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La cámara de mi móvil tiene Pixel Binning, ¿cómo puedo sacarle el máximo partido?

Xiaomi Mi Note 10 Pro

08/02/2020 - 08:15

El pixel binning ha forzado la llegada de nuevos móviles equipados con sensores de hasta 108 Mpx que, tras agruparlos en matrices de 4x4, ofrecen una resolución de 27 Mpx. Usamos un Xiaomi Mi Note 10 Pro para poner a prueba el pixel binning y descubrir si realmente se aprecia la diferencia al usar el modo predeterminado de disparo con pixel binning o aprovechar los 108 Mpx de su sensor.

El pixel binning es una de las opciones fotográficas de moda entre los smartphones que se vienen presentado desde el último trimestre de 2019. Esta técnica de fotografía computerizada ha forzado la aparición de móviles con sensores fotográficos enormes de hasta 108 megapíxeles.

El aumento en las resoluciones de los sensores ha traído consigo viejos mantras que creíamos olvidados. Son aquellos que afirmaban que una cámara con más megapíxeles hace mejores fotos. ¿Es realmente cierta esta afirmación, o la presencia de tantos megapíxeles solo está justificada por el pixel binning? Nos disponemos a descubrirlo basándonos en nuestras propias pruebas.

Para comprobar si el pixel binning marca la diferencia vamos a utilizar un Xiaomi Mi Note 10 Pro, el último móvil que ha presentado Xiaomi en España, que integra uno de los primeros sensores de 108 megapíxeles que han llegado al mercado. 

Pixel binning a prueba: ¿realmente se aprecia la diferencia?

Hablamos de un sensor Samsung ISOCELL Bright HMX de 1/1.33 pulgadas y 108 megapíxeles con un tamaño de píxeles de 0.8 μm. Xiaomi ha equipado un estabilizador óptico en este sensor y le ha colocado delante ocho lentes que conducen la luz hasta el sensor dejando una amplia apertura de f/1.69. En definitiva, el equipamiento del Xiaomi Mi Note 10 Pro cuenta con las especificaciones perfectas para comprobar si el pixel binning es tan decisivo como nos cuentan.

La cámara principal del Xiaomi Mi Note 10 Pro utiliza el agrupamiento de píxeles como modo de disparo por defecto en el modo Foto, mientras que para disparar fotos con la resolución completa del sensor será necesario seleccionar el modo 108 en los ajustes de la cámara.

Esto significa que, cuando se dispara en modo automático, el móvil aplica el pixel binning de forma predeterminada. ¿Implica eso que el pixel binning se ha convertido en la forma más rápida y sencilla de obtener buenas fotos, o sería más adecuado aprovechar la máxima resolución del sensor?  

Xiaomi Mi Note 10 Pro

Xiaomi ha sido pionera integrando un sensor de estas características en la configuración en su cámara principal, pero la marca china no será la única que utilice un esquema similar.

Aunque cada smartphone que se presente a lo largo del año pueda incluir sus propios ajustes y opciones de cámara, durante 2020 veremos decenas de modelos con características similares a las de este Xiaomi Mi Note 10 Pro, por lo que nuestras conclusiones sobre los casos de uso del pixel binning también serán aplicables a otros móviles que vayan presentándose.

¿Qué es Pixel binning?

En los últimos meses no han dejado de presentarse móviles que incluyen el pixel binning como una de sus características principales a la hora de hacer mejores fotos. Pero ¿qué es realmente el Pixel binning que tan popular se está haciendo en la fotografía con el móvil?

El pixel binning no es más que el agrupamiento de píxeles de un sensor (también llamados fotositos), de forma que cuatro fotositos adyacentes se unen para formar un único superpíxel que contendrá toda la información lumínica recogida por los cuatro píxeles que lo forman.

Escucha"Episodio #40: Pixel Binning - ¿Qué es... ? Con Rubén Andrés Barbero" en Spreaker.

La teoría dice que, de ese modo, se aumenta la cantidad de luz disponible para que el procesador de imagen (ISP) genere una foto con un mayor rango dinámico y menor presencia de ruido.

