Las cámaras de los móviles son uno de los aspectos más cuidados por los fabricantes. Primero fue la guerra de los megapíxeles, luego la de los infinitos sensores, posteriormente veíamos módulos de cámaras de distintos tipos y ahora triunfan los sensores de una pulgada. En definitiva, las principales marcas quieren ofrecer un dispositivo capaz de realizar fotografías de gran calidad. Y, para ello, utilizan una técnica llamada 'Pixel Binning' que ha mejorado la calidad fotográfica sin que nos demos cuenta.
Seguramente te preguntes qué es esto del pixel binning, cómo funciona y los principales beneficios que proporciona esta técnica que nuestro móvil utiliza para mejorar la calidad general de nuestras tomas.
Qué es el pixel binning, el arma secreta de las cámaras de móviles
Antes que nada, debemos empezar con un poco de teoría. Los megapíxeles de una fotografía representan la cantidad de píxeles que la componen, y cuanto más alto sea este valor, más tamaño tendrá el resultado final. Eso sí, sin implicar que una foto de más megapíxeles sea siempre mejor, puesto que la calidad depende de muchos otros factores. Sin embargo, el crecimiento en la resolución de las cámaras de los móviles, ha hecho que estos millones de píxeles puedan servir para otro propósito.
Aquí surge el binning, el proceso mediante el cual se unen píxeles adyacentes de una imagen para crear un pixel mayor, o superpíxel. Ahora bien, esta técnica es muy útil debido a las altas resoluciones de los sensores actuales, y dependiendo de esta, estas unidades (los píxeles) se agrupan de diferente manera.
Por ejemplo, el reciente Samsung Galaxy S23 Ultra combina hasta 16 píxeles adyacentes, usando el sensor de 200MP, generando así una fotografía de 12,5MP. Otro ejemplo se da en los Pixel de Google, los Pixel 7 y Pixel 7 Pro agrupan los 50 megapíxeles en grupos de cuatro, devolviendo también una imagen de 12,5.
Es el momento en el que te estás preguntando... ¿Para qué perder esa cantidad de megapíxeles si la cámara puede hacer fotos en gran resolución? Pues aquí viene el quid de la cuestión, y es la utilidad y función del pixel binning.
El tamaño de los píxeles, crucial para captar luz
La respuesta corta y simple es esta: con el binning perdemos resolución pero ganamos luz, que es la principal responsable de la fotografía. Si buscas algo más avanzado, sigue leyendo.
Consultando la entrevista que tuvo Judd Heape, vicepresidente de productos de cámara (entre otros aspectos) y vídeo de Qualcomm, entenderemos mejor la ciencia de todo esto. Su respuesta hace énfasis en la sensibilidad de la luz y las limitaciones de espacio.
Los sensores de las cámaras de nuestros móviles tienen muchos píxeles, estos, a medida que crecen, mejoran los detalles de la fotografía, como ya sabemos. No obstante, también dificulta el rendimiento del sensor en condiciones de poca luz, por lo que el rango dinámico se ve comprometido.
Al agregar más píxeles, estos son más pequeños porque entran en el mismo espacio (que es limitado a día de hoy con la tecnología actual), y estas unidades de menor tamaño "no pueden captar tanta luz", explica el ejecutivo de Qualcomm.
El tamaño de los píxeles se mide en micrómetros (μm), por lo que podríamos decir que un sensor con píxeles de 1 μm toma menos luz que uno de 1,2μm. ¿Qué ocurre entonces? Pues que los fabricantes de cámaras toman varias medidas para combatir este problema.
Cuando el espacio sí importa
Uno de los remedios es utilizar la fotografía computacional, que une varias imágenes en una sola, conteniendo esta última datos de las anteriores. No es el único 'salvavidas' y es que es posible aumentar el tamaño del sensor.
Volvemos a Google para poner de ejemplo esta práctica. El Pixel 7 utiliza un sensor de 1/1,31 pulgadas para su cámara principal, por lo que los píxeles de este son de mayor tamaño y recogen más luz. Como todo en esta vida, tiene sus consecuencias: ahora el problema es el espacio.
Los ingenieros de Google debieron trabajar arduamente para diseñar su último móvil porque con este sensor de mayor tamaño, tuvieron que encontrar espacio para albergar el resto del hardware fotográfico. Esto se traduce en menos lugares disponibles para otras partes importantes, como la batería que ocupa la mayor parte del cuerpo. De aquí viene la característica protuberancia de la cámara de los Google Pixel.
Cómo funciona el pixel binning
Como hemos comentado anteriormente, el pixel binning forma "superpíxeles" anidando todos estos en uno solo. Al combinarlos, este superpíxel gana una mayor sensibilidad a la luz, producto de la suma de cada uno de los componentes. También entra en juego otro factor: la longitud de onda de la luz es recogida de diferentes maneras por cada píxel.
Por regla general, un 25% de los píxeles captan la luz roja, otro 25% la azul y el 50% restante la verde. Cuando nuestro móvil usa esta técnica, el ISP o procesador de señal de imagen (por sus siglas en inglés) permite entrar a conjuntos de cuatro (nueve o 16) píxeles adyacentes para obtener datos de imagen. Heape comenta que esto compensa el resultado bajando la resolución, pero incrementando la sensibilidad a la luz.
Igualmente, el rendimiento que da ampliar un sensor para que los píxeles sean de mayor tamaño, no se puede reproducir exactamente mediante el pixel binning, porque con esta unión se generan artefactos en la imagen. Afortunadamente, la Inteligencia Artificial ha ayudado en este terreno reduciendo esos artefactos al mínimo.
Así se aprovechan los cientos de megapíxeles, pero no es la única función
Aunque compensa en cierto modo la deficiencia de los sensores pequeños de los smartphones, que estos porten sensores que acumulan cientos de megapíxeles no solo benefician a las fotografías con más luz.
Y aquí dejamos de hablar de fotografía para pasar al vídeo. Los sensores más recientes permiten tareas que no son exclusivas a otros de mayor tamaño, como la grabación de vídeo en altas resoluciones. La era del 8K ha llegado y Samsung lo ha confirmado, pues los Galaxy S23 Ultra pueden grabar vídeo a esta resolución, algo que sería imposible si los sensores se hubiesen estancado en resoluciones menores (y aunque aumenten el tamaño de los píxeles, tampoco es posible).
Por otro lado, una mayor resolución nos acerca a los teleobjetivos, porque "en condiciones de iluminación adecuadas" podemos aprovechar las altas resoluciones para conseguir zoom digital de buena calidad.
No cabe duda de que el pixel binning ha sabido acompañar el crecimiento de la resolución, sacándole el máximo rendimiento y compensando el problema que supone tener unidades más pequeñas. Este "truco" lleva acompañándonos algunos años, y parece que perdurará durante más tiempo.
