een pixel staat toch los van een megapixel, een pixel geeft toch alleen het formaat aan, waar de megapixels op worden geschoten ?

dus ze hebben een pixel op gedeeld in 1 vierde deel van een pixel die het apparaat dus individueel kan belichten... wat samen 1 megapixel maakt, dus als je 1 taart deelt in 1 miljoen stukjes, is nog steeds gelijk aan een taart, wat staat voor 1 miljoen pixel, die miljoen pixel deel ik weer door 4 en heb ik dus 4 miljoen 1.4 pixel? en er staat in de tekst ook niet hoe groot de sensor is...

dit is toch gewoon marketing of niet? het enige wat hier goed aan is dat je dus bij donker licht de iso waarden hoger is en dat moet nog blijken.

Door de kleinere afmeting is het mogelijk om meer pixels op een kleiner oppervlak te stoppen. De sensor heeft 7968×5480 pixels, goed voor een resolutie van 43,6 megapixel, meldt Samsung.

[Reactie gewijzigd door solozakdoekje op 24 september 2019 19:51]

offtopic: ben je van PR afdeling van samsung?

ontopic: wat men doet is een truckendoos openhalen om uit een zéér kleine camerasensor toch nog engszins acceptabele plaatjes te krijgen. Hetgeen je noemt, de elektronische ruis die steeds kleiner wordt door gebruik van nieuwe materialen en technieken, is geen "samsung fenomeen" en laat zich zien over het gehele spectrum van camera sensoren. Waar ooit, in lang vervlogen dagen, ccd's enkel voldeden voor een acceptabel plaatje , en cmos sensors in supermarkt-troep-cameras zaten, is nu niets meer hetzelfde.

Maar wat blijft is dat de grootte van een sensor pixel direct in verband staat met de gevoeligheid ervan, simpelweg doordat dit bepaald in welke mate de pixel in staat is fotonen te "vangen". Dat men nu een truukje heeft bedacht door vier zeer kleine pixels als één "grote" (nog steeds zeer kleine) pixel te laten werken, bevestigd deze regel alleen maar.

Volgens mij moet je ook heel anders naar deze materie kijken: de markt voor smarthpones is gigantisch en samsung is een evenredig gigantische firma met net zo grote belangen. Het is ze er dan ook alles aan te doen om op allerlei manieren nieuwigheden in hun telefoons te proppen. Probleem is echter dat, wil je een daadwerkelijk lichtsterke sensor, zoals bijvoorbeeld de fullframe sensor in de Nikon D5, deze zo groot worden dat ze niet in een smartphone passen. Draai het verhaal om. Als "size didnt matter", dan had er allang een grote sensor in een smartphone gezeten en waren al deze bokkesprongen met piepkleine pixels en even zo klein sensoren helemaal niet aan de orde geweest.

Om een betere vergelijking te krijgen (puur voor de beeldvorming): deze sensor zal ca. hooguit 5mm breed worden. Een lichtsterke fullframe sensor is 35mm breed (7x zo groot!) en gaat gemiddeld ook nog eens gepaard met véél lichtsterkere objectieven (glas ipv plastic).

Als afsluiter een vergelijking waar te zien is hoe extreem klein een 1/2.5" sensor eigenlijk is, zeker als je bedenkt dat men daar nu ruim 40megapixels in propt.
https://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor_format

Dan zie je ook hoe extreem weinig licht er op zo'n piepklein sensor valt in vergelijking tot bijv. micro fourthirds of fullframe.

Ja, maar:
- tegenwoordig worden er belachelijke megapixelnummers gebruikt.. pre-binning. Binning (het combineren en uitmiddelen van pixeldata met als doel betere signaal-ruis-verhouding) zorgt er dan weer voor dat je ipv 40MP maar 10MP overhoudt. In theorie hou je minder ruis en accuratere kleurdata over. In de praktijk is de implementatie wisselend, afhankelijk van de fabrikant.

Toch blijf ik sceptisch. Dit soort trucjes zie je alleen bij bij smartphones. Ik heb nog nooit een dergelijke constructie gezien bij een dSRL of een systeemcamera. Sterker nog, wanneer jij kijkt naar de kleinste systeemcamerasensor: (micro) four thirds, dan zie je lagere megapixels dan op soms op een smartphone. Sterker nog, zij gebruiken sensor shifting om juist meer pixels te krijgen.