Dicho de otro modo, las fotos hechas con un móvil que utilice el pixel binning en su cámara tendrá una mayor cantidad de tonos de color al tomar fotos en buenas condiciones de luz, y una menor presencia de ruido cuando las condiciones de luz de la escena no son las mejores.

Xiaomi Mi Note 10 Pro

No obstante, dado que la técnica de pixel binning se basa en el uso de algoritmos para agrupamiento de píxeles, la eficiencia de sus resultados depende de la implementación de esos algoritmos que hagan los fabricantes y de la calidad de sus sensores.

Pixel binning

En lo referente a los sensores, dado que al hacer el agrupamiento el recuento de píxeles se divide entre cuatro como cuenta cambridge colour, los fabricantes necesitan utilizar sensores de alta densidad de píxeles para que el tamaño de las fotos obtenidas con esta técnica no sea del tamaño de un sello de correos. En la imagen anterior vemos el ejemplo de un sensor quad bayer de 48 Mpx.

Como vemos, y en resumen, el agrupamiento de píxeles se lleva a cabo uniendo cuatro fotositos bajo el mismo filtro de color, creando un patrón Quad Bayer para optimizar la captación de esas frecuencias de luz, es decir, esos colores.

Xiaomi Mi Note 10 Pro

Por este motivo, los móviles que utilizan pixel binning en el procesado de sus fotos integran sensores de 48 Mpx, 64 Mpx e incluso 108 megapíxeles. Tras agrupar los píxeles, estos móviles obtienen fotos con unas resoluciones de 12, 16 ó 27 megapíxeles respectivamente, resolución que las deja al mismo nivel que los smartphones que no utilizan estas técnicas de agrupamiento, pero con una hipotética mejora en su calidad general.

Xiaomi Mi Note 10 Pro

La resolución que nos anuncian NO es lo importante

El sentido común nos puede llevar, en el caso que nos toca, a pensar que una foto de 108 megapíxeles será más nítida que una de 27 megapíxeles por mucho pixel binning que se le aplique.

A modo de regla nemotécnica os comentamos que la resolución anunciada de 48 Mpx en adelante, divídela entre cuatro y obtendrás la resolución de fotografías en formato 4:3 que por defecto obtendrás con pixel binning.

En algunos casos puntuales en los que la iluminación acompaña puede llegar a apreciarse una ligera mejora en la que tener usar todos y cada uno de los fotositos del sensor dará cierta ventaja al observar las fotos con detalle. Esta ventaja de usar los 108 megapíxeles del sensor frente a los 27 megapíxeles tras el procesado con pixel binning se aprecia sobre todo en escenas a pleno sol.

Pixel binning Xiaomi Mi Note 10 Pro

Huelga decir que, al revisar las fotos en una pantalla AMOLED y con soporte HDR como la que monta el Xiaomi Mi Note 10 Pro con el que hemos hecho las pruebas todas las fotos se ven perfectamente y apenas se aprecian diferencias dado el tamaño de sus píxeles, por lo que será necesario inspeccionarlas con más detalle en el monitor de un ordenador para apreciar los detalles. Desde este enlace puedes descargar todas las muestras que hemos utilizado en esta prueba para revisarlas.

Bajo estas condiciones favorables de luz, un sensor de estas características no tiene problema en definir perfectamente las líneas de las fotos aportando una excelente nitidez. Pero, ¿y cómo se comportan las fotos con pixel binning?

Pixel binning
Pixel binning

Pues con buenas condiciones de luz apenas se aprecian diferencias destacables en lo que a nitidez se refiere, haciendo prácticamente imposible diferenciar cuál de las muestras es la de 108 megapíxeles y cuál es la de 27 megapíxeles con el procesado de pixel binning sin no se miran los datos EXIF de la foto.

