CFan曾不止一次強(qiáng)調(diào),對(duì)智能手機(jī)的攝像頭而言,更高像素并不代表更好的成像質(zhì)量,它只是影響拍照效果的參數(shù)之一。只有在傳感器尺寸、單位像素面積、光圈大小和成像算法接近時(shí),更高像素才能起到一定的增益效果。至于為何從201 9年開(kāi)始4800萬(wàn)像素成為手機(jī)圈的主流?這個(gè)問(wèn)題的答案還得從單攝發(fā)展的瓶頸開(kāi)始談起。
來(lái)自單攝的瓶頸
在Android手機(jī)領(lǐng)域,攝像頭(主要指后置主攝)的CMOS(傳感器)曾經(jīng)歷過(guò)從320萬(wàn)→500萬(wàn)→800萬(wàn)→1200萬(wàn)→1300萬(wàn)→1600萬(wàn)→2000萬(wàn)→2400萬(wàn)像素的軍備競(jìng)賽,但截至2018年,絕大多數(shù)旗艦手機(jī)的像素值卻都鎖定在了1200萬(wàn)到2000萬(wàn)像素之間,比如經(jīng)典的tMX380(1200萬(wàn)像素,傳感器尺寸為1/2.3英寸,單位像素面積為1.55um)、IMX519( 1600萬(wàn)像素,1/2.6英寸,1.22 um)和IMX400( 1900萬(wàn)像素,1/2.3英寸,1.22 um)等(圖1)。
在這一級(jí)別的傳感器中IMX400堪稱“皇帝”,它最大的特色就是在像素層和電路層之間新加入了DRAM層(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單元,可中充當(dāng)緩存角色)(圖2),可以在1/120秒內(nèi)讀取1930萬(wàn)像素的圖片,從而實(shí)現(xiàn)了“硬件級(jí)”的拍攝960FPS超級(jí)慢動(dòng)作視頻的能力。
然而,即便強(qiáng)如IMX400,它的傳感器尺寸也沒(méi)能和定位略低的IMX380拉開(kāi)差距,1.22um的單位像素面積也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于后者的1.55 um,這些都會(huì)影響它在暗光環(huán)境下的成像表現(xiàn)。要知道,如今智能手機(jī)已經(jīng)不滿足于日光下的拍照了,暗光下使用“手持超級(jí)夜景”模式拍攝的照片質(zhì)量才是比拼的重點(diǎn)(圖3)。
多攝組合的變化
想提升夜拍下的表現(xiàn),還有一種“討巧”的方案,那就是給主攝準(zhǔn)備一顆采用黑白傳感器的“副攝”,依靠后者的高進(jìn)光量和后期算法合成一張暗光細(xì)節(jié)更佳的照片(圖4)??上В缃穸鄶z手機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是主攝+長(zhǎng)焦+超級(jí)廣角,留給用途單一的黑白副攝的空間越來(lái)越小。所以,如何最大限度提升主攝傳感器的暗光表現(xiàn)?這依舊是無(wú)法回避的應(yīng)用題。
傳感器的新趨勢(shì)
目前像素值達(dá)到4000萬(wàn)或更高級(jí)別的傳感器包括索尼旗下的IMX600/IMX650(4000萬(wàn)像素)和IMX586(4800萬(wàn)像素),三星旗下的ISOCELL GM1(4800萬(wàn)像素)。好消息是,這些CMOS并非單純的“堆像素”,它們都擁有1/2.0英寸(IMX600/IMX650)和1/1.7英寸(IMX586/GM1)的“大底”(傳感器尺寸),并利用QuadBayer陣列的方式實(shí)現(xiàn)了等效單位像素面積翻番的目的,而這兩種更高的參數(shù)又都是提升暗光表現(xiàn)的殺手锏。
比如,IMX600每個(gè)像素點(diǎn)的感光面積約為1 um,通過(guò)4合1像素聚合技術(shù)實(shí)現(xiàn)了等效2.0 um的單位像素面積;同理,每個(gè)像素點(diǎn)的感光面積只有0.8 um的IMX586/GM,I也具備等效1.6 um的單位像素面積(圖5)。需要注意的是,IM×586傳感器支持4800萬(wàn)像素照片的“直出”,而GM1傳感器想拍攝4800萬(wàn)像素的照片就需要通過(guò)插值算法實(shí)現(xiàn)。