Laten we natuurlijk niet de HTC ultrapixel vergeten, welke goede foto's kon maken bij weinig licht door zijn relatief weinig megapixels (4 MP: reviews: HTC One (M8): juweel van een telefoon met matige camera Tegelijkertijd had de Nokia 808 pureview: reviews: Nokia 808 PureView, telefoon met 41MP-camera juist weer een vrij laag dynamisch bereik ten opzichte van reguliere camera's.

Uit dezelfde review blijkt eigenlijk dat meer pixels de volgende voordelen biedt:

• scherpere foto's
• zoomen zonder al te veel kwaliteit verlies

Wat werkt wel voor goede foto's bij weinig licht?: lichtgevoeligere sensor, grotere sensor, groter diafragma en goede optische stabilisatie.

[Reactie gewijzigd door Bliksem B op 24 september 2019 10:45]

Eerste alinea: Nagenoeg geheel waar, maar diezelfde technieken kunnen ook daar werken. Ze zijn gewoon nog (of niet meer!) niet toegepast. Shifting heeft enorme nadelen, dat werkt enkel voor 100% statische scenes. Tenzij... Google gebruikt een snel uit te lezen sensor en de instabiliteit van een mens om extra detail van subpixelshifts te verwerken!

Leuk weetje: Fujifilm was in 1999 al bezig met iets genaamd de SuperCCD. Uiteindelijk hebben er onder de naam SuperCCD verschillende varianten bestaan: pixels onder een andere hoek gedraaid (mogelijk meer resolutie), combinatie tussen grote en kleine pixels (grote pixels vangen meer licht in het donker, de kleinere vangen minder en worden niet zo snel overbelicht). Samen met deze sensoren bestonden er ook andere interpolatie-algoritmes om meer detail danwel dynamisch bereik te behalen. Varianten werden toegepast in dSLRs als in kleinere producten.
Dus ja, het gebeurt wel.

De HTC Ultrapixel wou ik al vergeten nog voor hij de markt op was. Een native 16:9 sensor met 4MP, dus in 4:3 mode gaf die nog maar 3MP? De scherpte en DR waren ook niet fantastisch, in het donker was-ie wel ok, ja. Hoewel...
De Nokia was terwijl al even op de markt en gaf wél goede beelden, standaard in 5 of 8MP. In daglicht, afgezien van DR of snelheid, kan die nog steeds best mee met moderne toestellen.

Voor die zoom hebben we tegenwoordige secundaire lenzen.

En als je nog steeds niet gelooft dat die 40MP binning-sensoren werken, bekijk deze resultaten eens.

Laten we natuurlijk niet de HTC ultrapixel vergeten, welke goede foto's kon maken bij weinig licht door zijn relatief weinig megapixels

De HTC Ultrapixel was alleen maar teleurstellend en bood weinig meer dan de concurrentie, dus ik snap niet waarom je dit als voorbeeld geeft.

Wat werkt wel voor goede foto's bij weinig licht?: lichtgevoeligere sensor, grotere sensor, groter diafragma en goede optische stabilisatie.

Leuk om iets neer te typen wat al 10 jaar bekend is. Maar laten we bij de realiteit blijven: waar zien we vandaag de grootste stap vooruit qua beeldkwaliteit bij weinig licht in smartphones? Software (night mode) en pixel binning. Dat valt gewoon niet te ontkennen. De beste smartphone camera's op dit moment hebben helemaal geen extreem grote sensor of een opvallend groot diafragma.

De Phase One CCD backs hadden dit in het verleden. Dan kon je van bijvoorbeeld 80MP naar 20MP stappen en daar kreeg je 2 stops ISO voor terug. Er zullen wel meer cameras geweest zijn. Punt blijft dat menig fotograaf liever pas noise reduction etc toepast achter de PC.

Toch blijf ik sceptisch. Dit soort trucjes zie je alleen bij bij smartphones. Ik heb nog nooit een dergelijke constructie gezien bij een dSRL of een systeemcamera.

Ik gok ook dat dit komt door de bijkomende image processing die telefoons nog doen. Als je ziet hoeveel bewerkingen Samsung en Apple nog doen op iedere pixel (miljarden operaties per foto) snap ik wel dat dit niet in een camera zit die niet een Processor heeft met de rekencapaciteit van een fatsoenlijke computer.

Daarnaast zie je ze dit soort dingen niet doen omdat de sensoren groter zijn, maar dan ook echt veel groter. Hierdoor is die ruis al veel minder aanwezig en hoeft er vele malen minder weggepoetst te worden.

