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Pixel binning: cos’è e quali vantaggi comporta per la fotografia da smartphone

Quando l’unione fa la forza

Samsung Galaxy S20 Ultra
Samsung Galaxy S20 Ultra
(Image: © Future)

Nonostante non si tratti di una tecnologia recentissima, potreste aver sentito parlare di “pixel binning”, soprattutto in relazione ad alcuni smartphone moderni, come il Samsung Galaxy S21 Ultra o in generale tutti i migliori cameraphone.

Nel caso vi stiate chiedendo quale sia il significato di questo termine, vi trovate nel posto giusto.

Innanzitutto, potreste aver bisogno di un breve ripasso su cosa sia esattamente un pixel. In parole povere, il pixel è l'unità minima convenzionale della superficie di un'immagine digitale.

La parola "pixel" viene spesso utilizzata anche per descrivere le singole unità di cattura della luce presenti sui sensori della fotocamera ("fotositi" in gergo tecnico). In questa sede, per questione di maggiore comodità, utilizzeremo il termine “pixel” anche per la descrizione dei fotositi.

Più grandi sono i pixel di un sensore (o fotositi), maggiore è la quantità di luce raccolta. Tuttavia c’è bisogno di molti pixel se si vuole ottenere la massima precisione in ogni dettaglio. Vale la pena sottolineare che non tutti i pixel sono uguali: la dimensione di un singolo fotosito è chiamata "pixel pitch" e viene misurata in micron.

I pixel della fotocamera dello smartphone tendono a variare in un intervallo compreso tra 0,8 micron e 1,8 micron. Si tratta di valori molto bassi se paragonati a quelli delle moderne fotocamere mirrorless o DSLR, che hanno sensori con pixel fino a 8,4 micron. Ciò consente di ottenere risultati migliori in condizioni di scarsa illuminazione rispetto a uno smartphone. La differenza appare ancora più evidente osservando un’immagine da distanza ravvicinata.

Google Pixel 4

Google Pixel 4 (Image credit: Future)

Il problema principale per gli smartphone è che la dimensione fisica del sensore fotografico deve essere necessariamente piccola, in quanto lo spazio a disposizione è limitato. Nel corso degli anni, le dimensioni dei sensori implementati a bordo degli smartphone sono leggermente aumentate, ma non otterrete mai un sensore delle stesse dimensioni di quello di una DSLR.

Ciò conduce a un’ulteriore complicazione, ovvero quella di provare a inserire molti pixel in un’area ristretta. I pixel di piccole dimensioni non sono l’ideale per gli scatti in condizioni di scarsa illuminazione. Tuttavia, ridurre il numero di pixel significa ottenere immagini poco nitide anche quando la luce è buona. Esistono diversi modi per aggirare il problema dal punto di vista hardware, ma tutti hanno delle controindicazioni.

Ad esempio, si può ridurre il numero di pixel sul sensore (per garantire che ogni pixel sia il più grande possibile), ma vi ritroverete con immagini a risoluzione piuttosto bassa. Al contrario, si potrebbe aumentare il numero di pixel, insieme alle dimensioni del sensore. Questa soluzione renderebbe però gli smartphone troppo grandi e ingombranti.

Gli smartphone di oggi hanno già raggiunto dimensioni abbastanza generose ed è impensabile che il pubblico impazzirebbe di gioia se queste dovessero crescere ulteriormente. Infine, si potrebbe utilizzare un numero elevato di pixel su un sensore piccolo, con la speranza che la maggior parte degli utenti scatti principalmente in condizioni di buona luce.

L’alternativa più interessante consiste in un compromesso che cerca di ottenere il massimo da tutte le soluzione proposte in precedenza e che prende il nome di pixel binning. Vediamo in dettaglio come funziona questa tecnologia.

Cos'è il pixel binning? 

Xiaomi Mi Note 10 ha un sensore da 108 MP, con pixel binning per scatti a 27 MP. 

