Vaikka pixel binning, tai pikseleiden yhdistämistekniikka, ei suoranaisesti ole uusi keksintö, termiä on alettu kuulla yhä enemmän uusimpien älypuhelinten yhteydessä. Esimerkiksi Samsung Galaxy S21 Ultra hyödynsi teknologiaa, minkä myötä monille on varmasti herännyt kysymys: mistä ihmeestä pixel binningissä on oikein kysymys?
Ennen kuin sukellamme liian syvälle aiheeseen on hyvä ehkä muistuttaa, mitä pikseli ylipäätään tarkoittaa. Yksinkertaisesti sanottuna pikseli, tai kuvapiste, on digitaalisen kuvan pienin yksittäinen osa. Yleensä nämä ovat pieniä pisteitä, kun digitaalista kuvaa tarkastellaan todella läheltä.
Termiä pikseli käytetään myös kuvaamaan kameran kennoissa olevia yksittäisiä valoa kerääviä koloja. Tosin teknisesti näiden nimi on "photosite". Yksinkertaisuuden vuoksi kutsumme tässä artikkelissa kumpaakin asiaa pikseleinä.
Mitä isompia kennon pikselit (tai photositet) ovat, sitä paremmin ne pystyvät keräämään valoa. Mutta jotta kuvista saataisiin yksityiskohtaisia, ne vaativat myös runsaasti pikseleitä. Kaikki pikselit eivät ole keskenään myöskään samanarvoisia. Photositen kokoa kutsutaan "pixel pitchiksi", ja sitä mitataan mikroneissa. Mitä isompi luku, sitä suurempi se on.
Älypuhelinten kameroiden pikselit vaihtelevat melko pienien (0,8 mikronia) ja melko suurien (1,8 mikronia) välillä. Ne jäävät silti varjoon, jos niitä verrataan peilittömiin kameroihin tai järjestelmäkameroihin. Täysikennoisessa kamerassa olevan kennon pikselit voivat olla jopa 8,4 mikronia, minkä vuoksi ne tuottavat paljon laadukkaampia valokuvia hämäräkuvauksessa. Tämä näkyy etenkin silloin, kun otettuja kuvia tarkastelee lähempää.
Älypuhelinten kohdalla ongelmaksi muodostuu usein se, että kennojen fyysinen koko on usein pieni, sillä sen täytyy mahtua verrattain pieneen laitteeseen. Vuosien varrella kennojen koot ovat kasvaneet älypuhelimissa, mutta niihin ei koskaan saada mahtumaan järjestelmäkameroissa olevia valtavia kennoja.
Tällöin ongelmaksi muodostuu useiden pikseleiden mahduttaminen todella pieneen tilaan. Pienet pikselit tarkoittavat huonoa hämäräkuvaussuorituskykyä, mutta vastaavasti pikseleiden määrän vähentäminen tarkoittaa puolestaan kuvien terävyydestä luopumista. Näitä rajoitteita voi kiertää jossain määrin laitteiston avulla, mutta ne aiheuttavat aina omat kompromissit.
Pikseleiden määrää kennossa voisi esimerkiksi vähentää, jolloin kukin yksittäinen pikseli olisi mahdollisimman suuri. Tällöin kuvien resoluutio jäisi kuitenkin alhaiseksi. Vastaavasti pikseleiden määrää voisi nostaa, jolloin myös kennon koko kasvaisi. Tämä ei ole puolestaan mahdollista ilman, että myös älypuhelimen kokoa kasvatettaisiin.
Vaikka osa nykyisistä älypuhelimista ovat kooltaan massiivisia, jos ne olisivat lisäksi vielä paljon paksumpia, ne tuskin olisivat yhtä suosittuja kuin nyt. Vastaavasti valmistajat voisivat mahduttaa pieniin kennoihin mahdollisimman monta pikseliä, jolloin kameraa voisi ensisijaisesti käyttää vain hyvässä valaistuksessa.
Näiden vaihtoehtojen sijaan useammat valmistajat ovat sen sijaan tyytyneet kompromissiin, joka tunnetaan paremmin nimellä pixel binning. Vaan kuinka se oikein toimii?
Mitä pixel binning tarkoittaa?
Googlettamalla pixel binningin voit löytää useita ja vaihtelevia (ja monissa tapauksissa hyvin monimutkaisia) selityksiä, miten pixel binning toimii, ja millaisia hyötyjä se tuo mukanaan.
Yksinkertaisin selitys termille on kuitenkin se, että vähintään neljän pikselin tiedot yhdistetään yhdeksi pikseliksi. Tällöin luodaan "superpikseleitä", jotka ovat parempia keräämään ja käsittelemään valoa. Kompromissina laitteen käyttöresoluutio tippuu neljännekseen, joten 12 megapikselin kennolla saa napattua tällöin kolmen megapikselin kuvia.