因此,就傳感器的品質(zhì)而言,正確的排序應(yīng)該是GM1
火速鏈接
通過(guò)修改傳感器拜耳濾鏡的結(jié)構(gòu)同樣可以提升暗光表現(xiàn),感興趣的朋友可以參考本刊上期《從RGGB到RYYB淺析手機(jī)鏡頭傳感器的結(jié)構(gòu)》這篇文章。
考慮到采用高像素?cái)z像頭的手機(jī)有很多,所以我們不妨以價(jià)位段為線索,對(duì)它們進(jìn)行一番梳理。
千元級(jí)陣營(yíng)
代表產(chǎn)品:紅米Note7(999元起,驍龍660,GMl)、魅族Note9(1398元起,驍龍675,GM1)、realme×(1499元起,驍龍710,IMX586)、紅米Note7 Pro(1599元起,驍龍675,IMX586)、小米9SE(1999元起,驍龍712,IMX586)
據(jù)悉,三星即將推出6400萬(wàn)像素的ISOCELL GW1傳感器,它和4800萬(wàn)像素的GM1元一樣都使用了Tetracell像素合并技術(shù)和重鑲嵌算法,通過(guò)4合1像素提高感光能力,光線好的狀態(tài)下可以拍出6400萬(wàn)像素的圖像,弱光環(huán)境下則是1600萬(wàn)像素。此外,GW1還支持高達(dá)100dB的HDR高動(dòng)態(tài)范圍、DCG雙轉(zhuǎn)換增益技術(shù)、480FPS慢動(dòng)作視頻拍攝。
同時(shí),三星現(xiàn)有的4800萬(wàn)像素GM1也將迎來(lái)升級(jí)版-ISOCELL GM2(圖6),雖然它的像素值不變,但卻支持DCG及SuperPD對(duì)焦技術(shù)。需要注意的是,和GMl-樣,三星GW1/GM2理論上也不支持6400萬(wàn)/4800萬(wàn)像素的照片直出,它們?cè)诒举|(zhì)上依舊是一顆擁有等效1.6um大單位像素面積的1600萬(wàn)/1200萬(wàn)像素?cái)z像頭。
在千元機(jī)陣營(yíng)手機(jī)中,采用三星ISOCELLGM1傳感器的代表有紅米Note7和魅族Note9,前者的優(yōu)勢(shì)在于不足千元的起價(jià),缺點(diǎn)則是處理器平臺(tái)還停留在驍龍660時(shí)代,性能上和競(jìng)品相比處于下風(fēng)(圖7)。然而,驍龍660的綜合性能其實(shí)還不賴,足以流暢運(yùn)行時(shí)下熱門(mén)的3D手游,如果你的預(yù)算不多,紅米Note7屬于最值得入手的低價(jià)高像素手機(jī)。魅族Note9原本也是不錯(cuò)的選擇,但自從realme X和紅米Note7 Pro上市后,性價(jià)比就不再突出了。
realme X、紅米Note7 Pro和小米9SE屬于武裝索尼IMX586傳感器的代表,在成像質(zhì)量上要優(yōu)于上面提到的幾款產(chǎn)品。就這三款手機(jī)而言,realme X的綜合表現(xiàn)更理想,它采用了非常炫酷的升降式攝像頭方案和屏幕指紋識(shí)別技術(shù)(圖8),可以提供媲美2000元或更高價(jià)位手機(jī)的體驗(yàn)。紅米Note7 Pro搭載的驍龍675運(yùn)算性能很強(qiáng),但GPU性能一般,這款手機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于電池更大且支持紅外遙控。小米9SE的性價(jià)比相對(duì)一般,它的優(yōu)勢(shì)在于做工更精良且支持NFC,后置三顆攝像頭的規(guī)格也和小米9相同,但小米9SE的缺點(diǎn)也很明顯——價(jià)格高、續(xù)航弱,競(jìng)爭(zhēng)力處于高不成低不就的尷尬區(qū)間。