De grote van de sensor bepaald wat de effectieve aantal pixel bedient en hoeveel licht er op de pixels kunnen verschijnen... Heb je te veel pixel op een kleine sensor dan heb je minder licht opbrengsten waardoor er dus minder pixels worden gebruikt, dus als er 25 mega pixel staat moet je goed opletten wat nu je uiteindelijk overhoud.

er kleven ook nadelen aan kleinere pixels die op een relatief kleine sensor worden geschoten, de pixel kunnen gaan lekken bij kleine verschillen van donkere schemerige dagen wanneer je een foto gaat schieten.

[Reactie gewijzigd door solozakdoekje op 24 september 2019 10:58]

"Heb je te veel pixel op een kleine sensor dan heb je minder licht opbrengsten waardoor er dus minder pixels worden gebruikt, dus als er 25 mega pixel staat moet je goed opletten wat nu je uiteindelijk overhoud."

Best wel onzin dit. Het is niet zo dat kleinere pixels er voor zorgen dat een deel ongebruikt is. Ze worden gewoon allemaal gebruikt. Het probleem is dat de kwaliteit van de lichtmeting per pixel kan afnemen.

Of je nu een pixel door de midden doet of niet maakt geen reed uit voor het aantal effectieve megapixel/pixel... Het oppervlak van de sensor blijft gelijk en de pixel...

Of ik nu twee keer een half bord op schep tijdens het eten of niet het blijft het zelf als een bord...de sensor het bord moet wel groot genoeg zijn... in dit geval moet bij Samsung de sensor wel groot genoeg zijn.

Maar als je te veel pixel op een oppervlakte hebt maakt dat wel uit, of er nu langs de randen 1.4 wordt afgesneden dat gebeurt ook met een hele pixel.

Dat je een pixel individueel kan belicht geld alleen voor het effectiev aantal pixels!hoe kan je mega/pixels nou in ISO waarden verhogen als de pixel niet belicht wordt en niet eens is gebruikt wordt.er staat ook in het artikel dat de grote van de sensor niet bekent is !

[Reactie gewijzigd door solozakdoekje op 24 september 2019 19:20]

Ik reageerde op je stelling dat kleinere pixels niet gebruikt worden, wat pertinente onzin is.

Het wordt één grote bak met ruis. Dat is altijd zo als pixels kleiner worden.

Valt wel redelijk te compenseren met noise reduction in de camerasoftware trouwens.. en met technieken als het combineren van pixeldata. Dan neemt het aantal effectieve mpxl af maar kan je marketingafdeling wél mooi met 40+ megapixels lopen strooien.

[Reactie gewijzigd door DigitalExorcist op 24 september 2019 10:20]

Met meer data kunnen algoritmes meer doen. Dit soort sensors gebruikt een 'quad bayer' layout, dus elke pixel heeft 3 buren van dezelfde kleur. Dat maakt het makkelijker ze gecombineerd uit te lezen (gaat sneller, nuttig voor video) en verkleint de overspraak tussen kleuren (kleurfilters van een micrometer breed zijn niet zo perfect). En door de hardwarematig te verbinden kan ook wat uitleesruis worden voorkomen (al is de vraag of een digitale ruisreductie niet beter is).
Nadeel is natuurlijk dat de kleurresolutie niet beter is dan van een 10MP sensor. En de zwartwitresolutie krijgt ook wel een klap bij gekleurde onderwerpen of bij kunstlicht.
Wellicht gaat dit shinen bij 'AI' en andere neurale netwerken. De truuk is: neem foto's met een goede camera en met de telefoonsensor. En dan ga je een neuraal netwerk trainen om van de telefoonfoto een goede foto te maken.
Eigenlijk gaat de software dan blaadjes aan de boom inschilderen, en de baksteentjes in het gebouw. Maar het ziet er mooi uit en dat telt toch?

Klopt, het is ook niet perse zo zwart-wit als ik stel. Maar de kern blijft overeind: meer pixels op hetzelfde oppervlak = meer ruis. Je moet vooral met algoritmes komen die dat weer gaan compenseren. Net wat je zegt, AI gaat hier leuke dingen in betekenen. Maar dat is het softwarematig oplossen van een hardwarematig probleem. Je loopt straks tegen een natuurkundige beperking aan; pixels kunnen een maximale grootte hebben om nog fotonen op te vangen en daarna stopt het.

Daarna krijg je de race welke telefooncamera als eerste een fullframe-sensor gaat gebruiken, met bijbehorende optica. Want dát is het volgende: een zo klein mogelijke lens voor een zo groot mogelijke sensor en AI die alle vervorming corrigeert voor je.