En lo único que únicamente se aprecian diferencias entre ambos archivos es en su peso y que, en algunas de las muestras se aprecia una ligera mejoría en el rango dinámico de la foto, haciendo que las sombras se ablanden revelando algo más de información. Aún así, las diferencias entre la muestra de 108 Mpx y la de 27 Mpx resultante del pixel binning que se aplica por defecto son mínimas.

Pixel binning

Entonces, ¿qué aporta un sensor con tanta resolución? Además de permitir el procesado del pixel binning, un sensor con una resolución tan grande permite incorporar mucha más información que puede ser utilizada para reencuadrar las fotos y recortarlas. a posteriori, hasta cierto nivel sin que se pierda demasiada calidad en el proceso.

Pixel binning Xiaomi Mi Note 10 Pro

Esto es especialmente útil cuando un smartphone no dispone de lentes telefoto que permitan obtener un zoom óptico. Sin embargo, cuando el móvil ya cuenta con una lente especialmente dedicada a esta función, como es el caso del Xiaomi Mi Note 10 Pro, el uso de un sensor tan grande para llevar a cabo ampliaciones ya no tiene tanto sentido ya que, aunque es cierto que las lentes telefoto acostumbran a ser menos luminosas, con buenas condiciones de luz ofrecen resultados más que dignos en términos de nitidez.

Escucha"Episodio #2: Zoom óptico - ¿Qué es... ? Con Rubén Andrés Barbero" en Spreaker.

Hacer el recorte de una determinada zona de una fotografía para crear una nueva foto ampliada de esa zona es lo que se conoce como zoom digital, mientras que utilizar una serie de lentes dispuestas con una determinada distancia focal del sensor para obtener una imagen ampliada es lo que se conoce como zoom óptico.

En este caso nos encontramos ante el eterno dilema de zoom digital contra zoom óptico. En base a nuestras pruebas, los mejores resultados para obtener un punto de vista más cercano de un objeto es usar la lente zoom x5 estabilizada que incluye el Mi Note 10 Pro para obtener un zoom óptico.

Xiaomi Mi Note 10 Pro

Haciendo fotos a pleno sol con la lente telefoto hemos obtenido unas fotos más nítidas y detalladas ya que, al hacerse mediante lentes estabilizadas, toda la información que se incluye se encuentra sin alterar. Además, al realizar el zoom de forma óptica se mejora la precisión al enfocar directamente sobre la pantalla, mientras que el estabilizador evita que la foto quede movida y ayuda a obtener mayor nitidez. 

Cabe destacar que esta mejora en la nitidez solo se muestra al utilizar el zoom óptico, que en el caso del Xiaomi Mi Note 10 Pro se establece en un zoom 5x, ya que al usar a alguno de los pasos intermedios (zoom 3X, zoom 4X, etc.) lo que realmente se está aplicando es un zoom digital y, por tanto, un recorte en la imagen que produce una cierta pérdida de calidad y nitidez.

En cambio, si el smartphone no cuenta con una lente específicamente dedicada a esta tarea, contar con un sensor de 108 megapíxeles como el que tenemos entre manos sí aporta algunos beneficios a la hora de obtener ampliaciones de mejor calidad con respecto a una foto que ya ha sido procesada con pixel binning ya que, como puedes ver en el ejemplo que aparece a continuación, la nitidez queda muy afectada tras el agrupamiento de píxeles.

Pixel binning Xiaomi Mi Note 10 Pro

La principal baza de las fotos obtenidas con el sensor de 108 megapíxeles frente a las procesadas con pixel binning es su mayor resolución. Esto hace que, tras aplicarle un recorte, la foto que antes era de 108 megapíxeles todavía conserve una buena resolución y pueda ser usable con una cierta calidad.

En cambio, una foto con 27 megapíxeles como las que genera por defecto la cámara del Mi Note 10 Pro soporta peor el recorte ya que su densidad de píxeles cae en picado tras el agrupamiento de píxeles.

¿Cuándo es mejor usar pixel binning en una foto y por qué viene por defecto activo?

