Pourquoi les caméras Android hésitent-elles à utiliser la semelle extérieure ? Philosophie dure

Le niveau inférieur écrase les gens à mort.La "règle d'or" dans la bouche de ce vieux mage semble avoir expiré sur les smartphones.

▲ Différentes « caméras » sont équipées de différentes tailles de capteurs. Image tirée de : henrys.com

Bien que le "bas" de la caméra du smartphone soit progressivement devenu plus grand, il n'a toujours pas dépassé le seuil d'un pouce, ce qui signifie que le téléphone mobile est toujours inférieur à la carte noire d'entrée de gamme en termes de paramètres physiques.

▲ Carte noire Sony RX100 contre Xiaomi Mi 11 Ultra Image de : dpreview

Même lors de la conférence de presse, le Xiaomi Mi 11 Ultra, qui se concentre sur "l'image", et la taille physique de l'appareil photo principal Samsung GN2 1/1,12 pouces est toujours légèrement différente de 1 pouce.

La taille de l'IMX707 personnalisé avec Sony sur le Xiaomi Mi 12 n'est que de 1/1,28 pouces, la taille de la caméra principale iQOO 9 Pro GN5 au cours de la même période est de 1/1,57 pouces et la taille de la caméra principale Realme GT2 Pro IMX766 est de 1/1,56 pouces.

▲ Realme GT2 Pro avec caméra principale IMX766.

De cette façon, avec la taille physique CMOS comme norme, dans la première vague du nouveau Snapdragon 8 Gen1, Xiaomi Mi 12 et 12 Pro sont toujours les produits les plus préférés. La taille de la taille CMOS n'est plus le critère principal de mesure du système d'imagerie du téléphone mobile.

De cette façon, il semble que la poursuite de la caméra principale "super-bottom" soit devenue une chose du passé.

Que signifie « écraser les gens à mort » ?

En d'autres termes, quels avantages la semelle extérieure peut-elle apporter ?

En termes simples, un capteur plus grand se traduira par des photos plus nettes, de meilleures performances en basse lumière et un meilleur "bokeh".

Obtenir les mêmes résultats avec des capteurs plus petits nécessite des ISO plus faibles, des temps d'obturation plus longs et des ouvertures plus grandes.

▲ "Grand" a de gros problèmes, "petit" a de petits avantages.

En termes de résultats d'imagerie, les capteurs de grande taille ont l'avantage d'écraser, mais ils ont aussi un prix.

Pour s'adapter à des capteurs de plus grande taille, les appareils photo et les objectifs ont également connu une croissance exponentielle. Afin de répartir uniformément la lumière sur le capteur, la conception optique complexe doublera le poids de la lentille. Et avec cela vient le coût, qui est de l'argent.

▲ Une comparaison intuitive de la taille du système plein format et du système M43.

Le capteur de petite taille est tout le contraire, et le volume, le poids et le coût sont également réduits.

À proprement parler, la taille du capteur est proportionnelle à la qualité de l'image, ainsi qu'au poids et au prix.

Il y aura toujours un "sweet spot" entre eux, dans les systèmes de caméra, le plein format est, et dans les smartphones, le pouce que chaque fabricant s'efforce d'atteindre peut être.

Jusqu'à l'avènement de la « photographie computationnelle ».

La percée de la "photographie computationnelle"

Qu'il s'agisse d'un appareil photo ou d'un smartphone, le principe d'imagerie n'est rien de plus que le fait que l'objectif contrôle la lumière pour entrer dans le CMOS, le CMOS effectue une conversion photoélectrique, puis le capteur d'image la restitue en une image.

À en juger par le processus ci-dessus, il n'y a aucune possibilité que le téléphone mobile batte l'appareil photo, à moins que "l'épée ne se déplace de côté".

Par rapport aux puissants attributs d'outils des caméras, les smartphones sont en fait plus enclins aux "résultats". Le grand public utilise les téléphones portables pour enregistrer de manière plus décontractée, et va rarement à la post-édition, en se concentrant sur le "one-shot trading".

