Kto naprawdę ma slow motion 960fps, a kto tylko oszukuje?

Wraz z premierą Sony Xperii XZ Premium w 2017 roku rozpoczął się trend na filmy slow motion z opcją nagrywania 960 klatek na sekundę. Był to prawdziwy przeskok w porównaniu do dotychczasowych 240 albo 120 kl/s. Dziś w niemal każdym szanującym się telefonie znajdziemy opcję 960 kl/s (960fps). Jak zatem z produktu premium udało się zrobić coś przystępnego dla każdego w tak krótkim czasie? Małymi sztuczkami i dobrym marketingiem. Kto zatem jest „pro”, a kto sobie taką łatkę przykleił?

Dlaczego podjąłem się opisywania tak żmudnego i wydawałoby się mało ciekawego tematu? Bo różnice są widoczne gołym okiem! Nie każdy przy zakupie telefonu ogląda filmy slow motion i porównuje je z innymi urządzeniami na rynku. Jeżeli jednak opcja nagrywania spowolnionych video to dla was konieczność, sprawdźcie, których modułów unikać.

Slow motion w telefonach to działająca beta

Video nagrywane z prędkościami ok. 1000 kl/s i więcej są nie lada wyzwaniem. W ciągu 1 sekundy kamera musi uchwycić 1000 klatek i zapisać je na naszym telefonie. Jedynym rozwiązaniem jest mocna kompresja, ograniczenie rozdzielczości takiego wideo oraz, o czym później, dodatkowy hardware. Tak szybka migawka wymaga również mocnego światła. Zapomnijcie zatem o nocnych slow motion, bo jest to fizycznie niemożliwe do uchwycenia. Wieczorem nasze aparaty wydłużają czas pozyskiwania zdjęcia do wartości rzędu np. 1/15s, a zatem 66 razy za wolno, aby uchwycić poprawny obraz. Do tego dochodzą wszystkie niedogodności związane z niewielką matrycą naszego telefonu oraz wady obiektywu. Jak zatem widać, daleko nam jeszcze do profesjonalnych rozwiązań, a to, co mamy w kieszeni, to plac zabaw dla inżynierów i programistów próbujących wycisnąć kompletne maksimum. Tutaj macie przykład, ile pracy wymaga przygotwanie profesjonalnych ujęć ok. 1000 kl/s.

Na czym zatem polega trick z trybem 960fps

Odpowiedzią jest interpolacja. W przypadku zdjęć interpolacja „rozciąga” piksele, tworząc większą rozdzielczość z mniejszej. Aby ten proces był możliwie zamaskowany przed ludzkim okiem, oprogramowanie analizuje sąsiednie piksele i metodą analizy przewiduje, na jakie 4 piksele można podzielić informacje pochodzące z 1. W przypadku wideo działa to podobnie, ale rozciągamy klatki, tworząc kilka pośrednich. W ten sposób pojawiają się artefakty, szczególnie przy szybko przemieszczających się obiektach albo mocno kolorowej scenerii.

Ważnym aspektem interpolacji jest rzeczywista jakość wideo oraz liczba klatek wyjściowego video z matrycy. Kompresja nie jest niczym złym i nadzwyczajnym, ale taka sama kompresja pliku o słabej jakości będzie mocniej widoczna niż u takiego pozbawionego wad. Drugą składową na wynikowy obraz interpolowanego 960 kl/s to liczba zarejestrowanych klatek natywnie. Jeżeli nagramy 120 kl/s, będzie trzeba dorobić po 3 klatki pomiędzy natywnymi, jeżeli jednak nagramy 480 kl/s, wystarczy po 1 pomiędzy.

Różnica między prawdziwym a sztucznym 960fps

Natywny tryb zwolnionego tempa 960 klatek na sekundę wymaga odpowiedniego sprzętu, a mianowicie czujnika kamery ze wbudowaną pamięcią DRAM. Dołączając superszybką pamięć do modułu aparatu, telefon jest w stanie zapisać wszystkie ramki wygenerowane przez tryb 960 kl/s. Tradycyjna pamięć smartfonów (np. UFS 2.1 i eMMC) po prostu nie jest w stanie nadążyć za takim zapisem. Jest to konieczny warunek do natywnego wideo 960 kl/s. Nie ma DRAM przy matrycy? Będzie interpolacja.

Jakie moduły stosowane w komórkach obsługują natywne 960 kl/s?

Istnieje kilka czujników z obsługą 960 fps, a mianowicie Sony IMX400, IMX345, IMX445 i Samsung ISOCELL Fast 2L3, 2L4. Czujniki te oferują wbudowaną pamięć DRAM do szybkiego przetwarzania wszystkich zarejestrowanych klatek.

Wpisując poszczególne nazwy modeli, możecie sprawdzić, które urządzenia je posiadają. Powiem jedno, są to jedynie topowe urządzenia, jak Samsung S9, S10, Note 9 oraz Sony Xperia z serii XZ oraz Xperia 1.

W każdym razie Sony zachwyca się możliwościami 960 klatek na sekundę w swoim nowym Xperia 1, choć za pośrednictwem mało znanego czujnika kamery IMX445. Firma wcześniej oświadczyła, że ​​pominęła czujnik 48MP w Xperii 1, ponieważ potrzebowała obsługi 960 klatek na sekundę, więc rozumiem, że IMX445 rzeczywiście oferuje natywne nagrywanie 960 klatek na sekundę.

Często zdarza się, że producenci wypuszczają kilka modeli, wspierających nagrywanie natywne w 960 kl/s, ale te różnią się szczegółami. Zatem jeżeli model, który macie na oku nie został wymieniony, nie znaczy, że nie wspiera on slow motion. Nie jest to łatwa sprawa, ale do takich informacji da się dokopać w Internecie.

Popularne matryce 48Mpx i 64Mpx

Z informacji, które udało mi się znaleźć w sieci, wynika, że popularne dziś matryce 48Mpx oraz przyszłe 64Mpx nie mają natywnego wsparcia. Sony oficjalnie potwierdziło w momencie premiery IMX586, podczas gdy Samsung po prostu nie wspomniał nigdzie o pamięci DRAM w materiałach prasowych do swoich czujników GM-1 i GM-2. Nadchodzący czujnik 64MP Samsunga (GW1) również oficjalnie osiągnął 4 tylko 480 fps.

Xiaomi potwierdziło dla Android Authority, że korzysta ze wsparcia oprogramowania przy tworzeniu bardzo zwolnionych wideo w swoich matrycach 48Mpx dostępnych, chociażby w nowej serii Mi9. Oglądając w sieci filmy opublikowane przez użytkowników Xiaomi oraz Huawei, można wywnioskować, że i Huawei nie zastosował dodatkowej pamięci w swoich aparatach. Mamy do czynienia z takimi samymi artefaktami.

Istotne tylko dla nielicznych

Moim zdaniem filmy slow motion należy traktować jako ciekawy dodatek do klasycznych filmów video. Wtedy to, czy będzie to interpolowana opcja, czy też natywna, nie będzie miało dla nas znaczenia. Jeżeli jednak często nagrywacie telefonem swoje tricki na desce czy inne sportowe akcje, warto dokładnie przeanalizować składowe podzespoły swojego następnego telefonu.