Voor ruis is eigenlijk alleen het formaat van de lens van belang (hoeveel licht vangt die). De maat van de swnsor is primair van belang voor het dynamisch bereik.
Ik hoeveel stukjes sie sensor is opgeknipt (aantal pixels) maakt achter de ruisonderdrukking weinig uit.

Het formaat van de lens is niet van belang. Ook met een grote lens kan je een klein diafragma instellen waardoor er nog steeds weinig licht op de sensor valt. Maar doe je dat met een grote sensor met grote pixels dan heb je beter beeld dan als je dezelfde hoeveelheid licht op kleine pixels laat schijnen.

Voor de hoeveelheid opgevangen licht gaat het om de diameter van de entreepupil en de kijkhoek van de lens. Dus een 'normale groothoeklens' met een entreepupil van bijvoorbeeld 7 mm geeft altijd dezelfde hoeveelheid licht, hoe groot de sensor ook is.
Voor een 35mm brandpuntafstand objectief op een full-frame sensor is dat f/5.
Voor een 23mm brandpuntafstand objectief op een APS-C sensor is dat f/3.3.
Voor een 1" sensor heb je dan een 13mm lens die f/1.8 is.
Voor een 1/1.8" sensor krijg je een 6.6mm lens, maar dan wel een van f/0.94...
Al die lenzen zijn (qua entreepupil) even groot, vangen licht uit dezelfde richtingen en dus ook evenveel licht.

Want met een frontcamera kun je niet voldoende licht op je gezicht krijgen?

Die snap ik niet helemaal.

Een frontcamera of rear camera maakt niet uit; meer pixels op hetzselfde oppervlak = meer ruis, en bovendien geeft een camera geen licht, dus de link met licht op je gezicht mis ik even..

Punt is dat je met een flitser voldoende licht hebt voor een korte afstand = gezicht, waar je met een rear camera aan de achterkant nooit voldoende licht hebt of juist op punten overbelichting. Dus voor een front camera kunnen kleine pixels wel, maar voor een rear is groot juist handig.

Nooit voldoende? Mwah. ISO 100 = by default genoeg belichting hoor. Daglicht is over het algemeen ruim zat.

Zodra je ISO-waarde boven de, zeg, 500 komt wordt het oppassen. En dan heb je bij klassieke camera's nog sluitertijden en diafragma's maar ook dat heeft z'n grenzen. Een flitser is sowieso altijd een last resort... tenzij je studio-opnames gaat maken en met meerdere boxen tegelijk kan werken.

[Reactie gewijzigd door DigitalExorcist op 24 september 2019 16:53]

De discussie over kleine pixels gaat natuurlijk niet over de dag situatie met voldoende licht.

Ja, daar zorgt het inderdaad voor. Kleinere pixels hebben een lagere signal-noise verhouding, lagere fullwell-depth, zijn sneller verzadigd. Binnen is leuk op papier maar kan met CMOS sensoren alleen in postprocessing cq softwarematig, je kan niet echt binnen zoals bij CCD's.

Er is een reden waarom het tij gekenterd is bij de professionele full frame camera's: daar zie je juist dat de megapixelrace een beetje op z'n retour is en de pixels groot (en dus: gevoelig) blijven.

Natuurlijk kan je in 2019 weer fijn roepen dat 'AI' en 'Machine Learning' en 'Neural Networks' helemaal automagisch het niet-boven-de-noise-uitstekende-signaal toch helemaal weten te fabriceren, maar het resultaat daarvan zal niet veel verder reiken dan een 'wow' ervaring op het 5'' smartphone schermpje in de mediamarkt of op het schoolplein. Van het niveau: brightness en contrast opschroeven zodat je denkt 'wow wat een helder scherm'. Wil je serieus iets met zo'n foto dan kom je erachter dat het, in vergelijking met een fototoestel met fatsoenlijke sensor en glaswerk ervoor, simpelweg bagger is.

