Contents
- Cara kerja Image Sensor
- Resolusi dan Ukuran Image Sensor
- Filter Warna dari Image Sensor
- Image Sensor di Galaxy Camera
- Catatan
Cara kerja Image Sensor
Struktur Galaxy Camera sangat mirip dengan struktur mata manusia. Sensor gambar yang kini dijelaskan menyerupai retina mata manusia dan berperan sebagai film atau kamera film pada umumnya.
Di mata manusia, subjek yang kita lihat dibentuk di retina dari lensa, dan gambaran ini dikirim ke otak melalui saraf optik. Demikian pula, pada Galaxy Camera, gambar akhir yang kita lihat hanya selesai ketika sensor gambar mengubah sinyal optik gambar yang dikirim melalui lensa menjadi sinyal listrik dan mengirimkannya untuk Image Signal Processing (ISP) di Application Processor (AP).
Yuk cari tau tentang sensor gambar lebih dalam!
Dari ilustrasi di atas, kita menemukan bahwa ada banyak sel berbentuk batang [2] dan sel berbentuk kerucut [3] di retina manusia yang memungkinkan kita membedakan kecerahan dari warna dan melihat subjek. Demikian pula, ada elemen yang dikenal sebagai piksel di sensor gambar, yang memainkan peran sel berbentuk batang dan sel berbentuk kerucut.
Seperti gambar di bawah, sinyal optik pada sensor gambar dipusatkan melalui Micro Lens dan informasi warna yang melewati Colour Filter mencapai photodiode atau detektor cahaya [4] sebagai sinyal optik (Foton). Photodiode menghasilkan elektron, yang merupakan sinyal listrik, tergantung pada ukuran sinyal optik yang masuk. Ini dikonversi menjadi sinyal digital menggunakan sirkuit internal sensor gambar (ADC: Analog Digital Converter dan Logic Circuit) kemudian dikirim ke ISP AP
Pikselnya dapat dibedakan menjadi 3 macam warna Red (R), Green (G), and Blue (B) melalui filter warna di photodiode. Informasi kecerahan warna juga bisa didapatkan melalui proses ini dikarenakan lebih banyak elektron dihasilkan jika cahaya yang masuk lebih terang.
Umumnya, semakin besar ukuran piksel, semakin banyak cahaya yang masuk ke photodiode secara proporsional dengan ukuran piksel, membantu menghasilkan gambar yang lebih terang dalam cahaya redup.
Namun, kalau kamu menggunakan teknologi piksel yang bagus seperti Samsung ISOCELL [5], hasil signal gambar dalam cahaya minim akan lebih baik, bahkan dalam ukuran piksel yang sama.
Resolusi dan ukuran Image Sensor
Jika melihat spesifikasi kamera depan S22 Ultra [6] di laman beranda Galaxy, nanti akan muncul sebagai berikut.
Di belakangnya, ada total empat kamera. Yang pertama adalah Ultra Wide Camera dengan resolusi 12MP dan sudut pandang 120 derajat. Yang kedua adalah kamera wide-angle dengan sensor gambar beresolusi 108MP. Kalau resolusi kameranya tinggi, kamu bisa ambil foto atau video secara detail yang lebih bagus. Itu kenapa kamu bisa ambil foto atau video dengan resolusi tertinggi kalau memotret pakai kamera wide-angle.
Kamera ketiga dan keempat yaitu telephoto dengan optikal 3x dan 10x dibekali dengan sensor gambar sebesar 10MP.
Selain itu, spesifikasi kamera juga biasanya menginfokan ukuran pixel dan sensornya. Untuk F.No. [7] dan Auto Focus (nanti kita bahas di artikel lain ya), kamu bisa baca di artikel Camcyclopedia lainnya.
Seperti tabel di bawah ini, minimal resolusi kamera harus 2MP agar bisa merekam video FHD (1080p). Kalau mau merekam video 4K, minimal resolusinya 8.3MP.
Semakin besar resolusi sensor, semakin detail gambarnya. Coba bandingkan video FHD dan 4K di TV atau monitor, pasti keliatan bedanya, kan? Makanya, untuk merekam video 8K yang ultra-jernih gitu, minimal image sensor kameranya 33MP ke atas.
Dengan mempertimbangkan hal tersebut, kamera wide-angle pada model mulai dari Galaxy S20 Ultra dilengkapi dengan sensor super tinggi beresolusi 108MP untuk menghasilkan gambar dengan detail yang sangat tajam, seperti gambar yang kamu lihat di bawah ini. Selain itu, pada S22 Ultra, fitur ini ditingkatkan melalui algoritma Deep Learning yang disebut Detail Enhancer.
