Pixel Binning - A1 Blog
Das Samsung Galaxy S20 Ultra etwa ist eines der aktuellsten Smartphones, das sich dieser Technologie bedient. Doch was steckt dahinter? Werfen wir einen Blick auf eine der Schlüsseltechnologien bei Smartphone Kameras.
Die Smartphone Kamera: Wenig Platz für viel Leistung
Wer heute eine Kamera in ein Smartphone verbauen will, hat ein Problem: Es gibt zu wenig Platz. Trotzdem sollen Kameramodule verbaut werden, die es mit vollwertigen Kameras aufnehmen können (und sie heute sogar teilweise schon übertreffen). Die Herausforderung dabei: Um eine Aufnahme in hoher Qualität anfertigen zu können, sollten die einzelnen Pixel am Kamerasensor so groß wie möglich sein. Denn hier gilt die Regel: Je größer das Pixel, desto mehr Licht wird eingefangen und desto niedriger sind die (negativen) Einflüsse benachbarter Pixel. Aufgrund der engen Raumverhältnisse im Smartphone kann der Chip aber nicht beliebig groß werden, was zur Folge hat, dass sich sehr viele Pixel oft auf sehr kleinem Raum unterbringen lassen müssen.
Die Größe eines Pixels wird in Mikrometern (= μm = ein Millionstel Meter) gemessen – wobei eine Pixelgröße von unter einem Mikrometer als klein betrachtet wird. Bestes Beispiel dafür ist das aktuelle, oben angesprochene Samsung Galaxy S20 Ultra: Hier müssen sich bei der Hauptkamera 108 Millionen Pixel eine winzige Fläche teilen und sind mit 0.8μm entsprechend klein. Das kann bei guten Lichtverhältnissen für hochaufgelöste Aufnahmen, bei Nacht aber für viele negative Folgen wie heftiges Bildrauschen sorgen.
Genau hier kommt dann aber das Pixel Binning Verfahren ins Spiel: Beim Galaxy S20 Ultra werden durch das Verfahren 9 0.8μm Pixel zu einem größeren 2,4μm zusammengefasst. Der Nachteil: Die Auflösung wird um den Faktor 9 geringer, aus 108 Megapixel werden also 12 Megapixel. Der Vorteil: Durch die Bildung von Pixelblöcken wird eine höhere Lichtempfindlichkeit erreicht und gleichzeitig der Signal-Rauschabstand verbessert. Die Folge davon sind klare und von Störungen weniger beeinflusste Aufnahmen vor allem bei schlechten Lichtverhältnissen. Um beim S20 Ultra zu bleiben: Hier übernimmt die künstliche Intelligenz die Entscheidung, ob eine Aufnahme mit oder ohne Pixel Binning gemacht wird. Der Anwender merkt davon grundsätzlich nichts, außer in der niedrigeren Auflösung des Endprodukts (bei gleichzeitig besserer Qualität der Aufnahme).
Bleibt die Frage: Wenn größere Pixel bessere Aufnahmen bedeuten, weshalb werden dann überhaupt 108 MP Sensoren in Smartphone Kameras verbaut? – Das hat mehrere Gründe. Einerseits Marketing: Mehr Pixel kommen bei den Käufern immer gut an. Andererseits Flexibilität: Bei guten Lichtverhältnissen kann der Sensor getrost auf alle Pixel zurückgreifen und sorgt so für extrem hoch aufgelöste Aufnahmen. Bei schlechtem Licht werden dann via Pixel Binning ebenso gute Ergebnisse erzielt. Eine Win-win Situation also.
Genau hier kommt dann aber das Pixel Binning Verfahren ins Spiel: Beim Galaxy S20 Ultra werden durch das Verfahren 9 0.8μm Pixel zu einem größeren 2,4μm zusammengefasst. Der Nachteil: Die Auflösung wird um den Faktor 9 geringer, aus 108 Megapixel werden also 12 Megapixel. Der Vorteil: Durch die Bildung von Pixelblöcken wird eine höhere Lichtempfindlichkeit erreicht und gleichzeitig der Signal-Rauschabstand verbessert. Die Folge davon sind klare und von Störungen weniger beeinflusste Aufnahmen vor allem bei schlechten Lichtverhältnissen. Um beim S20 Ultra zu bleiben: Hier übernimmt die künstliche Intelligenz die Entscheidung, ob eine Aufnahme mit oder ohne Pixel Binning gemacht wird. Der Anwender merkt davon grundsätzlich nichts, außer in der niedrigeren Auflösung des Endprodukts (bei gleichzeitig besserer Qualität der Aufnahme).
Bleibt die Frage: Wenn größere Pixel bessere Aufnahmen bedeuten, weshalb werden dann überhaupt 108 MP Sensoren in Smartphone Kameras verbaut? – Das hat mehrere Gründe. Einerseits Marketing: Mehr Pixel kommen bei den Käufern immer gut an. Andererseits Flexibilität: Bei guten Lichtverhältnissen kann der Sensor getrost auf alle Pixel zurückgreifen und sorgt so für extrem hoch aufgelöste Aufnahmen. Bei schlechtem Licht werden dann via Pixel Binning ebenso gute Ergebnisse erzielt. Eine Win-win Situation also.
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