代表產(chǎn)品:Nokia X71(2199元起,驍龍660,GM1)、華為Nova4 (2699元起,麒麟970,IMX586)、vivo Sl Pro(2698元起,驍龍675,GM1)、榮耀V20(2799元起,麒麟980,IMX586)、聯(lián)想26 Pro(2899元起,驍龍855,GM1)、黑鯊游戲手機(jī)2(2899元起,驍龍855,GM1)、紅魔3(2899元起,驍龍855,IM×586)、小米9(2999元起,驍龍855,IMX586)、OPPO Reno標(biāo)準(zhǔn)版(2999元起,驍龍710,IMX586)、一加手機(jī)7(2999元起,驍龍855,IMX586)
在超過(guò)2000元價(jià)位的中端市場(chǎng),應(yīng)該是高像素手機(jī)競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的戰(zhàn)場(chǎng)。其中,NokiaX71的規(guī)格相對(duì)一般,“挖孔屏”設(shè)計(jì)、驍龍660和GM1傳感器的組合,競(jìng)爭(zhēng)力尚不及很多千元級(jí)的競(jìng)品。同理,作為X27低配版的vivo S1 Pro和OPPO Reno標(biāo)準(zhǔn)版的性能價(jià)格比也并不突出,它們的優(yōu)勢(shì)在于出色的工業(yè)設(shè)計(jì),前者采用了升降式攝像頭方案(圖9),后者更是改用了側(cè)旋升降結(jié)構(gòu),攝像頭可以呈扇形打開(kāi),非常炫酷,適合對(duì)性能不感冒的用戶選擇。
華為Nova4雖然采用了IMX586傳感器,但性價(jià)比卻遠(yuǎn)不如同宗兄弟榮耀V20,畢竟后者有著性能更強(qiáng)的麒麟980處理器加持。隨著一大批搭載驍龍855和高像素手機(jī)的上市,這兩款產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力也已被大幅稀釋。
聯(lián)想26 Pro是性價(jià)比最高的驍龍855旗艦,在2899元價(jià)位就提供了四顆后置攝像頭和6GB+128GB的配置可選,可惜該產(chǎn)品的主攝傳感器為GM1,在底蘊(yùn)上略遜于其他配備IMX586的對(duì)手一籌(圖10)。和其情況類(lèi)似的還有黑鯊游戲手機(jī)2,它的主攝傳感器同樣是GM1,而它最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——紅魔3則擁有IM×586傳感器和更大的5000mAh電池以及內(nèi)置風(fēng)扇的優(yōu)勢(shì),綜合表現(xiàn)更為理想,只是它的后置攝像頭只有唯一的一顆,無(wú)法實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦和超廣角拍攝等熱門(mén)功能(圖11)。相對(duì)而言,小米9存在一個(gè)致命的缺陷——電池容量太小,但它所采用的IMX586+長(zhǎng)焦+超廣角鏡頭的組合,以及支持20W無(wú)線充電的屬性,對(duì)追求拍照功能和希望擺脫線纜充電方式的用戶還是有著一定的吸引力。
當(dāng)你拿到本期雜志時(shí),兩干元級(jí)陣營(yíng)中還會(huì)迎來(lái)紅米K20和榮耀20系列這兩款中端旗艦,它們的競(jìng)爭(zhēng)力足以威脅到自家的小米9和榮耀V20等前輩的銷(xiāo)售。
代表產(chǎn)品:vivo X27 (3198元起,驍龍675,GM1或IMX586)、魅族16s(3198元起,驍龍855, IMX586)、華為Mate 20X (3799元起,麒麟980, IMX600) .OPPO Ren0 10倍變焦版(3999元起,驍龍855, IMX586)、華為P30 (3988元起,麒麟980, IMX650)、一加手機(jī)7 Pro(3999元起,驍龍855, IMX586)、華為Mate 20 Pro (4299元起,麒麟980, IMX600)、華為P30 Pro (5788元起,麒麟980, IMX650)