CFan曾在《小米CC9 Pro首發(fā) 一億像素傳感器是個(gè)什么鬼？》和《RYYB傳感器是個(gè)什么鬼？手機(jī)鏡頭能否靠它逆襲單反？》等文章中對(duì)手機(jī)傳感器進(jìn)行過(guò)解讀，更高像素雖然可以提升畫(huà)質(zhì)，但還達(dá)不到?jīng)Q定畫(huà)質(zhì)的程度。今天，我們?cè)賮?lái)聊聊當(dāng)像素值突破一億大關(guān)后，對(duì)手機(jī)成像的新影響。

影響成像質(zhì)量的因素

影響手機(jī)拍照性能的“核心參數(shù)”是CMOS傳感器（涉及像素值、傳感器尺寸、單個(gè)像素感光面積和對(duì)焦技術(shù)）、鏡頭玻璃、ISP性能、光圈大小和軟硬結(jié)合的后期成像算法優(yōu)化。可見(jiàn)，像素值僅僅是影響成像的因素之一。

手機(jī)相機(jī)中每個(gè)模塊單元都可能影響最終的畫(huà)質(zhì)

以DxOMark手機(jī)相機(jī)排行榜單為例，TOP10中最搶眼的手機(jī)分別來(lái)自華為、小米和三星。

其中，華為入榜的幾款手機(jī)都是配備索尼IMX600/IMX650傳感器的機(jī)型，也就是高像素的代表；小米CC9 Pro則通過(guò)一億像素傳感器位列第三的成績(jī)；三星入榜的手機(jī)（S10和Note 10系列）配備的都是自家的S5K2L4傳感器，屬于低像素但依舊有著好成像的代表。

Galaxy Note 10+ 5G攝像頭模組特寫(xiě)

小底低像素也有好畫(huà)質(zhì)

問(wèn)題來(lái)了，三星S5K2L4是一顆只有1200萬(wàn)像素的傳感器，傳感器尺寸也只有1/1.55英寸，屬于“小底”+“低像素”的典型代表。

然而，就是這么一顆看似不起眼的CMOS，卻可以帶來(lái)媲美4000萬(wàn)像素IMX650傳感器的實(shí)力。

究其原因，是三星為S5K2L4額外搭配了F1.5/F2.4雙光圈，可以根據(jù)環(huán)境光線強(qiáng)弱切換到不同的光圈模式，比如夜晚就以F1.5超大光圈運(yùn)行來(lái)獲取更多光線。

同時(shí)，S5K2L4的單位像素面積達(dá)到了1.4μm，只比通過(guò)四像素合一的IMX586和GM1等小0.2μm。當(dāng)然，S10和Note 10系列拍照效果出色還離不開(kāi)三星相機(jī)成像算法的加持，但這一切的一切，似乎都能說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題——底大不一定就強(qiáng)，像素高的不一定好，最終還是要看相機(jī)模組和軟件算法的綜合技術(shù)。

除了三星，索尼傳感器同樣存在類似的問(wèn)題。以IMX586為例，它除了1/2.0英寸大底和4800萬(wàn)超高像素以外，沒(méi)有DRAM緩存，沒(méi)有雙核對(duì)焦，也不支持DTI像素隔離，綜合性能遠(yuǎn)不如同期的IMX380（用于華為P20標(biāo)準(zhǔn)版等手機(jī)），至多是IMX363的水平。

但是，超高像素畢竟是一個(gè)宣傳上的引爆點(diǎn)，再加上高像素傳感器帶來(lái)了全新工作邏輯的加持，讓它迅速將低像素的前輩們踢出局，成為2019年幾乎所有中高端新品的標(biāo)配。

高像素傳感器的邏輯

凡是用過(guò)超高像素新款手機(jī)的用戶不難發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，無(wú)論你手機(jī)的傳感器型號(hào)是IMX586、IMX600、IMX650、GM1還是剛剛上市的6400萬(wàn)像素GW1，默認(rèn)的拍照模式都是1200萬(wàn)像素或1600萬(wàn)像素，標(biāo)稱的4000萬(wàn)、4800萬(wàn)和6400萬(wàn)像素都是一個(gè)可選的拍照模式，而且在超高清拍照模式下，變焦、美顏、人像等特殊功能都會(huì)失效，而相機(jī)界面也會(huì)提示僅適用于光線充足的環(huán)境。

原因很簡(jiǎn)單，這些傳感器的單位像素面積過(guò)小，暗光下拍照的表現(xiàn)很難令人滿意。

因此，無(wú)論是最早的IMX586、GM1還是最新的ISOCELL Bright GW1和HMX，它們超高的像素單位，最終都要服務(wù)于四合一像素技術(shù)，在低位像素的默認(rèn)模式下實(shí)現(xiàn)更好的細(xì)節(jié)表現(xiàn)。

