最近のスマートフォンは、カメラ内蔵の電話というよりも、スマートな機能を備えたカメラの方が多くなっています。これらは非常に高い解像度を持っていることが多く、プロ仕様のシステム カメラよりもはるかに高いことがよくあります。それはなぜ実際にそうなのか、そしてそれが私たちに利益をもたらすのでしょうか?それとも、これは単に大きな数字を使ったマーケティングなのでしょうか?
メガピクセル競争: 質より量
メガピクセルとは何ですか?メガピクセルは、デジタル画像を構成する小さなピクセルを表します。原理的には、カメラのメガピクセル数が高いほど、写真内の情報をより詳細に捉えることができます。
問題：ただし、これは、より多くのピクセルを限られた領域に収容する必要があることも意味し、その結果、個々のピクセルが小さくなります。
この結果、個々のピクセルが光を捉えるスペースが少なくなります。取り込んだ光はデジタル的に増幅する必要があるため、画像ノイズが増加します。
これがメガピクセルが重要である理由です。ただし、メガピクセルは消費者にとってカメラを比較しやすいサイズであるため、メーカーはこれまで以上に高いメガピクセル数を提供し、より多くの注目を集めようと競い合っています。
特に初期のコンパクト カメラでは、多くの場合、高いメガピクセル数が目標とされましたが、これは必ずしも画質の向上につながるわけではなく、画質がさらに悪くなる場合もありました。解像度が高くなると、特に低照度条件下ではより多くのノイズ低減が必要になり、その結果、画像の詳細レベルが損なわれます。
携帯電話は主にコンパクトである必要があり、大型のイメージセンサーを搭載するスペースがないため、スマートフォンではメガピクセルが長い間制限されてきました。
そして、ピクセルビニングを備えた最初の携帯電話が登場し、メガピクセル競争が再燃しました。
ピクセル ビニング プロセス: 量による品質
メーカーごとに呼び方が異なるピクセル ビニングでは、いくつかの隣接するピクセルが 1 つの大きなピクセルに結合され、「最良の」情報のみが使用されます。
こうすることで、小型イメージセンサーの高解像度で発生する問題を回避できます。ピクセル ビニングによって画像の解像度が低くならないようにするには、実際にはより多くのメガピクセルが必要です。
この手法には次の利点があります。
- 光感度: ピクセルが大きいほど、より多くの光を捉えることができるため、低照度での撮影がより良くなります。
- ノイズ低減: ピクセルを結合することで画像のノイズが低減され、より鮮明で鮮明な画像が得られます。
- ダイナミック レンジ: ピクセル ビニングにより、より広いダイナミック レンジが可能になり、画像の最も明るい領域と最も暗い領域の両方の詳細をキャプチャできます。
- ロスレスデジタルズーム：センサーの高解像度のおかげで、品質をほとんど損なうことなく写真をデジタル拡大することができます。
- 高解像度の写真: 多くの携帯電話には、フル解像度で写真を撮影するオプションも用意されています。特に良好な照明条件では、印象的な結果を達成できます。
Nokia 808 Pureview は 2012 年に発売され、4,100 万ピクセルという優れた性能を備えています。当時としては解像度が非常に高かっただけでなく、ほぼ 1 インチのサイズのセンサーを搭載した最初の携帯電話の 1 つでもありました。
808 Pureview では、4 つのピクセルが「スーパーピクセル」に結合され、特に高品質の低ノイズの 8 メガピクセルの写真が生成されました。
それ以来、この方法を使用する携帯電話がますます増えています。
多くの携帯電話がこれほど高いメガピクセル数を備えている理由:ピクセル ビニングによりピクセルを拡大できるため、小型センサーの欠点が部分的に補われます。
ピクセルビニングにはデメリットがありますか?
したがって、メガピクセル競争が本格化しており、Samsung Galaxy S23 Ultraなどの携帯電話にはすでに解像度200メガピクセルのメインカメラが搭載されています。噂によると、同社は4億4000万画素のセンサーの開発にも取り組んでいるという。
440メガピクセル：サムスンは途方もなく高い解像度のイメージセンサーを開発していると言われている
解像度が高くなると、ピクセル ビニングに使用する情報がカメラに提供されますが、必ずしもより良い画像が得られるわけではありません。次の要素も画質に影響します。
ピクセルサイズ:巨大な解像度を備えたセンサーでも、個々のピクセルは非常に小さいものになります。したがって、解像度が低くてもセンサーが大きいほど、光感度とノイズ性能が向上する可能性があります。
処理性能：非常に高解像度のセンサーは、処理が必要な大量のデータを生成します。これには、強力なプロセッサとソフトウェア アルゴリズムが必要です。これらのリソースが不十分な場合、ピクセル ビニングが適用されていても画質が低下する可能性があります。
光学：解像度が高くなるほど、光学系の品質が果たす役割も大きくなります。解像度が高いセンサーは、使用されているガラスの欠陥や欠陥をより明確に強調します。
ただし、ピクセル ビニング プロセスによってこれらの欠点を部分的に補うことができる可能性があります。この分野の発展は依然として刺激的です。おそらくギガピクセルセンサーを搭載した最初のスマートフォンが間もなく登場するのではないでしょうか?
システムカメラにはピクセルビニングがないのはなぜですか?
ピクセル ビニングはスマートフォンではうまく使用されていますが、システム カメラの世界ではこれまであまり一般的ではありませんでした。
これはおそらく、システム カメラがノイズや光感度の問題が少ない、より大きなセンサーを使用しているという事実によるものと考えられます。
これは、小さなピクセルの問題が発生する頻度が低いため、修正する必要がないことを意味します。ただし、プロの写真の世界にピクセル ビニングの役割がないわけではありません。
たとえば、ライカはすでにこの技術を 2 台のカメラに搭載しています。ドイツのカメラメーカーはこの技術を「トリプルレゾリューション」と呼び、ライカ M11 とライカ Q3 で使用されています。
ユーザーは、60、36、または 18 メガピクセルの写真から選択できます。ピクセルビニングはJPEGに限定されず、RAWファイルでも可能です。
メガピクセルが多いほど良いのでしょうか?
いいえ、いつもではありません。高メガピクセル数は依然としてメーカーにとって重要なマーケティング ツールです。もともと 440 メガピクセルのセンサーから得られた 12 メガピクセルの写真は、48 メガピクセルのセンサーから得られた写真よりも良く見えるでしょうか?一見すると、おそらくほとんどありません。
携帯電話のカメラの品質を判断するとき、メガピクセルだけがサイズではありません。センサーのサイズ、光学系、プロセッサーのパフォーマンスも重要な役割を果たします。そして、機械学習と AI がありますが、それはまったく別の話です。
携帯電話のカメラをメガピクセル数で判断しますか?それはあなたにとっても重要ですか？あなたにとって優れた携帯電話のカメラにはどのような特徴がありますか?もっと多くのカメラメーカーがスマートフォンの世界から手を引くべきだと思いますか?それとも「コンピューテーショナル・フォトグラフィー」はスマートフォンに留まるべきでしょうか?コメントでご意見をお聞かせください。