▲ iPhone 13 Pro contre Pixel 6 Pro. Image de : cnet

Avec l'augmentation de la puissance de calcul de l'IA dans les SoC des téléphones mobiles, la photographie sur téléphone mobile s'est progressivement développée, passant du simple HDR et de la synthèse multi-images de scènes nocturnes au HDR en temps réel, à la simulation à grande ouverture et aux modes complexes de "scène nocturne".

Grâce à l'amélioration substantielle de la puissance de calcul de l'IA et à l'appariement raffiné de différents algorithmes d'image, le processus d'imagerie des smartphones n'est plus traditionnel, mais a ajouté de nombreux composants de "calcul".

Dans le passé, lors de la prise de vue avec un appareil photo, il était souvent nécessaire de planifier et de choisir à l'avance des projets de prise de vue, ce qui a également donné naissance à certaines expériences classiques telles que la seizième règle du soleil.

Les smartphones sont nés pour être "taille unique", et n'importe quelle scène, sujet et lumière doit être manipulé avec facilité. Le processus d'enregistrement traditionnel d'acquisition, de traitement et de restauration n'est pas adapté au système d'imagerie du téléphone mobile.Après le calcul et l'ajustement de l'IA, la sortie est plus conforme aux résultats souhaités par les utilisateurs de téléphones mobiles.

Alors que la photographie informatique devient progressivement courante, les spécifications matérielles de l'appareil photo ne sont plus la seule mesure de la puissance de l'image. La puissance d'imagerie est progressivement devenue une manifestation de force globale, comprenant non seulement un meilleur matériel, mais également de meilleurs algorithmes d'IA.

Les performances ISP et AI plus puissantes du SoC affectent également la puissance d'imagerie du téléphone mobile avec le CMOS et l'objectif.

L'essor des puces auto-développées

Qu'il s'agisse des puces de la série A d'Apple ou des puces de la série 8 de Qualcomm, dans les récentes itérations de mise à jour, par rapport à la petite amélioration des performances du CPU et du GPU, qu'il s'agisse du nombre de cœurs ou du nombre de transistors, le moteur de calcul neuronal a plusieurs fois voire une douzaine de fois.

▲ L'A15 peut effectuer 15 800 milliards de calculs d'IA par seconde. Image de : Apple

Ces améliorations sont utilisées dans tous les aspects du produit, et la photographie computationnelle basée sur l'apprentissage automatique en profondeur en fait partie.

Même si la puissance de calcul de l'IA sur le SoC a été considérablement améliorée, il s'agit toujours d'une solution générale, et il y a peu de différence dans les performances de présentation d'images personnalisées et d'effets de photographie informatique entre différentes plates-formes.

Pour les fabricants de téléphones mobiles qui recherchent constamment la différenciation, cela est loin d'être suffisant, de sorte que les puces "supplémentaires" dans les téléphones mobiles pour la différenciation d'image sont très courantes.

▲ vivo X70 Pro+ avec ISP auto-développé vivo V1 intégré.

Par exemple, le Surging C1 sur le Xiaomi MIX FOLD, le V1 de la série vivo X70 et la puce Mariana X qui apparaîtra bientôt sur la série Find X5 doivent tous avoir leurs propres caractéristiques dans l'image.

Je me souviens que lorsque j'ai expérimenté vivo X70 Pro +, j'ai été profondément impressionné par les tons uniques et les performances élevées en basse lumière. Et lorsque l'image est "calculée" image par image, la puce supplémentaire est plus économe en énergie qu'elle ne l'est, et elle économise également de l'énergie.

▲ Le NPU Mariana X auto-développé par OPPO avec de grands espoirs Photo de: OPPO

La puce Mariana X d'OPPO résout également le problème d'une puissance de calcul plus forte et d'un taux d'efficacité énergétique élevé pour les images.

