Выбор мобильного телефона

Если нужен короткий вывод: файл действительно имеет 200 Мп, но реальная полезная детализация всей камеры, скорее всего, находится примерно в диапазоне 40–70 Мп при хорошем дневном освещении.

В центре кадра, на неподвижной сцене и при идеальном фокусе, результат иногда может быть выше — условно до 70–90 Мп по мелким яркостным деталям. Но по всему кадру честнее ориентироваться примерно на 50 Мп реальной детализации.

Важно: это инженерная оценка, а не результат опубликованного лабораторного теста конкретного экземпляра X300 Ultra по ISO 12233 или MTF.

1. Что реально даёт матрица

В основной камере используется Sony LYTIA 901:

— около 200 млн эффективных фотодиодов;
— формат 1/1,12";
— диагональ 14,287 мм;
— шаг фотодиода 0,7 мкм;
— цветовой массив QQBC, или Quad-Quad Bayer.

То есть сенсор физически действительно содержит примерно 200 млн светочувствительных элементов. Это не обычный 50-Мп сенсор, изображение которого просто растягивается до 200 Мп.

Но есть важное ограничение: в QQBC 16 соседних фотодиодов, расположенных блоком 4×4, находятся под фильтрами одного цвета. Для получения обычного полноцветного 200-Мп изображения камера выполняет remosaic — программно перестраивает данные в стандартную Bayer-сетку.

Поэтому:

— по яркостным, чёрно-белым и нейтральным мелким деталям сенсор способен получить заметно больше информации, чем обычная 50-Мп матрица;
— по тонким цветным деталям реальное разрешение значительно ниже 200 Мп;
— часть мелких деталей в готовом JPEG восстанавливается алгоритмом remosaic и AI, а не измеряется напрямую как 200 млн независимых RGB-точек.

Моя осторожная оценка предела самой матрицы при идеальной оптике и хорошем освещении — примерно 80–120 Мп полезной яркостной информации. Цветовое разрешение будет ниже.

Называть такой сенсор «реальными 12,5 Мп» неправильно. Но и считать, что он даёт 200 Мп полноценной независимой цветной информации, тоже нельзя.

2. Может ли объектив разрешить 200 Мп

Основная камера имеет:

— эквивалентное фокусное расстояние 35 мм;
— светосилу f/1,85;
— оптическую схему 1G+6P;
— OIS.

При шаге фотодиода 0,7 мкм частота Найквиста матрицы составляет примерно:

1 / (2 × 0,0007 мм) = 714 пар линий/мм.

Именно такую частоту объектив должен передавать, чтобы полностью использовать 200-Мп сетку сенсора.

Для идеального безаберрационного объектива при f/1,85 и зелёном свете с длиной волны около 550 нм дифракционная предельная частота составляет примерно:

1 / (0,00055 мм × 1,85) ≈ 983 пар линий/мм.

Формально 714 пар линий/мм находятся ниже абсолютного дифракционного предела. То есть физически передать какой-то сигнал на уровне 200-Мп сетки возможно.

Но на этой частоте даже идеальный объектив передаёт всего около 16% исходного контраста. У реального мобильного объектива результат будет ещё ниже из-за:

— сферических и хроматических аберраций;
— астигматизма;
— кривизны поля;
— неточного фокуса;
— перекоса сенсора и объектива;
— разброса качества между экземплярами;
— падения резкости к краям и углам.

По строгому критерию MTF50 даже идеальный дифракционно-ограниченный объектив f/1,85 на такой матрице соответствует примерно 60–65 Мп.

Для реального объектива смартфона разумная оценка выглядит так:

— центр кадра: примерно 45–60 Мп по MTF50;
— большая часть кадра: примерно 30–50 Мп;
— углы: вероятно ещё ниже.

При менее строгом критерии MTF10–20 объектив может передать более мелкие детали. Поэтому 200-Мп снимок действительно способен содержать больше информации, чем 50-Мп файл. Но это будет слабоконтрастная информация, которую камера дополнительно усиливает шарпингом и вычислительной обработкой.

3. Итог по всей камере

Матрица:

— 200 млн фотодиодов физически есть;
— полезная яркостная детализация при идеальной оптике: ориентировочно 80–120 Мп;
— цветовая детализация заметно ниже из-за структуры QQBC и remosaic.

Объектив:

— формально способен передавать сигнал на частотах, соответствующих 200-Мп сетке;
— но не с высоким контрастом;
— реальный предел по MTF50: ориентировочно 30–60 Мп в зависимости от участка кадра.

Камера целиком:

— примерно 40–70 Мп полезной детализации при ярком свете;
— около 50 Мп — наиболее реалистичная оценка по большей части кадра;
— 60–90 Мп возможны в центре при идеальных условиях и мягком критерии оценки;
— в помещении или при движении преимущество может упасть до уровня 20–40 Мп;
— ночью режим 200 Мп часто будет хуже 12,5 или 50 Мп из-за шума, смаза и более слабой многокадровой обработки.

То есть 200 Мп у vivo X300 Ultra — это не пустая интерполяция: режим действительно должен давать больше деталей, чем 50 Мп. Но четырёхкратного прироста относительно 50 Мп не будет.

На практике правильнее говорить так:

около 50 Мп — честная детализация по большей части кадра;

60–80 Мп — хороший результат в центре при идеальном свете;

200 Мп — размер выходной сетки, а не 200 Мп независимых оптических полноцветных деталей.