Re: [閒聊] HTC one 超畫素

[Sonnoy (留點遺憾讓明年補齊)]

※ 引述《DavidCat (水開溫配要定一)》之銘言：
: 我當然知道它是原生4MP，而且我原文中沒有提到SIGMA X3，
: 跟我同校的第一學府同學，請問你怎麼腦補的?
: 需要我講清楚? 好，我告訴你，HTC ONE是陣列式合併不是圖層式合併
: : 相同的感光元件 一個塞1300萬畫素 一個塞400萬
: http://www.engadget.com/2013/02/19/htc-one-imaging-in-depth-ultrapixel-camera-and-zoe-share/
: 縮:http://tinyurl.com/ambx7gp
: 要引用我也會，不過我們的引用資料都沒有官方證實，均為第三方媒體撰文，請多留意
: 來，第二段自己看一看
: The idea behind UltraPixels is to combine a physically large sensor with big
: pixels capable of gathering more light. With the HTC One, the company chose a
: 1/3-inch BSI sensor with 2μm pixels which absorb 330 percent more photons
: than the 1.1μm pixels typically found in modern handsets.
: 我簡單翻譯一下，ＨＴＣ(全形，以玆尊重)這個超畫素相機呢他把
: 實體上的小像素合併成大像素以期獲得更多光源。看到這裡有沒有
: 覺得怪怪的? 同樣身為第一首府你的數學應該沒有太大的問題，而
: 且你自己也講了相同的感光元件一個塞13MP一個塞4MP...


  不好意思想請問“實體上的小像素合併成大像素”這句描述是從何推論而來？

  如果是因為上面寫說


    “The idea behind UltraPixels is to combine a physically large sensor

      with big pixels capable of gathering more light.”


  這句的意思是說 UltraPixels 的概念是結合了較大的感光元件以及大的相素。

  也就是 UltraPixels = 大面積感光元件 + 大面積相素。

  當然這裡的大是和同為手機的相機平均面積相比，和 DSLR 有相當的差距。


: 見證奇蹟的時刻還沒到，但是請你告訴我，相同尺寸的感光元件配
: 上相同的鏡頭(為了控制變因)，這到底是哪裡會有不同的進光量??
: 今天就是很簡單的等價原理，同一個面積的感光元件，HTC選擇把
: 13MP的光罩改變成4MP，同一個晶片從切割1300萬格變成切割400萬
: 格，請問該晶片總體進光量到底是有什麼差別?
: 1200      X        1             =  400      X        3            = 總進光量
: 畫素        照射面積/per pix        畫素        照射面積/per pix
: (簡化計算用12MP計算)


  UltraPixels 所強調的是個別像素受光量的提升，只是 2^2 ~ 1.1^2 * 330% 而已。

  也就是在同樣面積大的感光元件下，四百萬像素和一千三百萬像素的像素面積比。

  其實直接用 1300 / 400 = 3.25 就可以得到對應值，只是要再考慮到 grille 就是。

  圖解 http://www.htc.com/www/zoe/ultrapixel-sensor-size/


  如果有提到 UltraPixels 強調的是感光元件提升總進光量，還請告知出處。


  對了，雖然感光元件沒有提升總進光量，不過 F2.0 的光圈倒是比一些 F2.4 的

  手機相機提升了約 44% 的總進光量。


: 透過這個概略算式請你告訴我這不是合併是什麼?
: 有人規定合併只能用軟體合併嗎? HTC很明顯就是先天硬體合併像素


  這裡提到的合併指的是...?


: : 那單一畫素誰分到的光量會比較多??
: : 所以這一點一定會有所提升夜拍的畫質
: 就等你這句，這句話更突顯HTC不敢正面較勁。我請問你，你的那
: 台D(ust)600有因為像素提高導致夜拍能力下降嗎? 非但沒有，而
: 且還讓早期135相機望塵莫及，比如說第一代的1Ds，像素大小比你
: 的D(ust)600大多了，請問夜拍誰有優勢?
: 你可以說這是世代差別，那麼，現在這個世代，為什麼HTC無法以
: 12MP進行夜拍決勝，變成使用物理方法合併像素才有贏面?


