華為Mate 30攝像頭底大一級壓死人?諾基亞看到后笑了

CFan 電腦愛好者 2019-07-30 10:13產品 標簽:華為 諾基亞 攝像頭

在相機領域流傳著這么一句話——底大一級壓死人,翻譯過來就是傳感器(CMOS)尺寸越大的相機拍照效果越好。

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那么,傳感器尺寸到底是個什么東東?它真的可以由尺寸決定性能嗎?

傳感器尺寸

手機之所以難以和單反相機比拼拍照畫質,就是受限于纖薄的身材無法容納太大尺寸的感光元件(傳感器)。

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在這里,感光元件的尺寸,就是傳感器的“底”,它的單位為1/x,由于分子都是1,所以分母“X”對應的數字越大,代表傳感器面積越小。比如1/2.3英寸傳感器尺寸的就要大于1/2.6英寸,1/1.7英寸大于1/2.0英寸。

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傳感器上的每一個像素都能記錄“光信息”,它的尺寸決定了有多少光能被捕捉,所以理論上傳感器尺寸越大,意味著可以收錄更豐富的信息——包括更高的動態范圍、更廣的ISO范圍和更少的噪點。

大尺寸傳感器最直接的表現,就是可大幅提升明暗復雜場景下更好的曝光和細節還原、暗光環境下更好的曝光和噪點控制、更好的物理級別(相對于軟件算法更自然)的背景虛化效果。

可見,傳感器尺寸越大,的確可以帶來更好的拍照底蘊。

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但是,當大底的傳感器遇到超高的像素值,往往會導致“單位像素面積”這個參數變小,在一定程度上又會影響畫質。

單位像素面積

單位像素面積與傳感器尺寸和像素值這兩個單位息息相關,它們在數學上的邏輯是“單位像素面積=傳感器寬度÷照片分辨率寬度”。

在傳感器尺寸一定時,像素值越高,單位像素面積越小。

比如IMX362(1200萬像素)和IMX318(2250萬像素)的傳感器尺寸都是1/2.6英寸,但IMX362和IMX318對應的單位像素面積卻分別1.4微米和1.0微米,在拍照效果方面IMX362反而更好一些。

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單位像素面積的大小決定了傳感器的感光能力,單位像素面積越大,可以在相同時間內捕捉到更多的光,在暗光下拍照可以顯著降低畫面噪點。

但是,單位像素面積過大,在白天光線很足時拍照卻又容易出現過曝現象,較小的單位像素面積反而可以在白天捕捉更多畫面的細節。

因此,單位像素面積算是一個“相對矛盾”的參數。

四合一像素技術

目前最流行的傳感器型號就是索尼IMX586和三星GM1這兩顆4800萬像素的攝像頭,它們都有著1/2.0英寸的傳感器尺寸,在手機鏡頭中屬于“偏大底”的存在。但是,由于它們的分辨率太高,導致單位像素面積就只有0.8微米,堪稱手機歷代CMOS中的最小值。

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這意味著,它們在暗光環境下的拍照水平會一塌糊涂。

然而,事實卻恰好相反,市面上武裝這些傳感器的手機,夜拍效果往往極為出色。

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原因很簡單,無論是IMX586還是GM1,以及更高端的IMX600、IMX650和GW1,這些超過4000萬像素的CMOS都支持Quad Bayer四合一像素技術,在光線充足時以正常0.8微米的單位像素面積取景,防止畫面過曝。

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在暗光環境下,該技術可以讓CMOS相鄰的2×2像素可使用同一種顏色,4個像素能將單位像素面積提升到等效1.6微米的水平。要知道,作為昔日的頂級傳感器代表之一,IMX380(華為P20)的單位像素面積也只有1.55微米(1/2.3英寸,1200萬像素)。

同理,IMX600和IMX650這兩顆頂級傳感器,不僅擁有1/1.7英寸的大底,四合一像素技術還能讓它們的像素面積提升到等效2.0微米,拍照效果想不好都難。

當然,影響最終成像效果的因素還有很多,比如攝像頭矩陣的數量、組合、濾鏡、算法等等,感興趣的童鞋可以參考《RYYB傳感器是個什么鬼?手機鏡頭能否靠它逆襲單反?》這篇文章。

再現1/1.5英寸大底

目前在Android手機領域“底子”最大的傳感器型號是IMX600和IMX650(1/1.7英寸),它們被用在了華為P20 Pro/Mate 20/P30等旗艦手機身上。

但在手機的歷史上,最大傳感器尺寸的記錄卻來自諾基亞在2012年推出的808 PureView,這款手機采用了4100萬像素的前照式FSI傳感器,傳感器尺寸達到了破天荒的1/1.2英寸(F/2.4光圈)!

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隨后在2013年推出的Lumia 1020,配備了一顆4100萬像素的背照式BSI傳感器、傳感器尺寸達到了1/1.5英寸(F/2.2光圈),雖然傳感器尺寸小了一點點,但在Windows Phone 8系統、Nokia Procam APP、第二代OIS光學防抖和支持專業參數調節等特性的幫助下,其拍照能力在當年更是冠絕群雄。

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然而,受制于當年手機硬件的制約,根本無法發揮出這種頂級傳感器的實力,比如它在拍攝4:3比例照片時最多硬件直出3800萬像素,而拍攝16:9比例照片時分辨率則會進一步降低到3400萬像素,而且從按下拍照按鈕再到成像預覽之間等待的時間過長,體驗非常一般。

此外,在當年沒有美顏、沒有超級夜景,Lumia 1020唯一的優勢就是拍出來的照片分辨率更高,放大后也能看清細節,僅此而已。

好消息是,如今Android手機也終于迎來和Lumia 1020傳感器尺寸一般大小的CMOS,它將被應用在華為Mate 30系列身上,主攝采用了1/1.5英寸傳感器(據說還是4000萬像素),還配有4000萬像素廣角、800萬像素長焦和ToF深感三顆副攝。

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雖然華為Mate 30的主傳感器只是剛剛追平Lumia 1020,距離Nokia 808 PureView的記錄還有一段距離,但在高像素、超大底、四合一像素技術以及AI成像算法的加持下,足以再次刷新現有的DxOMark排行榜,這就足夠了。

那么,你期待更大尺寸傳感器的降臨嗎?

 

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