荣耀红米为它“打”的火热 一亿像素究竟有无意义?

文章来源:中关村在线 编辑:商城众网 发表时间:2020年01月16日 0

近几日,关于手机像素的讨论又一次重回了大众的视野之中——高像素究竟有没有意义?话题两方的究竟谁对谁错可能大家心中都有自己的答案。但我们不妨借着这个机会,来梳理一下手机影像系统的方向可能是什么样的。     

高像素是一件好事么?

简单来讲,如果能够在像素走高的同时,影响成像的其他指标也能与之匹配的升级,那么高像素当然是一件好事。毕竟我们都知道像素可以说是相机系统的基础——像素点越多,或者说像素越高,图像的分辨率也就越高,理论上图片的细节也就越丰富。

当然,这一切的前提还是一句话——在保证影响成像的其他指标也能与之匹配的升级作为前提。所以,虽然我们一直都在追求更好的拍摄效果,但是手机像素值的提升之路却是盘旋曲折的。

高像素之争,其实源于2012

其实,高像素方向正确与否最初的讨论,我们可以追溯到智能手机刚刚诞生的那个时代。

2012年MWC上,彼时还是手机行业巨头的诺基亚为我们带来了808PureView,高达4100万像素的手机传感器直接刷新了手机拍照的上限。

但是,诺基亚并没有因此带领着当时的手机行业冲向4000万级像素的手机拍照新基准。苹果依然打磨着自己800万像素的iPhone,其余的安卓机型像素也都控制在一两千万之间。

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  NokiaPureView808(左)与HTCONE M7(右)

更有趣的是,在PureView发布一年后,HTC反而在自己的年度旗舰HTCM7上搭载了一颗400万像素的“高清”摄像头。 

为什么几乎同一时期发布的两款旗舰,却在拍照系统上有了截然不同的选择?其实,手机摄影是一个系统性的工程,PureView808和M7都能在各自的系统下自洽,也都是彼时拍照优秀的标杆手机之一。但如果站在现在这个角度来回忆这件事,其实这两家还真的都有点“方向错了”。

先说诺基亚PureView808,凭借着1/1.2‘’的超模传感器和4100万的惊人像素值,808可以为我们提供彼时清晰度最高,细节最丰富的照片。甚至与现在主流的手机样张对比,808在样张细节上都毫不逊色。

但如此强悍的细节表现自然也有它的代价:4100万像素带来的庞大数据吞吐对当时的手机处理器而言十分勉强,连拍、对焦之类的性能更是因此而被拖累了不少;更别说因为对新传感器调教不够熟练带来的偏色问题,也让PureView808在售期间一直颇受诟病。     

而随后发布的HTCM7虽然在纸面数据上只有400万像素,但是凭借Ultrapixel高达2μm的单个像素面积,它能做到的是比普通手机超出300%的感光性,搭配光学防抖技术让M7成为了当时夜拍最好的手机之一。此外,HTC还为它配备了拍照和视频上的硬件HDR功能,加上HTCZoe功能,让M7无论是性能上还是玩法上都颇受好评。

但是,即使如此M7仅有的400万像素依然成为了它的阿喀琉斯之踝。Ultrapixel虽然给他带来了超强的夜拍能力,但是白天光线环境好的时候,低分辨率带来解析力的损失就一览无余,甚至可以说它是当时旗舰手机中成片细节最差的手机。

可以看出,两种方案都有着各自优势的时候,也都不得不面对着各自的问题,那么如何平衡这两个方向之间的抉择,保证方向始终是“对的”,就成了手机厂商需要掌握天平的两头。

像素数和单像素尺寸是平衡的艺术

一般而言,图像传感器的有效感光区域尺寸=像素数*单位像素尺寸。

而手机尺寸毕竟有限,5G时代来临之后对于手机空间的平衡和取舍更是成了各个厂商亟待解决的难题之一。因为,手机传感器的大小目前来看已经很难在短时间内大幅度提升。而在图像传感器的大小受限的情况下,像素数和单位像素面积这两就势必要做出取舍。

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  Sony提供的像素四合一技术展示图

于是,像素四合一技术的出现似乎在一定程度上缓解了这一矛盾——当你需要高像素支持时,我就提供给你全部的像素提供更多的解析力;但如果你需要更好的信噪比,我就使用像素四合一模式提高传感器的感光性。

至此,已经迟滞了接近十数年的手机图像传感器终于从过去的1000-2000万演化到了4000万乃至更高。以华为系独占的IMX600为例,在高像素模式下,它可以提供单像素尺寸为1μm的4000万像素,而在需要更高的感光度时,则是2μm的像素四合一模式。从最早使用这块CMOS的P20Pro开始,各家厂商也都开始陆续跟进采取了这一设计的影像系统。

四像素合一技术来了,但像素“军备竞赛”还没停

但是,就如同我们之前所说的一样。像素四合一技术只是缓解了这一矛盾。用户对于高像素的渴求是始终存在的,虽然目前支持像素四合一技术的传感器成为主流,但是一种途径却也能有两种取舍。

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以常见的IMX600和IMX586为例,IMX600选择了更大的单像素尺寸和稍大的传感器尺寸,不过总像素值也因此只有4000万;而IMX586则在更小尺寸的传感器上放入了更多的像素,4800万像素的代价则是每个单像素的尺寸降低到了0.8μm。至于这两种取舍的结果,一定程度上可以参考下DXOMark中拍照手机的成绩。

而时间推移到了2019年底,手机传感器又一次突破像素极限,搭载了亿级传感器的手机出现在大众的视野之中。

高像素是好事么?当然是。但是它的优点和缺点一样明显:即使是部分裁切出来的局部画面都有着超过不少常见2X、3X光学变焦的解析力,还有不错的光比平衡和色彩还原让它在白天大场景拍照上表现非常出色;但是高达一亿像素的数据吞吐交给目前的处理器依然勉强,拍一张大容量照片动辄等待三五秒的现象依旧存在,而且过低的单像素面积也让它在噪点控制上表现非常一般。

有没有感觉这些问题似曾相识?其实有不少的问题我们之前在PureView808上似乎也都遇到过。高像素就如同一把锋利的双刃剑。想要真正的利用好这块新的CMOS,ISP、算法乃至整个手机都需要有着相应的调整和适配。

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因此,@荣耀老熊在微博中的三个阶段其实也就可以理解——拿到一颗足够强悍的CMOS只是手机影像系统建立的第一步;对传感器的调教与磨合,与ISP、DSP等硬件之间的联合协作,才是能让手机拍照更进一步的重要因素;而能够参与甚至是联合加入CMOS的研发,从头到尾的对整个影像系统进行打磨,才能从全方位的带来更好的影像体验。

高像素固然是我们对手机拍照领域里持之以恒的追求,但是手机更是一门“整体的艺术”,如何在像素数和单像素面积、成像质量和成片体验甚至是拍照和其他功能之间做好平衡,才是更难的一件事。

至于一亿像素的方向究竟有没有错?很简单,消费者和友商的反应才是最真实的反馈。消费者是否会为产品买单,友商是否会受到影响积极跟进;才是尘埃落定后对这件事最后的解答。

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