Tämä on kuitenkin syy, minkä takia markkinoille on alkanut ilmestyä entistä enemmän korkearesoluutioisia kennoja. Esimerkiksi Samsung Galaxy S21 Ultrassa olevaa 108 megapikselin kennoa hyödynnetään pixel binning -tekniikalla yhdistämään yhdeksän pikseliä yhdeksi, jolloin käyttäjälle jää paljon käyttökelpoisempi 12 megapikselin kuva.
Yhdistämiseen tarvittavien pikseleiden määrä vaihtelee käytössä olevasta teknologiasta, mutta yleisesti ottaen mitä suurempi resoluutio kennossa on, sitä useampaa pikseliä hyödynnetään pixel binning -tekniikassa.
Joissain puhelinmalleissa käyttäjä voi itse valita kuvausasetukset, tai joissain tapauksissa nämä valitaan automaattisesti ympäristön mukaan. Samsung on esimerkiksi julkistanut 200 megapikselin kennon, jota yhtiö kutsuu ChameleonCelliksi. Sen avulla neljä pikseliä voidaan yhdistää yhdeksi luodakseen 50 megapikselin kuvan (1,28 mikronin pikselikoolla), tai 16 pikseliä yhdeksi luodakseen 12,5 megapikselin kuvan (2,56 mikronin pikselikoolla). Kuvia voi tietenkin ottaa myös täydellä 200 megapikselin laadulla.
Vaan miksi käyttää pixel binning -tekniikkaa 108 tai 200 megapikselin kennolla sen sijaan, että käyttäisi isompia pikseleitä 12 megapikselin kennolla, jos kerta isommat pikselit ovat parempia? Tähän on kaksi syytä.
Ensinnäkin kyse on markkinoinnista ja valmistajien tarpeesta saada käyttäjät ostamaan tuotteita. Emme voi luonteellemme yksinkertaisesti mitään, vaan olemme vakuuttuneempia 108 megapikselin kennosta kuin 12 megapikselin kennosta. Vaikka jälkimmäinen tuottaisi parempia kuvia.
Toisekseen 108 megapikselin kenno antaa vaihtoehtoja kuvaukseen ja hyödyntää koko kennoa saadakseen kuvaan enemmän yksityiskohtia. Suurin osa ottamistamme kuvista on todennäköisesti napattu hyvässä valossa, joten tällöin pikselien valovoimaisuudella ei ole niin suurta merkitystä.
Onko pixel binning ainoa ratkaisu?
Kaikki valmistajat eivät käytä pixel binning -tekniikkaa. Esimerkiksi Apple ja Google käyttävät melko "vaatimattomia" 12 megapikselin kennoja laitteissaan ja luottavat softapuolen taikuuteen parantaakseen hämäräkuvausta.
Kuvien ylenpalttinen detaljimäärä on lisäksi melko turhaa, jos kuvia katsoo ainoastaan puhelimen ruudulta.
Heikon valaistuksen voi kiertää lisäksi erilaisilla keinoilla ja sovelluksilla, eikä siihen tarvita aina pelkästään laitteistopohjaista tekniikkaa, kuten pixel binningiä. Monissa puhelimissa on erillinen yökuvaustila, joka napsii kuvia muutamilla eri asetuksilla ja yhdistää nämä yhdeksi selkeämmäksi kuvaksi. Myös pitkät valotusajat auttavat parantamaan yökuvien laatua, mutta tällöin suosittelemme käyttämään joko jalustaa tai muuta tukevaa pintaa kuvauksessa.
Onko pixel binning siis pelkkä markkinointikikka vai parantaako se oikeasti valokuvien laatua?
Valitettavasti vastaus on tässäkin tapauksessa hieman kumpaakin. Pixel binning on hyvä ratkaisu, jos puhelimelta haluaa parhaan laadun hyvässä valaistuksessa sekä mahdollisuuden kuvata myös heikossa valaistuksessa. Se on hyvä kompromissi, jonka avulla puhelimella voi ottaa kuvia erilaisissa olosuhteissa.
Ei kannata kuitenkaan ohittaa alhaisen resoluution kennoa suoriltaan, sillä ne saattavat onnistua kaappaamaan loistavia kuvia toisenlaisin keinoin, kuten tekoälyä tai ohjelmistopohjaisia ratkaisuja hyödyntäen.
- Paras kamerapuhelin 2023: näillä puhelimilla taltioit tarkimmat kuvat