實(shí)際上，四合一像素技術(shù)非常像諾基亞808 PureView和Lumia 1020時(shí)期的PureView超采樣技術(shù)，將4800萬(wàn)/6400萬(wàn)/1.08億像素的圖像“濃縮”至1200萬(wàn)/1600萬(wàn)/2700萬(wàn)像素，可有效降低單像素的噪點(diǎn)，讓畫(huà)面顯得更加純凈。

換句話說(shuō)，這些超高像素的傳感器在最高像素下拍照只能保證留下更多畫(huà)面細(xì)節(jié)，但要想得到最佳的畫(huà)質(zhì)，或是體驗(yàn)多攝聯(lián)動(dòng)和各種軟件算法帶來(lái)的拍照功能，就必須以四合一像素之后的單位進(jìn)行拍照。

此外，像素越高，可以拍攝分辨率更高的照片，在一張照片內(nèi)保留更多信息，能為相機(jī)軟件提供更多后期處理的素材，從而充分發(fā)揮ISP單元和AI算法的潛力。

對(duì)分辨率為2340×1080像素的主流級(jí)手機(jī)屏幕來(lái)說(shuō)，4800萬(wàn)、6400萬(wàn)像素?cái)z像頭所拍攝的照片分別相當(dāng)于手機(jī)屏幕大小的19倍和25倍，1.08億像素?cái)z像頭的照片甚至可以在手機(jī)屏幕上放大43倍，超高解析力帶來(lái)了前所未有的畫(huà)面精度，秒殺早前低像素傳感器+超像素技術(shù)的多照片合成效果。

更高的解析力和畫(huà)面細(xì)節(jié)的信息，還讓超高像素?cái)z像頭拍攝的照片可以通過(guò)截幅的方式實(shí)現(xiàn)“變焦”的能力。

以6400萬(wàn)像素的ISOCELL Bright GW1為例，其像素?cái)?shù)量是主流1200萬(wàn)像素傳感器的5倍之多，在2倍變焦時(shí)仍可提供1600萬(wàn)像素的圖像，即使在5倍變焦后照片仍可達(dá)256萬(wàn)像素。當(dāng)然，這種全靠裁切的手法在細(xì)節(jié)上可能還達(dá)不到真正長(zhǎng)焦鏡頭的光學(xué)變焦效果，但也絕對(duì)屬于“無(wú)損變焦”的范疇了。

這意味著什么？

在過(guò)去，多攝手機(jī)要想拍清楚遠(yuǎn)處的風(fēng)景，必須搭配一顆長(zhǎng)焦鏡頭。當(dāng)6400萬(wàn)或1.08億攝像頭普及后，2X和3X長(zhǎng)焦鏡頭將再無(wú)用武之地，可以省下來(lái)一個(gè)位置用于安置超微距鏡頭、支持5X光學(xué)變焦的潛望式長(zhǎng)焦鏡頭、ToF鏡頭或第二顆主攝，讓手機(jī)的拍照功能可以覆蓋更多焦段，或?qū)崿F(xiàn)更多功能和更好的品質(zhì)。

AI四攝會(huì)成為下一個(gè)趨勢(shì)

那么，更高像素?cái)z像頭對(duì)變焦拍攝的增益能有多大？下面，我們就通過(guò)realme旗下兩款分別配備4800萬(wàn)像素（IMX586）和6400萬(wàn)像素（ISOCELL Bright GW1）的新品，進(jìn)行一番變焦拍攝的對(duì)比。

兩款手機(jī)分別在1X正常拍攝和5X無(wú)損變焦模式下進(jìn)行拍照，可以明顯看出4800萬(wàn)像素在5X時(shí)涂抹感比較嚴(yán)重，而6400萬(wàn)像素在5X時(shí)對(duì)細(xì)節(jié)和層次的還原度更高。

由于更高像素需要更大傳感器的支撐，而更大的“底”結(jié)合四合一像素技術(shù)還能進(jìn)一步提升夜拍潛力，所以6400萬(wàn)像素手機(jī)在超級(jí)夜景模式下對(duì)光暈的控制更好，照片顯得更干凈，噪點(diǎn)和細(xì)節(jié)表現(xiàn)同樣更好。

通過(guò)對(duì)比，我們可以提出一個(gè)結(jié)論——更高像素?cái)z像頭的出現(xiàn)，的確有利于提升智能手機(jī)的平均畫(huà)質(zhì)，并對(duì)軟件后期帶來(lái)更多的可能。