Apakah berarti sensor resolusi tinggi selalu bagus? Format optik di bawah ini menunjukkan ukuran sensor gambar. Panjang diagonal sensor gambar biasanya ditampilkan sebagai 1/1.8", dalam format inci. Biasanya, ukuran sensor gambar menentukan ukuran lensa yang dibutuhkan. Jadi, ketika ukuran resolusi sensor gambar ditingkatkan, ukuran sensor juga meningkat yang berarti membutuhkan lensa yang lebih besar, sehingga meningkatkan tinggi modul kamera. Inilah yang menyebabkan 'Camera bump' yang sering dibicarakan.
Jadi, kita membutuhkan teknologi yang bisa menghasilkan resolusi tinggi tanpa menambah ukuran sensor kamera, agar tidak ada tonjolan kamera yang tak terlihat estetik. Makanya, kita pakai piksel kecil 0,8um di kamera wide-angle Galaxy S22/S21/S20 Ultra. Namun sebagaimana yang sudah dibahas, sensitivitas yang lebih baik dan foto bagus di cahaya redup hanya bisa didapatkan kalau ukuran pikselnya besar.
Nah, gimana sih kamera Galaxy S22 Ultra bisa menghasilkan foto bagus dengan piksel kecil? Inilah yang kita sebut teknologi Adaptive Pixel. Fitur ini pakai dua kamera—sensor 108MP dan 12MP—untuk memotret dan menggabungkannya menjadi satu lewat proses software. Hasil akhirnya adalah foto yang ukurannya lebih kecil namun tetap detail.
Gambar berikut menunjukkan bagaimana sensor 108MP bekerja di cahaya redup (low light). Sensor 108MP itu merupakan kumpulan dari sembilan piksel, di mana sembilan piksel 0,8um bergabung menjadi satu piksel 2,4um di cahaya redup. Namun, jika kamu butuh foto 108MP, sembilan pikselnya bekerja terpisah dan menghasilkan foto yang detail.
Filter Warna dari Image Sensor
Seperti yang terlihat pada gambar di bawah, piksel disusun dengan tiga filter warna, terdiri dari Red, Green, dan Blue, yang disebut sebagai pola filter warna Bayer [8] dari Bryce Bayer, seseorang yang menemukan filter ini.
Sensor dengan resolusi 12MP berarti masing-masing terdiri dari 6 juta piksel Hijau dan 3 juta piksel Red dan Blue. Sensor gambar ini mengikuti metode menempatkan dua elemen filter Green, yang paling sensitif terhadap kecerahan, dan satu Red dan Blue secara bergantian di area perpotongan, seperti yang terlihat di bawah.
Namun, struktur Bayer Pattern membuatnya sulit untuk mengaktifkan beberapa piksel sebagai satu kesatuan. Oleh karena itu, terdapat kendala untuk menerapkan teknologi Adaptive Pixel yang disebutkan di atas.
Untungnya, solusi lain tersedia untuk mengatasi hal ini. Ilustrasi di bawah menunjukkan bahwa struktur seperti pola Tetra atau Nona dapat membuat beberapa piksel kecil beroperasi sebagai satu piksel besar dalam cahaya minim.
Sehingga kamera wide-angle Galaxy S22/S22+ yang memiliki sensor gambar 50MP menggunakan pola Tetra. Dalam cahaya rendah, kameranya menghasilkan gambar 12,5MP dengan mengubah 4 piksel dari setiap warna menjadi satu piksel 1,6um dan jika resolusi tinggi diperlukan, masing-masing bekerja secara terpisah untuk menghasilkan gambar 50MP.
Mulai dari kamera wide-angle di Galaxy S20 Ultra, sensor gambar 108MP memiliki pola Nona, yang mengakomodir gambar 12MP dalam cahaya minim dengan sembilan piksel di tiap warna yang menyatu menjadi satu piksel dengan resolusi gambar ultra-high dari 108MP.
Image Sensor di Galaxy Camera
Berikut ini adalah sensor gambar yang digunakan pada kamera Galaxy S20 hingga Galaxy S22.
Sensor kamera wide-angle 108MP, yang menghasilkan gambar bagus baik dalam kondisi cahaya minim maupun resolusi ultra-high, mulai hadir ke model Ultra sejak Galaxy S20. Sementara untuk model Galaxy S21 ke atas, satu sensor lagi ditambahkan, sehingga total sensor di bagian belakang menjadi empat. Selain itu, untuk model Galaxy S22/S22+, sensor kamera wide-angle 50MP juga diterapkan pada model non-Ultra, untuk memberikan detail yang lebih mendalam.
Kekuatan teknologi sensor gambar kamera Galaxy terletak pada detail yang diberikan, oleh karena itu, kami terus-menerus mempersiapkan pendekatan ke video ultra-fine dengan memanfaatkan teknologi ini.
Nantikan Galaxy Camera selanjutnya ya!
