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Cómo funciona la agrupación de píxeles en las cámaras de los teléfonos inteligentes

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Si ha estado prestando atención a las tendencias y especificaciones de la fotografía móvil últimamente, probablemente se haya encontrado con el término "agrupamiento de píxeles" en algún punto del camino. Si no sabe qué es o qué hace con sus fotos, esto es lo que necesita saber.

Por qué es importante el tamaño de los píxeles

Los sensores de imagen en los teléfonos inteligentes están limitados por el espacio con el que los fabricantes e ingenieros tienen que trabajar. A diferencia de las cámaras DSLR y sin espejo que utilizan sensores considerablemente más grandes, los teléfonos tienen que ser creativos para maximizar el espacio disponible para tratar de lograr resultados similares.

Dado que los píxeles son los puntos que componen una imagen digital, son doblemente importantes cuando se trata de cómo los píxeles de un sensor de imagen capturan la luz. Técnicamente hablando, el término adecuado para las cavidades de luz que registran imágenes es "fotositos". Aún así, el La jerga de la industria y el marketing tiende a inclinarse hacia el "píxel" para describir estos elementos, por lo que seguiremos ese.

Cuanto más metido en un sensor de imagen, más pequeño tiende a ser cada píxel.

Hay una advertencia que viene con todo esto, y ese es el tamaño de cada píxel individual. Cuanto más metido en un sensor de imagen, más pequeño tiende a ser cada píxel. En teoría, eso puede ayudar a capturar más detalles, pero también puede afectar negativamente la forma en que capturan la luz. Los píxeles de micrones en las cámaras de los teléfonos, que se refieren a su tamaño, suelen ser una mera fracción de lo que puede hacer una buena DSLR o una cámara sin espejo.

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Es un enigma al que los fabricantes de teléfonos se han enfrentado durante años. ¿Cómo aprieta un sensor más grande, empaqueta más píxeles y aún así los hace lo suficientemente grandes para capturar más luz? No siempre es práctico hacer que el teléfono sea más grueso o más ancho para adaptarse a las dimensiones físicas de un sensor más grande. Tampoco es realista agrandar las lentes o incluir una apertura mecánica que cubra un amplio rango de f / stops. Aquí es donde entra la agrupación de píxeles para intentar cerrar la brecha.

Cómo funciona la agrupación de píxeles

Hay mucho en esto, y es por eso que es mejor mirarlo desde una perspectiva ligeramente no técnica. Tomemos el Samsung Galaxy S20 Ultra como ejemplo. Tiene un sensor de imagen de 108 megapíxeles, aunque solo funciona con la lente estándar y el modo de fotografía normal.

Con una proporción de 9: 1, el binning puede reducir eso a una imagen de 12 megapíxeles, lo que significa que cada píxel es considerablemente más grande y, por lo tanto, más capaz de capturar más luz. Es la razón principal por la que los otros modos de ese teléfono, particularmente Night y Pro, disparan a 12 megapíxeles, en lugar de los 108 completos.

Con una proporción de 9: 1, el binning puede reducir eso a una imagen de 12 megapíxeles, lo que significa que cada píxel es considerablemente más grande y, por lo tanto, más capaz de capturar más luz.

Todo esto crea una compensación que los fabricantes convenientemente no mencionan cuando comercializan sus teléfonos. Si bien el agrupamiento puede ayudar a proporcionar dos opciones de disparo desde el mismo sensor, de otra manera no funcionan en conjunto. Por ejemplo, cuando dispara a una resolución de hasta 108 megapíxeles, está capturando muchos detalles en cada cuadro. Tanto es así, de hecho, que puede recortar mucho más de lo que podría con una toma de 12 megapíxeles. El problema es que necesitas disparar a máxima resolución en condiciones óptimas donde la luz es brillantes (piense en la luz del día o en entornos interiores muy bien iluminados), o de lo contrario puede encontrar que se vuelven oscuros y aburrido. Samsung lo sabe, y es por eso que mantiene un control de la resolución completa.

Pero no es la única marca que utiliza la agrupación de píxeles. La práctica se remonta a años atrás, con el HTC One en 2013 cuando la compañía usó el agrupamiento de píxeles para tomar un sensor de imagen de 16 megapíxeles y acuñó las tomas de 4 megapíxeles resultantes como "UltraPixels". Huawei, LG, OnePlus y Xiaomi lo han usado con diferentes modelos, y todavía lo hacen ahora.

Beneficios y alternativas al agrupamiento de píxeles

Eso no quiere decir que no haya una intención noble en el desarrollo de la agrupación de píxeles porque no se trata exclusivamente de capturar más luz. También se trata de reducir el ruido y aumentar el rango dinámico para hacer que las imágenes con poca luz se vean mejor. ¿Alguna vez ha notado que cada vez que dispara con poca luz usando el modo de foto principal en cualquier teléfono, los aspectos más destacados a menudo se apagan? Sube el ISO y reduce la velocidad de obturación, lo que lleva a una toma ruidosa sin ninguna belleza real.

Los fabricantes de teléfonos están limitados por la física y las limitaciones físicas, por lo que sacar más provecho del sensor es una de las únicas formas de disparar mejor en condiciones de poca luz, lo que sigue siendo un gran desafío para cualquier teléfono inteligente. Con sensores más grandes, la idea sería que pudieras disparar a resolución completa durante el día y resolución agrupada en condiciones de poca luz. Es simple cuando lo pones de esa manera, pero todas las marcas han hecho un mal trabajo al delinear esos parámetros porque se destacan números más significativos en los materiales de marketing.

Con sensores más grandes, la idea sería que pudieras disparar a resolución completa durante el día y resolución agrupada en condiciones de poca luz.

Es posible que haya notado que Google, uno de los mejores en fotografía móvil, aún no ha usado la agrupación de píxeles con ninguno de sus teléfonos. En cambio, sus ingenieros se han apoyado en su propio software computacional patentado para procesar y renderizar imágenes. Eso incluye disparos en ráfaga y horquillado en rápida sucesión para producir los resultados que puede proporcionar su modo Night Sight. El sensor atrae la misma luz independientemente del día o la hora, pero la IA y el software involucrados son muy diferentes según el modo con el que disparas.

Apple tampoco ha tomado la ruta del binning, eligiendo usar sus propios algoritmos para ayudar a mejorar su fotografía nocturna de mala calidad a lo largo de los años. Incluso Huawei, que usa una relación 4: 1 con la cámara principal P40 Pro de 50 megapíxeles, también usa ráfaga y horquillado HDR cuando dispara en su propio modo Noche. La combinación funciona bien, la mayoría de las veces, y es realmente impresionante para los estándares móviles.

Conociendo los limites

Por eso es importante medir las expectativas y no ver el agrupamiento de píxeles como una gracia salvadora. Haga zoom en cualquier foto de 12 megapíxeles, particularmente con los tamaños de sensor y lente asociados con los teléfonos, y es probable que vea una falta de detalles en el camino. Es normal dadas las circunstancias, pero el objetivo no es recortar una foto con poca luz, sino que se vea bien.

Es poco probable que el agrupamiento de píxeles por sí solo sea la respuesta. Lo más probable es que forme parte de una serie de tecnologías y avances complementarios que ayudarán a ofrecer mejores fotos en condiciones difíciles. Binning tiene que mostrar resultados significativamente mejores en comparación con los teléfonos que no lo usan en absoluto para poder reclamar que son verdaderamente innovadores. Aún no hemos llegado a ese punto, pero quizás lo logremos con el tiempo si el avance proviene de algo más que unir píxeles.

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