京东6.18大促主会场领京享红包更优惠

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 7107|回复: 0

手机拍照的底蕴?4800万或更高像素的摄像头有意义吗?

[复制链接]

6

主题

0

回帖

10

积分

新手上路

积分
10
发表于 2019-5-10 21:49:20 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国
点击上方电脑爱好者关注我们
( N5 D4 S. z7 {- h( i“像素”是衡量手机摄像头素质的基本参数之一。步入2019年后,越来越多的新品纷纷武装4800万像素摄像头,较主流的1200万像素足足提升了四倍。那么,更高像素是否代表更好的成像质量?同样是4800万像素的摄像头,又该如何分出高下呢?) h1 {; o5 i7 b) M* T1 B0 }

. j  |) q  p3 p: j- p: |超高像素并不稀奇& k  l1 s' @6 b* m' E% q. a
继华为P20 Pro在2018年初带来4000万像素摄像头(索尼IMX600传感器)之后,华为nova4、荣耀V20、红米Note 7/Pro、魅族Note9、魅族16s、Nokia X71、vivo X27、OPPO Reno、联想Z6 Pro等产品又先后武装了破天荒的4800万像素摄像头,价格覆盖从999元到4xxx元整个价位区间。1 k+ G* y" Y1 v1 s/ }

/ j9 d4 ~8 T- n- S, s看到这里,相信不少小盆友已经难掩心中的激动,并惊呼“智能手机镜头像素终于超过绝大多数数码相机啦!”
# B2 e7 i( L# T. a实际上,早在2012年,手机圈就已经出现超过4000万像素的摄像头了。) a7 w/ R/ A" ~
没错,它就是诺基亚808 PureView,一款用上了高达4100万像素卡尔蔡司镜头和像素超采样技术的拍照旗舰(前照式FSI传感器、传感器尺寸1/1.2英寸、F/2.4光圈)。2013年,诺基亚又带来了Lumia 1020(背照式BSI传感器、传感器尺寸1/1.5英寸、F/2.2光圈),在Windows Phone 8系统、Nokia Procam APP、第二代OIS光学防抖和支持专业参数调节等特性的帮助下,其拍照能力在当年更是冠绝群雄。4 K" _( _1 `8 m( O* c
) o4 I1 z  v# s. E- w9 e9 b
需要注意的是,无论808PureView还是Lumia1020,由于传感器像素分割等原因,它们的摄像头所主打的“4100万像素”只是理论值,在拍摄4:3比例照片时最多硬件直出3800万像素,而拍摄16:9比例照片时分辨率则会进一步降低到3400万像素。而为了照顾Lumia1020默认较小的存储空间和方便社交软件分享照片,在相机APP中还可选择仅以500万像素模式拍照。6 j3 o1 P" b2 Q) s' H+ l

