Ali lahko samo slikovni senzorji pametnih telefonov potrošnikom zagotovijo najboljše možne rezultate fotografiranja?
Kakovost fotografij, ki jih ustvarjajo pametni telefoni, se je z leti nedvomno zelo izboljšala; če si ogledate razdelek »Spomini« na profilih družbenih omrežij in primerjate slike iz tistega časa z danes posnetimi fotografijami, je razlika osupljivo očitna. Tako ni presenetljivo, da so se številni fotografski navdušenci odločili, da svoj profesionalni komplet za fotografiranje postavijo v kot in ga tudi na profesionalni ravni fotografiranja zamenjajo s pametnim telefonom v žepu, s katerim lahko ujamejo trenutke življenja, ki pritegnejo njihovo pozornost. Ob tem se postavi vprašanje, koliko pozornosti proizvajalci pametnih telefonov namenjajo celotnemu nizu elementov, ki tvorijo slikovne funkcije pametnega telefona, in »dogodkom«, ki se zgodijo med dotikom zaslona za zajem fotografije in ogledom fotografije v galeriji trenutek kasneje. Pri tem se naprave ne zanašajo le na nenehno izboljševanje optike, temveč tudi na slikovne senzorje za zajem svetlobe in vrhunske procesorje, ki podpirajo kakovost slike. Kako pa kakovost procesorja vpliva na rezultate fotografiranja?
Razvoj slikovnega signalnega procesorja
Kakovost elementov objektiva in slikovnih procesorjev se je izjemno razvila, celo tako, da jih zdaj umeščamo v osnovno opremo. Danes je največja razlika v tem, kar se zgodi po kliku zaklopa in je svetloba zajeta ter pretvorjena v digitalno sliko.
Večina naprav se zanaša na slikovne zmogljivosti glavnega procesorskega čipa, ki komunicira s slikovnimi senzorji, sliko obdela in jo dostavi uporabniku. To pa postane zanimivo pri nekaterih proizvajalcih, ki pri raziskavah in razvoju znatna sredstva namenjajo za razvoj lastnih slikovnih čipov, znanih tudi kot procesorji slikovnih signalov (ISP). Rezultat je konfiguracija z dvema čipoma, v kateri je glavni čip pametnega telefona odgovoren za celotno računanje in delovanje, namenski procesor slikovnih signalov pa opravlja naloge, povezane s slikanjem, in v realnem času komunicira z glavnim čipom. Taka konfiguracija proizvajalcem pametnih telefonov odpira povsem nove možnosti slikanja.
Eno takih podjetij je vivo, ki je šele pred nekaj leti začel razvijati lastne procesorje slikovnih signalov. Leta 2021 je podjetje predstavilo lasten čip kot del konfiguracije svoje vodilne naprave X70 Pro, lani pa še X80 Pro s posodobljeno različico, imenovano V1+. In zdaj, dve generaciji kasneje, so se zmogljivosti z znanim slikovnim čipom V2, še povečale.
Prisotnost vivovega namenskega procesorja slikovnih signalov, vgrajenega v najnovejši vodilni pametni telefon X90 Pro, bistveno izboljša zmožnost naprave za nadzor faze naknadne obdelave fotografije, kjer se »zgodi čarovnija«. Procesor slikovnega signala skrbi za vse pomembne naloge naknadne obdelave fotografij, vključno z zmanjševanjem šuma, prilagajanjem ravnovesja beline, popravljanjem nepopolnosti zajetega prizora, vse to pa hkrati upravljata procesor slikovnih signalov in glavni čip MediaTek Dimensity 9200, da bi ustvarila končni rezultat, ki je čim bližje realnosti.
Moč in pamet: strojna in programska oprema delujeta z roko v roki
Zmogljivejši je procesor slikovnih signalov, več moči ima za opravljanje nalog naknadne obdelave, končni rezultati pa so boljši. Strojna oprema je seveda le polovica slike, čeprav pomembna, saj brez zmogljive strojne opreme programska oprema ne more doseči svojega polnega potenciala. In v današnjih časih se je programska oprema s čipom, kot je vivo V2, resnično razvila. Napredek, ki ga je podjetje doseglo, je še bolj zanimiv zaradi dejstva, da je premaknil celotno arhitekturo procesorja slikovnih signalov, in sicer s tradicionalne na integrirano arhitekturo AI-ISP. Čip ima zdaj enoto za pospeševanje umetne inteligence, podenoto za obdelavo slik, na čipu pa je tudi rekonstruiran pomnilnik. Vsi ti elementi prispevajo k boljšim slikovnim rezultatom, kadar koli uporabnik pritisne sprožilec. Ena največjih prednosti integracije funkcij umetne inteligence v procesor slikovnih signalov je zmožnost umetne inteligence, da se spopade s kompleksnimi in neznanimi težavami, ki se lahko nenadoma pojavijo v nastavitvi pri fotografiranju določenega prizora. Kadar tradicionalni sistem ne more upoštevati vseh dejavnikov, ki vplivajo na posnetek, zasije arhitektura AI-ISP, ki je zaradi modulov strojnega učenja in naprednih analitičnih zmogljivosti prilagodljiva in predana.