Avec l'amélioration de la puissance de calcul des puces et l'amélioration des algorithmes, en termes d'effet final des images de téléphones mobiles, la photographie computationnelle, l'apprentissage en profondeur de la machine et les algorithmes d'IA apporteront des changements plus évidents aux utilisateurs ordinaires.

▲ Sony Xperia Pro-I avec un capteur d'image intégré d'un pouce Image de : Petapixel

De 1/2,8 pouce à 1/1,12 pouce, voire 1 pouce, dans de nombreuses scènes tournées par des téléphones portables, il est difficile de détecter des changements sans une comparaison minutieuse.

Si vous modifiez le cadre de référence, il est difficile pour les gens ordinaires de distinguer la différence entre les photos obtenues par l'appareil photo plein format et l'appareil photo à cadre APS-C dans la même scène avec le même objectif.

Le soi-disant "la chose la plus importante en photographie est la tête à l'arrière" signifie probablement la même chose.

Une puce ISP (ou image NPU) indépendante et auto-développée, ou une photographie informatique, résout le problème de "la tête à l'arrière".

En ce moment où l'IA est populaire, les spécifications matérielles traditionnelles sont plus proches des "matières premières" d'un plat, tandis que la photographie informatique ressemble plus à un chef qui peut cuisiner cinq grandes cuisines et cuisiner selon la saison et l'humeur. L'importance ne peut pas être surestimée.

Vous voulez maîtriser la technologie de base

L'année dernière, le nouveau MacBook Pro équipé des puces auto-développées M1 Pro et M1 Max a été officiellement dévoilé, et le Google Pixel 6 Pro était également équipé d'une puce Tensor "auto-développée", tandis que vivo V1, Surging P1, Mariana X laissez également vivo, Xiaomi, OPPO a d'abord été impliqué dans la fabrication de noyaux.

▲ Google Tenseur.

Le mouvement "core making" est devenu le thème principal de l'industrie de l'électronique grand public en 2021.

Les puces de la série M d'Apple sont connues pour leurs taux d'efficacité énergétique élevés, et elles s'intègrent bien au matériel, formant une barrière écologique avec d'autres produits. Le Tensor du Pixel 6 Pro est également lié à Android 12 dans une certaine mesure, mais il n'a pas encore constitué de barrière.

▲ Le Tensor personnalisé de Google, associé à Android 12, fait de la série Pixel 6 "le téléphone Pixel le plus intelligent".

Quant au FAI et au NPU personnalisés des fabricants nationaux, bien que la puce soit petite, elle suffit à apporter certains avantages à l'image, et elle n'exclut même pas la formation finale des barrières des marques.

Depuis l'apparition de l'appareil photo sur le téléphone mobile, son développement est exactement le même que celui des fabricants d'images traditionnels. Une base plus grande, un pixel plus élevé et une plus grande ouverture ont toujours été le thème principal. Pour cette raison, l'appareil photo est surélevé et occupe un espace considérable dans la machine.

▲ Leitz Phone 1 avec un capteur d'image d'un pouce Image de : leica

Cependant, à mesure qu'il se rapproche de la limite supérieure, l'effet marginal devient de plus en plus évident et l'amélioration de l'effet d'imagerie n'est plus significative.

Jusqu'à l'émergence de la "photographie informatique" et des puces ISP auto-développées, la direction du développement de l'imagerie des téléphones mobiles a été complètement inversée, et la photographie informatique guidée par des algorithmes et l'apprentissage automatique devient le principal champ de bataille.

▲ Xiaomi 11 Ultra, Leitz Phone 1, iPhone 12 Pro Max Image de : XDA

Le capteur de la semelle extérieure avec un volume et un coût plus importants n'est plus le premier choix des fabricants de téléphones mobiles, mais préfère le "réglage" du capteur, c'est-à-dire l'optimisation de l'algorithme basée sur du matériel mature et l'utilisation de puces d'image indépendantes (ISP, NPU ) Créez des barrières d'image uniques.

" calculs". La taille et le modèle deviendront de plus en plus réduits.

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