  ^! f8 V. W6 J- ]7 x: J可能有童鞋会问了,为何直到Lumia1020发布的5年后,Android手机领域才刚刚出现重新猎装4000万像素摄像头的手机呢?为何5年间智能手机的摄像头像素值都在1200万像素~2400万像素之间徘徊?
7 r2 r: ~7 m7 B  i& A摄像头的军备竞赛
0 w- d( Z, z( R1 B" Y  E8 `' w8 y这个问题取决于很多方面。
; S" F& V" @' D$ i; ^3 U首先,一款手机能用上多高像素的摄像头,取决于处理器以及ISP(图像处理器)的性能。想当年,808PureView预装的还是塞班系统,诺基亚是依靠一颗来自博通定制的ISP获得了驱动4100万像素蔡司镜头的能力。到了Lumia1020,这款产品是诺基亚联合微软(WP8系统层面)和高通,重写了MSM8960处理器的整个图像处理堆栈才为之赋予了驾驭4100万像素摄像头的力量。+ f: q# a: ]1 \9 k8 y: z$ N
+ o0 f+ d; w3 N  ]$ d( c
到了刚刚上市的Nokia 9 PureView,这款手机内置5个摄像头,它们都是来自索尼旗下的IMX386传感器。考虑到骁龙845内置的ISP不足以驱动如此多的镜头,所以HMD为Nokia 9 PureView准备了一颗来自Light的协处理器,并联合谷歌开发出了一套成熟的合成算法,弥补了骁龙845内置ISP性能不足的尴尬。6 j' _2 l! `7 S5 ~, q9 e
+ c- B# R0 x: F$ u0 c0 Q; N
另一方面,是消费者已逐渐学会了理性看待摄像头像素这一参数指标。在Android手机领域,其后置摄像头(主摄)的像素曾经历过从320万→500万→800万→1200万→1300万→1600万→2000万→2400万像素的军备竞赛,但如今绝大多数旗舰手机的像素值却都锁定在了1200万像素。原因就是大家都很清楚——像素高并不代表成像好。4 U9 G8 g$ y3 Y0 `
3 P, T6 B3 P  O+ A6 F3 k+ |
原因很简单,影响手机拍照性能的“核心参数”是CMOS传感器(涉及传感器尺寸、单个像素感光面积和对焦技术)、镜头玻璃、ISP性能、光圈大小和软硬结合的后期成像算法优化。) K3 l5 ?3 ^, g+ {0 P) g
因此,去年旗舰级手机大都主打IMX380或IMX363这一级别的1200万像素传感器,并增加了AI场景识别和手持夜景等特殊功能。- b) F$ `( T( Y' l; F9 M
但是,如今哪怕是千元手机都在相机方面引入了所谓“AI”特性(如AI美颜、AI场景识别、AI人像等),绝大多数产品又站在了同一条起跑线上。此外,随着新一代SoC(如骁龙855)的上市,以及主流价位手机的存储空间基本都达到了64GB起步,eMMC5.1和UFS闪存也有效解决了超大像素照片存储延时的问题,这些都为更高像素摄像头的崛起奠定了基础。
( p# f) d" r& V0 W1 h" {, l虽然像素值说明不了什么问题,但这也仅限于理性的分析。毕竟更高的像素,是一个非常好的营销卖点。而当营销卖点与绝对实力划上等号之际,便能成就经典。
$ C& Z) V1 B0 ?8 z: T1 T于是,就有了索尼IMX600传感器,而它也成就了华为P20 Pro、Mate 20 Pro和Mate 20X在拍照领域的赫赫威名。( W6 ], V6 O5 r+ i% r

% m; o- {# _4 R: o/ WIMX600拥有4000万像素,这颗传感器的尺寸达到了1/1.73英寸,远远大于手机CMOS领域主流的1/2.x英寸。大家都听说过“底大一层压死人”的说法吧?而这里的“底”指的就是传感器尺寸这个参数,传感器尺寸越大意味着相机在拍摄时能接收到的光线也就越多,在暗光下的拍照表现也就越趋于完美。
' U0 s# q; b5 c9 u5 d+ U0 ^此外,IMX600的单个像素感光面积虽然只有1.12微米(μm),但IMX600却能通过QuadBayer四合一阵列的方式实现等效2.0微米像素密度,而这个指标已然超越了所有手机专用的CMOS传感器,哪怕是口碑极佳的IMX380(用于华为P20,魅族16系列)单个像素感光面积也只有1.55微米而已。( X  a" v0 C' j
可以说,华为P20 Pro唤醒了消费者对更高像素摄像头的期待,只是它高昂的售价很难让普通用户得以尝鲜。
# G1 I2 \: s( m' x$ h( Z  x因此,2018年底和2019年初陆续上市的多款武装4800万像素摄像头且定位主流的手机,就受到了更多用户的关注。
0 n% @. `; l( }( M$ R) s3 |问题又来了,众多新品的主摄都是4800万像素,但像素值相同的背后还有什么不同?
; w, I/ P( g' W, @2 K  a/ Q( X' e来自传感器层面的较量
: a, f& t1 c% lOPPO Reno、vivo X27(高配版)、魅族16s、华为nova 4、荣耀V20、红米Note 7 Pro后置主摄的传感器是来自索尼旗下的IMX586,而红米Note7、联想Z6 Pro、Nokia X71等产品后置主摄传感器则来自三星旗下的ISOCELL GM1,这两颗传感器都具备4800万个物理像素点,所以理论上都符合“4800万摄像头”的定义。但是,由于底层结构的不同,IMX586和ISOCELL GM1却又有着非常大的差异。8 X4 Q4 P/ l- l: y5 G; s9 N/ Y6 o