[Reactie gewijzigd door Znorkus op 24 september 2019 10:23]

Helemaal mee eens. Mijn note 10+ lijkt op het eerste gezicht geweldig mooie fotos te maken. Je ziet ook gewoon dat de fotos exact afgestemd zijn op het scherm. zoom je ook maar het minste of geringste in dan blijft er van deze kwaliteit helemaal niks over. Het is grappig dat er zon gemixte reacties komen. Ik lees o.a. dat met kleinere pixels 4 pixels gecombineerd kunnen worden en daarmee het resultast verbeterd. Het eerste wat ik me dan afvraag is waarom? Waarom 4 pixels moeten gebruiken voor een minder resultaat terwijl de pixels beter wat groter hadden kunnen zijn zodat het beeld er zonder dit te hoeven op poetsen gewoon beter had uitgezien. Dit lijkt me meer een geval, een probleem creëren om deze vervolgens met een marketing verhaal weer op te lossen

Precies ;-) Een 2x2 grid van 1.4 mu pixels had een mooiere, ruisarmere foto opgeleverd dan wanneer je 0,7mu pixels gaat binnen.

De Canon 6D, een fullframe die erom bekend staat schitterende foto's te nemen bij schemering (wordt ook vrij fanatiek ingezet voor astrofotografie) heeft pixels van 6.54 mu. De pixel-area is dus 42,8 mu2, dat is zevenentachtig keer de oppervlakte van de 0.49mu2 van deze GH1 sensor.

"maar het resultaat daarvan zal niet veel verder reiken dan een 'wow' ervaring op het 5'' smartphone schermpje in de mediamarkt of op het schoolplein"

Dit is dus de grootste valkuil van onze tijd als het op fotografie aankomt, en ik kan het niet genoeg benadrukken.

Fotos kunnen er vaak geweldig uitzien op een smartphone. Juist smartphones hebben erg goede schermen. Het is niet alleen dat ze klein zijn waardoor kwaliteitsproblemen niet opvallen. Ze hebben ook een hoge dichtheid, steeds vaker OLED, en steeds vaker ook extra kleurruimte.

Open een gemiddelde smartphone foto op een groot scherm en er blijf meestal weinig van over. Dan zie je het gebrek aan scherpte en detail, of juist de plastic look van ruisonderdrukking.

Het betekent dat al deze triljarden foto's die gemaakt worden in feite niet future-proof zijn. Maar goed, niemand lijkt dat iets te boeien.

Laten we gewoon stellen:

Foto's maak je met een camera, kiekjes maak je met een smartphone

Dat is de klassieke waarheid. Die ook nu nog waar is, wat mij betreft.

Wat wel belangrijk is, is dat dit niet meer als zodanig gedragen wordt. Mensen denken echt dat ze zeer goede foto's aan het maken zijn met de smartphone. En dat heeft regelrecht te maken met het feit dat de smartphone de dominante manier is om een foto te bekijken.

Ach, er zijn er ook zat die denken met een dure camera mooie foto’s te kunnen maken.... 🧐

Schuldig.

Ik vermoed dat door middel van meer pixels effectiever gebruikt gemaakt kan worden van AI en andere softwaregestuurde truuks om het ruisniveau te verminderen. De natuurkunde zegt namelijk dat er inderdaad minder licht op de pixels valt, aangezien elke pixel afgescheiden moet worden met een randje. Meer pixels betekend dus minder effectief oppervlak waar licht op kan vallen.

Ik vermoed dat door middel van meer pixels effectiever gebruikt gemaakt kan worden van AI en andere softwaregestuurde truuks om het ruisniveau te verminderen.

Ja, dit dus.
Iedereen hier reageerd alsof ze niets anders doen dan foto's maken in een donkere kroeg.

Als je zie dat Google-Camera (HDR+ Enhanced op een Lenovo P2) hier doorgaans kiest om een buiten-portret of landschap foto te maken op ISO 64, met sluitertijden korter dan 1/500ste, is er blijkbaar zat licht, en krijg je met dergelijk hoge-pixel densities zoals deze sensor wel degelijk meer detail.

[Reactie gewijzigd door SirNobax op 24 september 2019 13:02]

Ja, maar doordat je meer pixels hebt, kan het ook weer zijn dat je netto beter beeld hebt. Even simpel gezegd: stel dat je twee sensoren hebt waarvan de ene 4x zoveel pixels heeft (dus 2x zo klein en smal) dan de andere, dan zou je van de kleine pixels vier achteraf kunnen combineren om één pixel te maken. Dan kun je met wat intelligentie het ruisniveau ook omlaagkrijgen en is dat niet per se beter of slechter qua beeld. Er wordt vaak gereclameerd met grote pixels, maar ik weet niet of dat per se netto een beter beeld oplevert.

Er kan softwarematig een hoop gedaan worden, maar je loopt nog altijd tegen de fysieke beperking van het glas (of moet ik zeggen glaasje) van het tiny lensje aan. Ik heb liever grotere pixels dan astronomische resoluties.