Pomoč pri različnih scenarijih uporabe, od fotografije do igranja iger
Fotografiranje ponoči ali v slabih svetlobnih razmerah je bilo vedno prava preizkušnja za kamere pametnih telefonov in vse do zadnjih let številnim med njimi ni uspelo zagotoviti kakovostne tovrstne slike. Vendar pa je bil tudi tu dosežen napredek in vodilne mobilne naprave lahko zdaj zagotavljajo kristalno čiste slike, tudi če so posnete v težkih svetlobnih razmerah. To je še en pomemben trenutek, v katerem nastopi umetna inteligenca, ki kar najbolje izkoristi vsak posnetek, pri čemer sodeluje z drugimi računalniškimi fotografskimi algoritmi, ki prispevajo k ustvarjanju pristnih fotografij.
Samostojno zasnovani algoritmi prispevajo k visoki kakovosti fotografij, pri čemer upoštevajo številne scenarije in prizore zajetih predmetov. Uporabnike morda zanima hitra športna fotografija ali pa so ljubitelji astrofotografije pri šibki svetlobi, ki jo je danes mogoče posneti tudi brez uporabe stativa. Tega ne bi bilo mogoče doseči s klasičnim procesorjem, katerega obseg in zmogljivosti lahko zaradi vse večjih fotografskih zahtev postanejo omejene. Namenski procesor slikovnih signalov pa ima potrebno surovo moč in programsko podporo, ki jo zagotavlja, zlasti v težkih svetlobnih razmerah.
Po meri izdelani čip V2 vodilne naprave X90 Pro prinaša občutne prednosti pri kakovosti slik. Ena od njih je algoritem za zmanjševanje šuma z umetno inteligenco, ki zagotavlja fotografije z minimalnim šumom. Ta izboljšava vpliva tudi na ločljivost fotografij in videoposnetkov, posnetih ponoči pri visokih vrednostih ISO, ko bi bil šum običajno težava. Druga možnost drastično izboljša zmogljivosti HDR vodilne naprave, in sicer z bistveno izboljšanim algoritmom HDR, ki na podlagi prejšnjih iteracij ustvarja naravnejše prehode med poudarki. Čip V2 samodejno preklaplja in menjuje algoritme tako v temi kot pri osvetlitvi ozadja. Za popolne posnetke so le redko potrebni ročni vnosi. Še bolj zanimivo je, da čip V2 prispeva tudi k zmogljivostim interpolacije posnetkov iger X90 Pro do 120 sličic na sekundo za gladkejše slike med igranjem, zaradi zmožnosti ocenjevanja in kompenzacije gibanja, ki močno zmanjšajo zakasnitev slike.
.
Dva čipa delujeta hkrati, vendar porabita manj energije?
Po meri izdelani procesor slikovnih signalov lahko prinese še eno prednost, in sicer energetsko učinkovitost. Ta lastnost je z leti postala bistveno pomembnejša, saj se od pametnih telefonov pričakuje, da delujejo hitreje in dlje časa, pri čemer prevzamejo vlogo osebnih podatkovnih centrov uporabnikov in ključnih naprav za vsakodnevno izmenjavo (pa tudi porabo) informacij. V2 je na primer za 200 % energetsko učinkovitejši kot tradicionalna nevronska procesna enota in dosega energetsko učinkovitost 16,3 bilijona operacij na vat energije, kar prispeva k splošni avtonomiji baterije, zlasti če uporabniki posnamejo veliko fotografij in videoposnetkov v enem dnevu.
Na koncu imajo od vsega tega korist uporabniki, saj je kakovost zajetih fotografij in videoposnetkov tesno povezana z optiko in optoelektroniko ter z zmogljivostmi naprave za obdelavo slik. Pametni telefoni, kot vse bolj priljubljene naprave za zajemanje trenutkov življenja, morajo podpirati fotografske začetnike, da kar najbolje izkoristijo tisto, kar želijo ujeti, in jim odpreti ustvarjalni prostor za raziskovanje skozi objektiv, ne glede na to, kdaj in kam jih pot zanese.