Xiaomi Mi Note 10 ha un sensore da 108 MP, con pixel binning per scatti a 27 MP.  (Image credit: Future)

Cercando la voce “pixel binning” su Google, troverete un gran numero di descrizioni (a volte un po’ troppo complicate) sull’esatto funzionamento di questa tecnologia, oltre a un elenco di vantaggi e svantaggi.

In parole semplici, i dati raccolti da un gruppo di quattro pixel vengono combinati in un unico “super pixel” che è in grado di dare vita a risultati migliori in termini di cattura e elaborazione della luce. Lo svantaggio principale consiste nella riduzione della risoluzione effettiva al momento dello scatto: ad esempio, con un sensore da 12 MP che utilizza il pixel binning, otterrete un’immagine da 3 MP.

Ciò spiega il fenomeno per cui, in tempi recenti, abbiamo assistito all’uscita sul mercato di molte fotocamere ad alta risoluzione. Un sensore da 48 MP che sfrutta il pixel binning darà luogo a uno scatto finale da 12 MP, caratterizzato da una maggiore utilizzabilità.

Molti di voi si staranno sicuramente chiedendo: “perché non utilizzare direttamente un sensore da 12 MP, anziché adoperare il binning dei pixel su uno da 48 MP?”. Esistono due risposte a questa domanda: la prima è legata a una questione di marketing e all’aumento dell’appetibilità dello smartphone sul mercato. Infatti, sarete più invogliati all’acquisto di un sensore da 48 MP, piuttosto che di uno da 12 MP (anche se le prestazioni dovessero risultare migliori nel secondo caso).

Inoltre, scattare a 48 MP vi dà la possibilità di cogliere un buon numero di dettagli extra in condizioni di buona illuminazione. Si tratta di un’ottima notizia per coloro che scattano molte foto in scenari all’aperto (come durante una vacanza).

Il pixel binning è l'unica soluzione? 

iPhone 11 Pro Max ha una modalità notturna particolarmente efficace.

iPhone 11 Pro Max ha una modalità notturna particolarmente efficace. (Image credit: Future)

Il pixel binning non viene utilizzato da tutti i produttori. Ad esempio, Apple e Google utilizzano sensori da 12 MP nei propri smartphone e preferiscono concentrarsi maggiormente sul comparto software per migliorare le prestazioni della fotocamera in condizioni di scarsa illuminazione. D’altronde, disporre di una quantità elevata di dettagli è del tutto inutile se l'unico schermo su cui guarderete i vostri scatti sarà quello del vostro smartphone.

Dunque, la soluzione hardware del pixel binning non è l’unica strada percorribile: esistono delle alternative per aggirare i problemi che si presentano con gli scatti in condizioni di scarsa illuminazione, che fanno riferimento al modo in cui si utilizza la fotocamera e al software implementato. Diversi smartphone dispongono di una “modalità notte”, che consente di catturare e combinare una serie di brevi esposizioni per trasmettere l’impressione di aver raccolto un maggiore quantitativo di luce. È anche possibile regolare manualmente il tempo di esposizione, ma sarebbe doveroso avere a disposizione un treppiede o una superficie particolarmente stabile.

Tirando le somme, il pixel binning è solo un espediente di marketing per spingerci a spendere i nostri soldi per l’acquisto di smartphone che promette di aumentare la qualità dei nostri scatti? 

Come spesso accade, la verità sta nel mezzo. Il pixel binning è una buona soluzione per ottenere i dettagli migliori in buone condizioni di illuminazione, oltre a essere in grado di produrre scatti di alta qualità anche quando la scena appare poco luminosa. Si tratta di un buon compromesso che consente al vostro smartphone di trarre il massimo dai vari tipi di scenario in cui potreste trovarvi. 

Detto questo, non bisogna disprezzare a priori gli smartphone con sensori a bassa risoluzione, poiché possono produrre ottimi scatti adottando metodi diversi dal pixel binning, ad esempio tramite l'intelligenza artificiale o l’elaborazione software.