Hemos visto que, en escenas a pleno sol o con condiciones de luz muy favorables, apenas hay diferencia al usar el sensor completo de 108 megapíxeles o el procesado con pixel binning. Entonces, ¿cuándo es recomendable usar pixel binning para hacer una foto?

La teoría nos dice que la mayor capacidad para captar luz y de ofrecer un mayor rango dinámico que proporciona el agrupamiento de píxeles lo convierte en la herramienta perfecta para obtener buenas fotos en escenas nocturnas y con poca luz. Nuestras pruebas (descarga las muestras) respaldan esa teoría.

Xiaomi Mi Note 10 Pro

El beneficio más inmediato y evidente al usar el pixel binning ante una escena con poca luz es la reducción de ruido en las fotos.

El ruido en las fotos aparece cuando el sensor no es capaz de captar la suficiente luz para obtener una buena exposición manteniendo un tiempo de obturación lo suficientemente corto como para que la foto no quede movida. Para que la foto no quede oscura, lo que hace es subir la sensibilidad ISO, lo cual aumenta la relación señal ruido generando fotos con esa especie de grano de colores conocido como ruido de imagen.

Al agrupar los píxeles del sensor se obtiene mayor cantidad de información de luz, por lo que la cámara puede mantener la sensibilidad ISO en unos valores más contenidos, lo cual frena la aparición del ruido.

Otro de los beneficios apreciables al usar el pixel binning en fotos nocturnas es la mejora en el rango dinámico de las fotos.

El aspecto donde más destaca es en el control de luces altas donde usar el sensor completo no muestra más que una zona completamente blanca en los puntos más iluminados (como una ventana, por ejemplo), mientras que en la misma escena, usando zoom 1x, se obtiene más detalle equilibrando el exceso de luz en ese punto y manteniendo la exposición del resto de la foto.

Pixel binning Xiaomi Mi Note 10 Pro

El pixel binning también ofrece resultados más nítidos de noche, aunque en este caso se trata de un truco de postprocesado en el que se afilan los bordes de los objetos sobreenfocando la imagen, lo cual aporta una mayor sensación de nitidez al conjunto.

Pixel binning

La fotografía por defecto, con pixel binning, también puede usarse como complemento al HDR cuando se toman fotos a plena luz del día o con buena iluminación ya que el mayor rango dinámico puede conseguir levantar ligeramente algunas sombras.

Pixel binning Xiaomi Mi Note 10 Pro

No obstante, en estas condiciones de buena luz, ni el resultado es siempre apreciable con respecto al HDR convencional de la cámara, ni en cuanto a nitidez con respecto a una foto utilizando toda la resolución del sensor.

Casos en los que es mejor usar el modo de resolución completa

Ya hemos visto que el pixel binning ofrece importantes mejoras en las escenas nocturnas o con poca luz. Cuando las condiciones de luz son favorables llega el momento de darle una oportunidad al sensor principal y utilizar su resolución para obtener más detalle en tus fotos, compruébalo por ti mismo.

El momento oportuno para aprovechar toda la resolución de este sensor es cuando no existen sombras muy duras y la escena está llena de detalles que merecen la pena ser capturados.

Xiaomi Mi Note 10 Pro

La foto de un paisaje, una foto de grupo en exteriores o fotografía callejera pueden ser excelentes ejemplos en los que merece la pena sacar provecho de los 108 megapíxeles que ofrece el sensor principal del Xiaomi Mi Note 10 Pro. Su excelente resolución aportará una gran definición a las fotos, al tiempo que las funciones HDR de la cámara proporcionarán un equilibrio en las luces compensando el rango dinámico y el balance de colores, como podemos ver en esta prueba:

Pixel binning

La combinación de ambas tecnologías proporcionará una foto con una gran densidad de píxeles que podrás reencuadrar y editar fácilmente manteniendo una excelente calidad de imagen.