# B( n* p' X/ N9 E0 U6 g6 e简单来说,索尼IMX586和三星ISOCELL GM1的传感器尺寸都是1/2.0英,单个像素感光面积都是0.8微米。由于它们都将Quad Bayer阵列扩大到了4×4,并且以2×2的方式将RGB相邻排列,所以通过四合一像素聚合技术可以实现等效1.6微米的单个像素感光面积,同样超越了口碑极佳的IMX380。
5 G5 h" ?: F8 l$ e5 m( y
7 }" p5 j6 B8 a9 d# v+ S( E
2 E8 Q+ F, d" k% y& Q) v2 `; }- F; w但是,从底层的结构来看,三星ISOCELLGM1是让4个0.8微米的小单位像素“共用”1个滤色片,从而组成1个1.6微米的大单位像素来识别同一种颜色。
2 Q$ S: g: i" l9 j/ q, Y) I, e% ?
, ]# [1 v, y& @; F& }索尼IMX586则是让4个0.8微米的小单位像素“各用”1个相同颜色的滤色片,同样可以组成1个1.6微米的大单位像素。而上面的“共用”和“各用”,就决定了两款传感器在直出4800万像素照片时的不同。$ D! J) e; u1 H6 O
2 u7 Z* C+ t$ Q2 [
以IMX586为例,在使用搭载这个传感器的手机拍照的时候,QuadBayer 阵列会让每一个像素点就近计算周围的颜色,并且通过独立的信号处理变换像素结构,从而实时输出4800万像素的高清照片。三星ISOCELL GM1虽然也将Quad Bayer阵列扩大到了4×4,但是它每个2×2阵列都只能识别同样的颜色,并且只能一起输出数据。
9 R5 ?7 }9 F3 h  w0 ~: C7 J换句话说,索尼IMX586是真正传统定义的4800万像素摄像头(传感器),它能硬件实现4800万像素的照片“直出”。三星ISOCELLGM1虽然顶着4800万像素摄像头的光环,但它本质上却还是1200万像素传感器,想“直出”4800万像素的照片只能通过插值算法实现,而这也是为什么以骁龙660的ISP性能就能完美驱动有着4800万像素称号的ISOCELL GM1的原因之一。
! p4 n7 \6 x  _; J& l! J
& j6 U& j' n0 J) E  M6 h- ^) ?提到“插值算法”,相信不少读者会联想起不少手机品牌曾主打的所谓“超清画质”功能,比如用普通的1300万像素感光元件拍出了5000万像素画质的照片。这类功能大都是通过““复制像素的方式来增多像素”或“拍摄更多真实像素来合成”的方式合成一张超高分辨率的照片,照片大小也由原来的3MB左右一下猛增到8MB至10MB。9 J2 f: O5 c7 G6 J: Y' z  w# Z
和这些通过软件手段实现的插值算法相比,三星ISOCELL GM1是源于传感器的“硬件级”插值算法,无论是处理速度还是最终的合成效果都要远远优于前者。) O: e: [3 Z: I, H7 H4 O/ v% ?
理性看待超高像素摄像头
4 q* L) I3 f* H看到这里,相信又有不少童鞋会问了,索尼IMX586和三星ISOCELL GM1的像素值都达到了4800万像素,那它们是不是比只有4000万像素的IMX600拍照效果还要好?
4 u# P, b/ r- e; V- A  V0 l答案自然是否定的。虽然IMX600传感器的像素值略低一点,但它无论是传感器尺寸(1/1.73)、单个/等效单个像素感光面积(1.12微米/2微米)等核心参数都远远高于IMX586和GM1,像IMX586只能算是IMX600的“简化版”。因此,对于喜欢拍照但却预算有限的朋友来说,降价后的华为P20 Pro要比很多新品更值得选。
* l, p- H9 S( w" g7 C* [索尼IMX586和三星ISOCELL GM1最大的竞争对手,应该是索尼过去次旗舰级别的IMX380。理论上,这三个传感器的性能排行是IMX586>ISOCELL GM1>IMX380,但想要充分挖掘IMX586和GM1的潜力,需要手机厂商为其准备更大的光圈,并在相机APP成像算法上加以优化,否则依旧难以撼动IMX380的历史地位。9 ~, X, \9 f' l- Q+ x/ \
传感器迎来高感光时代
2 Y2 l4 J6 z1 D, U% M华为最新推出的P30系列将CMOS升级到了华为和索尼联合开发的IMX650,虽然它的像素值和我们熟悉的IMX600相同都是4000万像素,但IMX650却使用RYYB滤镜取代了传统的RGGB滤镜,从而让进光量提升了40%、最高感光度更是达到了ISO409600,在纯黑环境下只要有一丝光亮就能捕捉足够多的细节。, A9 j, G' d% y

