| 2 июля 2025 г. — 6:42 PT
Apple исследует новые технологии датчиков изображения, обещающие до 20 ступеней динамического диапазона. Это уровень, превосходящий ARRI ALEXA 35, и очень близкий к динамическому диапазону среднего человеческого глаза. Вот что это означает на самом деле.
1 048 576:1
Недавно опубликованный патент «Сенсор изображения с многослойными пикселями с высоким динамическим диапазоном и низким уровнем шума», впервые замеченный изданием *Y.M.Cinema Magazine*, раскрывает планы Apple по созданию сенсора следующего поколения, который может конкурировать с динамическим диапазоном современных профессиональных кинокамер.
Патент описывает многослойную конструкцию сенсора, обещающую до 20 ступеней динамического диапазона, что является соотношением между наибольшими и наименьшими значениями света, которые могут быть одновременно захвачены без потери деталей. Он измеряется в «ступенях», где каждая ступень представляет собой удвоение или уменьшение света вдвое.
Таким образом, 20-ступенчатый динамический диапазон по сути будет означать коэффициент контрастности 1 048 576:1 без потери света или деталей в одном и том же изображении.
Сложная для измерения вещь
Для справки, хотя официальных спецификаций динамического диапазона для датчика iPhone 16 Pro Max не опубликовано, вот всесторонняя оценка от CineD 24-мм камеры iPhone 15 Pro Max, которую они измерили с помощью трех различных методов: тестирование осциллограммы («сколько ступеней можно идентифицировать выше уровня шума»), IMATEST («соотношение сигнал/шум для каждой ступени») и тестирование широты экспозиции («способность камеры сохранять цвета и детали при передержке или недодержке»).
Результаты:
«Осциллограмма показывает около 11 ступеней выше уровня шума. Говоря о нем, уровня шума практически не существует — все очень чисто, что намекает на массивное внутреннее подавление шума (его невозможно отключить)»
И
При ISO55: «Мы получаем 12 ступеней динамического диапазона в iPhone 15 Pro (Max) для соотношения сигнал/шум (SNR) 1, и те же 12 ступеней для соотношения сигнал/шум 2. Также для ‘DR на основе наклона’. Это явный признак ‘слишком сильной’ обработки шума, чтобы IMATEST мог рассчитать значимый результат. Это также становится очевидным на нижнем графике, где показан ‘Шум (% от максимума пикселя)’. Уровни шума в теневых ступенях очень низкие.»
(…)
При ISO1200: «IMATEST рассчитывает (более высокие) 13,4 ступени при SNR = 2 и 13,4 ступени при SNR = 1.»
И
При ISO55 «Мы получаем 5 ступеней широты экспозиции (3 вверх и 2 вниз). Фактически, это на 2, если не на 3 ступени меньше, чем у текущего ряда потребительских камер APS-C или полнокадровых камер. По сравнению с упомянутой ARRI Alexa Mini LF, широта экспозиции на 5 ступеней меньше. А по сравнению с Alexa 35, разница еще больше — семь ступеней.»
Тем временем, большинство оценок, похоже, относят средний мгновенный динамический диапазон человеческого глаза к 10-14 ступеням, достигая 20-30 ступеней после адаптации зрачка и сетчатки.
Двухслойный подход, который может породить новые категории продуктов
Хотя Apple долгое время полагалась на Sony в производстве сенсоров камер, этот патент предполагает, что компания может разрабатывать нечто гораздо более амбициозное внутри компании, начиная с кремния.
Согласно патенту, архитектура Apple объединяет два слоя:
- Кристалл сенсора, где свет улавливается фотодиодами и пользовательской аналоговой схемой
- Кристалл логики, где происходит обработка, включая встроенное шумоподавление
Как отмечает *Y.M.Cinema Magazine*, такая многослойная конструкция не является чем-то совершенно новым в отрасли. Sony, по сообщениям, использует нечто похожее. Но подход Apple имеет несколько особенностей:
- Во-первых, он включает механизм под названием LOFIC (Lateral Overflow Integration Capacitor), который позволяет каждому пикселю хранить свет в трех различных уровнях заряда в зависимости от яркости сцены.
- Во-вторых, каждый пиксель включает собственную схему памяти тока, которая измеряет и компенсирует тепловой шум в реальном времени, устраняя необходимость в методах постобработки. И что интересно, Apple достигает этого с помощью трехтранзисторной (3T) структуры пикселя, а не более сложной и менее подверженной шуму 4T.
Как разъясняется в этой дискуссии на Reddit, размещая сенсор поверх чипа, Apple фактически добавляет отдельный затвор для каждого пикселя и обрабатывает изображение для снижения шума еще до того, как оно покинет кристалл.
Что все это значит с точки зрения продуктов?
Если этот сенсор когда-либо появится в реальном продукте, он позволит Apple обойти не только своих конкурентов в сегменте смартфонов, но и таких производителей профессиональных камер, как Sony, Canon или RED, по некоторым ключевым показателям.
Добавьте сюда Neural Engine и другие хитрости, обеспечиваемые тесной интеграцией аппаратного и программного обеспечения Apple, и не будет большим преувеличением представить, как Apple выйдет за рамки iPhone и создаст свои собственные полноценные камеры, помимо самодельного гаджета, который они собрали для «F1 The Movie“.
Вот что, по мнению *Y.M.Cinema Magazine*, может принести эта технология:
Если эта технология будет реализована — возможно, в будущем iPhone 17 Pro или Apple Vision Pro 2 — она может привести к:
- Кинематографический HDR на мобильных устройствах
- Запись видео в реальном времени без шума
- Профессиональное качество изображения в ультратонких форм-факторах с очень высоким динамическим диапазоном (20 ступеней динамического диапазона)
и
Динамический диапазон и шум — два основных ограничивающих фактора в цифровой обработке изображений. Мобильный или компактный сенсор, предлагающий 20 ступеней динамического диапазона и передовое встроенное шумоподавление, — это не просто улучшение, это прорыв.
Это может повлиять на:
- Мобильную кинематографию
- HDR-контент для потоковой передачи
- Визуальную точность AR/VR
- Даже профессиональные комплекты для кинопроизводства, где компактность и качество должны сосуществовать
Как всегда, относитесь к патентам с долей скепсиса
Хотя это и захватывающее известие, патент — это всего лишь патент. Мы неоднократно видели, как Apple регистрирует патенты на технологии и продукты, которые так и не были реализованы, поэтому не ожидайте, что что-то подобное появится в ближайшее время.
И судя по комментариям в оригинальной статье Y.M.Cinema Magazine и на Reddit, остается много обоснованных технических вопросов, некоторые из которых граничат с научно возможным. Любители кинотехники — одни из самых увлеченных и ориентированных на детали людей, поэтому скептицизм не удивителен, а скорее приветствуется, поскольку помогает привнести дополнительную перспективу.
Тем не менее, интересно видеть, как Apple использует свои навыки в производстве чипов и исследует, где еще их можно применить.
Как думаете, Apple сможет это реализовать? Имеет ли это для вас значение? Дайте нам знать в комментариях.
Лучшие предложения на AirTag на Amazon
- AirTag, 4 шт.: скидка 24%, цена $74,99
- AirTag: скидка 21%, цена $22,99
- Apple AirTag Loop, Deep Navy: скидка 36%, цена $19,29