El Huawei P30 Pro es el primer teléfono inteligente que utiliza el nuevo sensor Sony IMX650. Además de la resolución de 40 megapíxeles, este sensor también cuenta con un filtro de color RYYB. Huawei afirma que gracias a esto, el nuevo sensor es capaz de recolectar hasta el 40% de toda la luz. Pero, ¿qué es el filtro de color RYYB y en qué se diferencia de los que se encuentran en otros teléfonos inteligentes?
Para comprender cómo funciona el filtro RYYB, primero debemos comprender cómo funciona el filtro Bayer. Un filtro Bayer es una serie de filtros de color superpuestos sobre un sensor de imagen y lleva el nombre de Bryce Bayer, quien lo inventó.
La razón por la que necesitamos una variedad de filtros de color es porque el sensor de imagen, por diseño, solo es sensible a la luz y no al color. Dado que solo puede detectar y capturar luz, la imagen sin procesar del sensor de imagen digital es siempre en blanco y negro.
Para poder bloquear el color, necesitamos una variedad de filtros de color, como un filtro Bayer. Primero, otros filtros filtran la radiación ultravioleta e infrarroja. Tan pronto como la luz entrante se reduce al espectro visible, el filtro Bayer comienza a funcionar.
El filtro Bayer aplica un tinte de color encima de cada píxel. Entonces, una cuadrícula de 2×2 píxeles tendrá un píxel rojo, un píxel azul y dos píxeles verdes.
Hay razones para utilizar un filtro RGB. La visión humana es tricromática, lo que significa que es sensible principalmente a tres grupos de ondas de luz, que están en estrecha correspondencia con el rojo, el verde y el azul. Al explotar la superposición entre estas longitudes de onda, nuestros cerebros son capaces de interpretar “colores” (que en realidad no existen) y, junto con la información de luz recopilada por nuestras retinas, podemos ver. Nuestras cámaras están diseñadas para imitar nuestro sistema de visión tricromática.
El filtro Bayer coloca una lente roja, una azul y dos verdes en una cuadrícula de 2 × 2 píxeles en el sensor de imagen. Esto significa que la luz visible que pasa a través de la matriz se filtra con el color apropiado. El píxel debajo de la lente roja seguirá obteniendo una imagen en blanco y negro, pero con el rojo filtrado. Esto hará que todos los objetos rojos en el marco parezcan más brillantes para ese píxel a medida que se elimina esta información. Lo mismo ocurre con los píxeles azules y verdes.
Ahora tenemos una imagen que, debido a los filtros, tiene diferentes niveles de brillo para cada píxel. Para obtener colores verdaderos, necesitamos un proceso llamado demostración o linealización posterior a Bayer. Un algoritmo sofisticado, generalmente propiedad del fabricante de la cámara, ayuda a interpretar diferentes valores de color. Observa la información capturada por el píxel, así como los píxeles circundantes, y determina qué valor de color asignar a ese píxel. La calidad de este algoritmo determina qué tan precisos serán los colores en la imagen final.
Además, la imagen digital sin procesar del sensor siempre es en blanco y negro. Vemos colores solo porque la imagen ha sido procesada por el algoritmo de linealización posterior a Bayer. Cuando abrimos un archivo RAW sin procesar en un editor de fotos como Adobe Photoshop, la aplicación utiliza su propio algoritmo de tamaño de demostración para generar colores, por lo que diferentes aplicaciones crearán colores ligeramente diferentes para los archivos RAW.
Una vez que se completa el proceso de demozaking, la imagen está lista para su procesamiento posterior, donde se ajustan cosas como la exposición, el contraste, las sombras, el balance de blancos, el ruido y la nitidez para obtener la imagen final.
Volviendo a los filtros, el filtro Bayer usa una matriz RGGB. Como se mencionó anteriormente, se asemeja más a la forma en que funcionan nuestros ojos. En cuanto a por qué hay dos píxeles verdes, esto se debe a que el verde está en el centro de la gama de colores visibles y nuestros ojos son más sensibles a él. El canal verde también actúa como brillo, y es posible que haya notado que ajustar el nivel de verde en una imagen afecta no solo al color sino también al brillo general de la imagen.
Sin embargo, el filtro de Bayer ha tenido alternativas durante mucho tiempo. CYM o CYYM es uno de ellos, y el filtro aquí consiste en cian, amarillo y magenta. La ventaja del filtro CYYM es que permite que pase más luz al sensor. Como sugiere el nombre, un filtro Bayer es un filtro, por lo que filtra o elimina parte de la luz. Además, dado que solo la mitad de los píxeles del sensor reciben luz verde y un cuarto rojo y azul, nunca podrá obtener la resolución prometida por este sensor. El sensor CYYM, con su mayor transmitancia de luz, ha sido diseñado para eludir este patrón complejo y, en teoría, es capaz de ofrecer una resolución mucho más alta para el mismo número de píxeles.
Sin embargo, resulta que obtener una imagen natural de un sensor CYYM no es fácil y requiere un algoritmo de demostración mucho más complejo que RGGB. Debido a esto, nunca ganó popularidad, y las cámaras con un filtro CYYM siguen siendo una rareza, y en el pasado reciente no estaban en absoluto en el mercado.
Aquí es donde el sensor RYYB del Huawei P30 Pro viene al rescate. Los ingenieros utilizaron los conocidos canales rojo y azul, pero reemplazaron los dos verdes por dos amarillos. Esto permite que el sensor capture incluso más luz que con los filtros verdes, al menos en teoría.
Por supuesto, todavía existe el problema de las demostraciones, pero con los avances en esta área, así como el uso de inteligencia artificial que analiza el contenido de la imagen, ahora es posible identificar correctamente los colores incluso sin un canal verde dedicado.
Por supuesto, la efectividad de este método en comparación con el RGGB estándar no se puede probar ni verificar fácilmente, por lo que por ahora solo podemos confiar en la palabra de Huawei. Pero ciertamente es una solución interesante para mejorar la calidad de la imagen en condiciones de poca luz y quizás la razón por la que el teléfono inteligente chino es capaz de producir fotos tan impresionantes con poca luz.
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