Akıllı Telefon Kameralarındaki ‘Quad Bayer Filtresi’ Nedir?

Birinci 48 MP kameralı akıllı telefon Aralık 2018’de çıkış yaptı. İşin farklı yanı ise bu aygıtların büyü kısmının orta segment telefonlar olması. Amiral gemisi akıllı telefonların 12 MP’lik sensörleri kullanmasıydı. Bu türlü bir durumun ortaya çıkmasının sebebiyse Quad Bayer filtresi.

Nedir bu Bayer filtresi?

Temelden alacak olursak Bayer filtresi, dijital sensörlerin renkli fotoğraflar çekmesini sağlayan kırmızı, yeşil ve mavi filtrelerden oluşan bir renk mozaiği. Yarı iletken pikseller rengi görmediği ve yalnızca çarpan ışığı gördükleri için, yalnızca siyah beyaz fotoğraflar çekebilirler. Yani Bayer filtresi ışığın, bu üç renkteki her bir piksele ulaşmasını sağlıyor.

12 MP’lik sensörün çalışma haline bakacak olursak, yeşil toplamda 6 milyon piksel görürken kırmızı ve mavinin her biri üçer milyon piksel görüyor. Yeşilin daha çok piksele sahip olmasının sebebi insan gözünün en çok bu renge hassas olması. Tam bir 12 MP’lik çözünürlüğü interpole etmek için “demosaicing” ismi verilen bir algoritma kullanılıyor.

Quad Bayer filtresi bir yanlış isimlendirme. Aslında olağan Bayer filtresiyle epeyce misal. Ortadaki fark, filtreden değil gerisindeki sensörden kaynaklanıyor. Yeni sensörler, dört pikseli her bir renk kutusunun ardına koyuyor. Yani 48 MP Quad Bayer sensörler 12 MP’lik sensörlerden çok da fazla ayrıntı sunmuyor.

Quad Bayer filtresini nerede bulabilirsiniz?

Huawei’nin P20 Pro, Mate 20 Pro ve Mate 20 X aygıtlarındaki 40 MP’lik sensörlerle başlayan 48 MP sensör trendi bugün artık birçok aygıtta bulunuyor. Çinli akıllı telefon üreticisi P30 ve P30 Pro aygıtlarında Kırmızı, Yeşil, Yeşil, Mavi yerine Kırmızı, Sarı, Sarı, Mavi kullanarak bunun farklı bir sürümünü kullansa da çalışma prensibi birebir.

Ayrıyeten Vivo V15 Pro ve Samsung Galaxy A70 üzere Quad Bayer filtreli 32 MP’lik selfie kamerası olan birçok telefon da bulunuyor. Bunlar, tıpkı piksel genişliğine sahip olsa da (0,8 um) fizikî olarak küçük oldukları için daha düşük çözünürlüğe sahipler.

Samsung, son olarak 64 MP Quad Bayer sensörlerini duyurmuştu. Burada piksel boyutu birebir kalsa da sensörlerin boyutunda değişikliğe gidildi.

Quad Bayer sensör neler yapabilir?

Şu an birçok aygıtta akıllı telefonlara konulmuş olan en büyük sensörler bulunuyor. Mesela Sony’nin 8 mm diyagonal ölçülere sahip olan ve en tanınan 48 MP’lik sensörlerden olan IMX 586’sı. Bir oburu yeniden Sony’nin Pixel 3’lerde kullanılan 7,06 mm diyagonal ölçülere sahip IMX363’ü. Bir oburu Samsung’ın S10’larda kullandığı 7,06 mm diyagonal ölçülere sahip olan S5K2L4’ü. Tüm bunlar yüzey alanından %30’luk kazanım sağlıyor.

Günümüzde “1,6 um” bilhassa şirketlerin pazarlama departmanları övünmek için hayli sık kullanılıyor lakin düşük ışık performansı konusundaki tüm övgüyü bu almamalı. Kumlanma epey rastlantısal bir süreç ve şayet ki klasik sensörlerin büyük pikselleri bir sinyal yerine kumlanma yakalarsa geriye yapacak çok az şey kalır.

Şayet ki Quad Bayer sensörlerindeki dört pikselden bir tanesi kumlanma yakalarsa, bu yalnızca %25’lik bir bilgi kaybı manasına gelir ve manzaranın sertliğini etkilemiyor.

Alternatif olarak sensör ikiye bölünebiliyor ve bir tanesi kısa pozlamalar yakalarken oburu uzun pozlamalar yakalar. Bu da gündüz ışığında gerçek vakitli HDR imajları yakalamak için kullanılır.

Quad Bayer filtresinin ne yaptığını en kolay manasıyla düşünecek olursak kamera yazılımının birebir anda iki fotoğraf çekmesine müsaade veriyor ve bu da imaj işlenmesine imkan sağlıyor. İşte bu yüzden çağdaş akıllı telefonlar donanım çok da fark etmeksizin kaliteli fotoğraflar çekebiliyor.

Pekala Quad Bayer ne yapamaz?

(Sol 12 MP, sağ 48 MP)

Quad Bayer filtrede farklı renklerin pikselleri başkadır yani demosaicing daha az tesirlidir. Aslında 48 MP’de 12 MP’den 4 kat daha fazla ayrıntı yakalayamıyorsunuz.

Demosaicing algoritmasını işlenmemiş 48 MP data üzerinde çalıştırmak imajlarda daha keskin sonuçlar elde edilmesini sağlar lakin bu telefondan telefona ve sahneden sahneye değişir. Şayet ki çekilen fotoğrafta ayrıntılar çok değerliyse güdülecek en âlâ strateji iki modda da fotoğrafı çekip ortasından en güzel olanı seçmek olacaktır.

Yani birden fazla vakit 48 MP ile 12 MP’lik sensörler tıpkı imgeleri elde ederken 48 MP’lik sensörün fotoğrafları daha büyük olur. Münasebetiyle depolama alanınızda gereksiz yer kaplar.