Es posible que uno de los argumentos que puedan darse en contra de la utilización de la resolución completa es que los archivos jpg resultantes son mucho más pesados que los procesados con pixel binning de 27 megapíxeles. Aquí podemos ver por ejemplo el detalle de la cadena y cómo con 108 Mpx se muestra a plena luz una mayor definición:

Pixel binning

Dado que la información y el procesado de cada foto es distinto, en este aspecto nos hemos encontrado resultados dispares aunque, por lo general, el archivo que se genera por defecto con pixel binning siempre ha sido más ligero salvo algunas excepciones en las que el procesado ha aumentado el peso del archivo

Tipo de imagen 12.032 x 9.024 px (108 Mpx)  6.016 x 4.512 px (27 Mpx con Pixel binning)
Exterior / Día 25,4 MB 14,9 MB
Interior / Iluminado 24,5 MB 15,2 MB
Exterior / Noche 8,16 MB 10 MB
Exterior / Día / Macro 9,42 MB 10,7 MB
Interior / Macro 11,4 MB 13,3 MB

El peso obtenido por los archivos de 27 megapíxeles es, de media, solo un 40% más ligero que los generados al usar la resolución completa del sensor. Esto tal vez te genere la pregunta del porqué no es una cuarta parte de su tamaño dado que la resolución sí lo es. El motivo es muy sencillo de explicar:

Aunque el pixel binning agrupe los píxeles de cuatro en cuatro para crear un súper píxel, lo cual reduce la resolución de la imagen a un cuarto de la inicial, se mantiene prácticamente la misma cantidad de información que cuando se utilizar la resolución completa ya que todos los fotositos del sensor están haciendo su trabajo exactamente igual.

Es más, dado el procesado adicional que necesita el pixel binning para mejorar su calidad en escenas nocturnas, algunas de las fotos generadas con el modo de disparo predeterminado son ligeramente más pesadas de las generadas con la resolución completa del sensor.

Pixel binning supone una mejora, pero no en todos los escenarios

El hecho de que la cámara del Xiaomi Mi Note 10 Pro utilice el pixel binning como procesado por defecto es un indicador de las ventajas que ofrece este modo con respecto a disparar a resolución completa.

Pixel binning ofrece una mejor calidad en escenas con luz escasa y proporciona un mejor equilibrio de luces en escenas a pleno sol. Es cierto que en este último escenario sacrifica algo de nitidez, pero será inapreciable cuando esas fotos van compartirse en redes sociales u otros medios digitales.

Xiaomi Mi Note 10 Pro

El uso del pixel binning se hace casi imprescindible en fotos nocturnas o con mala iluminación, y es ahí donde esta tecnología saca músculo para demostrar su potencia. Los resultados hablan por sí solos y evidencian un mejor control del ruido y la nitidez de las fotos.

La teoría de que el sensor de 108 megapíxeles permite aplicar recortes más agresivos a las imágenes para hacer zoom puede quedar en entredicho ante la presencia de una lente telefoto como es el caso del Xiaomi Mi Note 10 Pro que estamos utilizando. En ese caso y con buena luz, se obtienen resultados más precisos utilizando una lente específicamente diseñada para ello que mediante el recorte de una foto de 108 megapíxeles.

Xiaomi Mi Note 10 Pro

Las resoluciones con centenares de megapíxeles tienen sentido cuando el smartphone no equipa un zoom generoso. En esos casos se puede aprovechar la resolución completa del sensor para aplicar un recorte y ampliar o reencuadrar una fotografía sin perder calidad.

Tras esta prueba nos reafirmamos en nuestra creencia de que un sensor con más megapíxeles no es mejor que otro por el simple hecho de tener más píxeles, sino por el uso que el procesador de imagen haga de esos píxeles.

El único propósito que justifica montar un sensor con centenares de millones de píxeles es poder agruparlos, tener la opción de procesar toda esa información para mejorar la imagen original y entregar un archivo jpg equilibrado y con una resolución que puedas utilizar para un amplio rango de aplicaciones.

De lo contrario, para lo único que te servirán 108 megapíxeles será para crear impresiones de gran formato que bien podrían cubrir completamente la fachada de tu casa. Algo que el 99,99% de los usuarios de smartphones nunca harán.