  除了個別像素的進光量會影響訊雜比進而影響純淨度外，影像處理器也有影響。

  在同樣進光量下，較優秀的的影像處理器也能帶來較高的純淨度。


  較大的像素感光面積 + 較優秀的影像處理器 = 較好的影像純淨度


  如果在影像處理器與其他公司差不多等級的情況下，

  增大感光面積也不失為提升的影像純淨度的方法。


: : 不過400萬畫素低也是事實
: : 雖然我拍完照會100%檢視
: : 但有人看一張照片會放大到這樣來看嗎?
: : 如果你要偷拍那就另當別論了
: : 之前還有更扯聽過要拍婚紗的大圖輸出怎麼辦?
: 老梗，不同題材要用不同器材，但是請不要用這個理由幫一台需要
: 併像素才能提升夜拍能力的機皇開脫
: : 請問你歡迎轉載是要給別人看笑話的嗎?
: 因為我恨鐵不成鋼，你以為我喜歡看到HTC這麼弱嗎
: : 連原理都不懂就攻擊別人是工讀生
: 原理我不見得會輸你，併像元這個專有詞彙或多或少可以證明我的
: 實力，同時我也會向beeet道歉
: beeet 對不起
: : 看了就倒彈
: : 最後附上一些影片和連結 不要說我空口說白憑
: : http://www.youtube.com/watch?v=7LcmWm3GVUQ
: : http://ppt.cc/nLYt
: : http://www.engadget.com/2013/03/12/htc-one-review/
: : 歡迎來砲!!!反正我不是工讀生 我奉陪!!
: 我知道你不是工讀生，但是我知道你提到自己是第一首府學生。
: 長期以來，我PO文都沒有強調這點，甚至連學校IP都不用，怕的
: 就是讓觀者文章有先入為主的成見，同時也怕鬧笑話連累母校，
: 你今天大剌剌的這樣宣告，我只能勸你要慎選光環使用時機，即
: 使你只是閒聊的，無意的，但是你可能不明白對多數人來第一學
: 府之名會挑起多少不必要的情緒
: 戰文就針對文，如果你要我PO出學生證/校友證，我只能說抱歉了
: 。這篇文章的簽名檔有空請仔細看看，想想
: beeet 誤會你可能是工讀生，我跟你道歉，賠不是


  最後小小總結一下：


  ＃相機成像的品質會受到三者的影響：鏡頭、感光元件、影像處理器。

    （raw 檔的話則跳過 image processor 這一部份）


  ＃在低光下的純淨度要好，需要較大的像素感光面積和較優秀的影像處理器來實現。


  ＃CMOS 的雜訊來源主要是 random telegraph signal (RTS) noise。

    起因為 MOSFET 中的 insulating layer 和 body 的 interface 會隨機補捉和釋放

    熱激發電子，造成 threshold voltage （電訊號）的飄移，

    也就是原本一片黑的背景，讀出來可能有亮有暗，這樣的亮暗是隨機分佈的，

    於是黑夜拍出來可能出些某些資訊讀取較亮，也就是我們看到的「雜點」。

    而熱激發電子，只要溫度不是絕對零度（~ -273.15度C），

    價電子（最外層電子）就有機率從 valence band 被激發至 conduction band。

    因此可知，熱激發電子是必然產生，也必然在 MOSFET 中造成 RTS noise。

    那有沒有辦法能夠降低這樣的雜訊呢？要降低雜訊的量或許不容易，

    但如果能夠降低雜訊的比例，也能夠得到較正確而純淨的訊號。

    假設雜訊的影響是正負1（不計單位），在一定感光面積的光訊號為 3，

    那麼雜訊的影響就是 33%，但如果感光面積增加為 330%，雜訊影響就會降至 10%。

    這就是增大感光面積能夠提升 signal-to-noise ratio 的原因。


  ＃另外補充一點，提升 iso 值這個動作，對感光元件來說，就是提升 ADC 的 gain，

    因此光訊號轉成電訊號提升了，但 RTS noise 也隨之提升，雜點亦然。


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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) 
◆ From: 220.142.115.141
推 kkmark:其實把CMOS單一pixel想成水桶就行了!
→ kkmark:水桶開口比較大 在固定降雨量之下接到的水就是會比較多
推 NewTypeNeo:你確定比喻是對的喔?
→ mothertime:一平方公尺的降雨量依然是固定的啊, 開口大有啥用?
推 tookouw:筒面積大接到的水就多...深度一樣，水還是多阿
→ tookouw:重點應該放在 單一點開口加大後造成的效果是否真的優秀
→ tookouw:優秀到可以用夜間效果去吸引大多數銷費者
推 kkmark:http://ppt.cc/~Se~ 有興趣可以去看看
推 ggjj11:所以感光元件像素的原理是類似感測壓力還是感測重量?
推 kkmark:簡單的說是光子打到半導體上面產生了電子
→ kkmark:http://ppt.cc/p_4c 大概是像這上面說的這樣
推 DavidCat:我印象中面積增加"好像"可以用高像素縮圖達到相似效果
推 kkmark:還是不太一樣！縮圖是後處理！面積增加是從源頭改善
推 NewTypeNeo:但感覺不出來改善啊XD
推 castorfi:理論上1200萬畫素與400萬畫素的感光面積是一樣的
→ castorfi:實際上每一個pixel都要有電路 也要有基底(像建築的牆壁)
→ castorfi:所以400萬畫素的SNratio會比1200萬好
→ castorfi:雖然實際上看起來好像沒有那麼明顯的差別就是了
→ vchenkoshe:開口比較大??為什麼不加深水桶深度??
→ vchenkoshe:樓上 你講的S/N比是訊號的S/N,不是拍出來畫面的S/N阿
推 louisman:專業分析!
噓 miname:就說是戰過的東西了，你不知道面積變大雜訊也會變大嗎？
→ miname:熱激發電子的個數最好不跟面積成正比