但是，這并不代表它可以實(shí)現(xiàn)超越上代頂級(jí)傳感器（如IMX650）的實(shí)力，至少I(mǎi)SOCELL Bright GW1還做不到，至于1.08億像素的ISOCELL Bright HMX能否實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想，還得等時(shí)間來(lái)驗(yàn)證。

高像素倒逼硬件提速

前文我們提過(guò)，一張6400萬(wàn)像素的照片容量可達(dá)20MB，1.08億像素照片甚至可以逼近50MB，這些都對(duì)手機(jī)SoC集成的ISP圖像處理器單元的計(jì)算能力、內(nèi)存速度和帶寬、NAND閃存的讀取和寫(xiě)入速度提出了更高的要求。

因此，你會(huì)發(fā)現(xiàn)凡是搭配這些全新超高像素傳感器的手機(jī)，都會(huì)選擇高通驍龍7系或更高檔的移動(dòng)平臺(tái)，閃存版本也全面從eMMC5.1過(guò)渡到了UFS2.1甚至UFS3.0。

多攝和單攝的未來(lái)探討

目前智能手機(jī)的多攝陣列，已經(jīng)從早期的黑白+彩色，主攝+景深升級(jí)到了主攝+超廣角+長(zhǎng)焦（還包括潛望式）+超級(jí)微距+TOF的任意組合，可以帶來(lái)更豐富的拍照模式，AI算法也讓多攝參與成像變成了現(xiàn)實(shí)，超過(guò)5X的無(wú)損變焦極具實(shí)際意義。

潛望式長(zhǎng)焦鏡頭在2020年會(huì)被更多新品列裝，點(diǎn)擊查看vivo X30 Pro評(píng)測(cè)

然而，攝像頭越多，傳感器越高端，整套相機(jī)模組的成本也就越高，對(duì)手機(jī)內(nèi)部空間的占用問(wèn)題也將更為嚴(yán)峻。

Nokia 9 PureView，這款手機(jī)內(nèi)置5個(gè)攝像頭，它們都是來(lái)自索尼旗下的IMX386傳感器

以華為P30 Pro為例，通過(guò)拆機(jī)分析，它的三攝模組成本已經(jīng)達(dá)到了56美元，約合人民幣376元。當(dāng)多攝模組遇到了潛望式長(zhǎng)焦或升降式攝像頭這種物理結(jié)構(gòu)，對(duì)手機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化就提出了更為苛刻的挑戰(zhàn)（圖14 圖注：攝像頭模組就已經(jīng)占用了一半的主板空間）。

Nokia 9 PureView，這款手機(jī)內(nèi)置5個(gè)攝像頭，它們都是來(lái)自索尼旗下的IMX386傳感器

那么，手機(jī)就必須通過(guò)多攝來(lái)提升拍照潛力嗎？

谷歌Pixel系列曾經(jīng)就發(fā)表過(guò)不同的看法，依靠單攝+優(yōu)化HDR算法，其日間和夜間的拍照水平也能處于一流水準(zhǔn)。理論上，通過(guò)更先進(jìn)的傳感器和鏡頭工藝，能在一顆攝像頭上實(shí)現(xiàn)正常拍照、超微距、超長(zhǎng)焦，并通過(guò)算法帶來(lái)廣角，似乎也是一套不錯(cuò)的解決方案。

至少，當(dāng)6400萬(wàn)像素和1.08億像素傳感器出現(xiàn)后，2X和3X長(zhǎng)焦鏡頭的地位就已經(jīng)岌岌可危了，而它們所提供的“大底”、四合一像素以及更加成熟的AI算法，也足以勝任不同光線的拍攝環(huán)境。

據(jù)悉，亞光公司正在開(kāi)發(fā)潛望式的單鏡頭模塊，它以GM非球面玻璃鏡頭為基礎(chǔ)，只需單鏡頭就能實(shí)現(xiàn)6X到8X的光學(xué)變焦，光變能力比目前三攝手機(jī)的5X還要強(qiáng)悍。如果未來(lái)真的出現(xiàn)“多合一”的全能型鏡頭，讓手機(jī)重歸“單攝”，并能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多攝才能具備的拍照模式，無(wú)疑可以節(jié)省大量的內(nèi)部空間，用來(lái)安置更大的電池、進(jìn)一步降低厚度重量，想想就非常美妙。

只是，當(dāng)消費(fèi)者已經(jīng)習(xí)慣“像素越高越好”和“攝像頭越多越好”的消費(fèi)邏輯之后，這種單攝還能吸引普通消費(fèi)者青睞嗎？讓我們拭目以待吧。