' q$ s2 G5 u8 B& D. Q! }) [0 ^2 e  q5 ?7 M- M/ x
/ L: L( Y& k$ D+ S/ a1 Y& o
据悉,即将上市的荣耀20也将改用RYYB滤镜的IMX586传感器,进一步提升其暗光下的拍照能力。只是,RYYB较RGGB滤镜,容易出现偏色问题,需要成像算法的不断调校和优化,这也是需要我们留心的地方。
% V9 Z0 I6 M# H% i( w6400万像素即将来袭
9 k* Z* A  }- ~/ z' E0 X6 e* q# M据悉,三星即将推出6400万像素的ISOCELL Bright GW1传感器,这已经逼近人眼的HDR动态范围了。GW1和4800万像素的GM1一样都使用了像素合并Tetracell技术和重镶嵌算法,光线好的状态下可以拍出6400万像素的图像,弱光环境下则是1600万像素,4合1像素提高感光能力,处理方式跟现在的4800万像素传感器是一样的。此外,GW1还支持高达100DB的HDR高动态范围、DCG双转换增益技术、480fps慢动作视频拍摄。
0 y. p  N8 E" S; s
2 Z! y. i9 ^3 i% b同时,三星4800万像素的GM1也将迎来升级版——ISOCELL GM2,虽然它的像素值不变,但却支持DCG及SuperPD对焦技术。
6 ~5 L: K( _- O8 g需要注意的是,和GM1一样,三星GW1同样不支持6400万像素的照片直出,其本质上只是一颗拥有等效1.6微米大单位像素的1600万像素摄像头。
" D& Y; ]0 K) w. K: O8 s& R' k总之,摄像头的像素肯定是越高越好,但更高像素并不等于更好的性能。未来,基于传感器层面的定制,将成为衡量手机厂商技术实力的表现舞台,而基于相机APP和背后算法的优化,也是各个手机厂商不断努力的方向——相同的传感器,谁算法更好,谁的效果就更棒。* T% H- J2 k% K5 D
( o2 d8 R2 Y1 k  [  a- [/ f
来源:http://www.yidianzixun.com/article/0LxhvbRw# C: J& w; S, s- E& d& A: t7 \% v
免责声明:如果侵犯了您的权益,请联系站长,我们会及时删除侵权内容,谢谢合作!

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册

×

帖子地址: 

梦想之都-俊月星空 优酷自频道欢迎您 http://i.youku.com/zhaojun917
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

关闭

站长推荐上一条 /6 下一条

QQ|手机版|小黑屋|梦想之都-俊月星空 ( 粤ICP备18056059号 )|网站地图

GMT+8, 2025-7-23 11:13 , Processed in 0.038562 second(s), 24 queries .

Powered by Mxzdjyxk! X3.5

© 2001-2025 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表