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智能手机采用一亿像素是噱头还是进步?

2020-07-13知识

这个问题我在去年小米曝光1亿像素传感器的时候就详细分析过了,从今天的角度来看,这篇文章有一些瑕疵,比如这颗CMOS是四合一而不是九合一,比如这颗CMOS是mix α首发,小米CC9Pro首次量产,而不是mix4,比如小米没有用小光圈和去掉ois,而是用更大的相机模组凸起来实现的,等等。

但主体内容没有问题,我直放过来,就不修改了。原文结论很明确也很简单,

1亿像素的确是噱头,HMX的关键不在于1亿像素,而在于1/1.33英寸画幅,所以,虽然GN1/imx700/imx689不是一亿像素,而是5000万和4800万,但这几颗CMOS是一个级别的。

过度吹嘘1亿像素的确是耍流氓,但因为1亿像素而去否定小米的选择同样是耍流氓。

如果你不需要1亿像素,默认输出2700万像素就好了,如果你2700万像素也不需要,那就再缩到1200万像素就好了,这样所有因为高像素带来的问题,一次性解决,没啥问题。

不要拿这玩意儿和相机比,它本来就只是台手机而已,和手机比就好了。


原文:

这里有一个老生长谈的话题,手机追求超高像素到底有没有意义?

1亿像素是一个很恐怖的数字,在当前主流的相机世界里,这是顶级中画幅相机的配置,也就是那些售价动辄十几万乃至几十万的大块头里面放的东西:

1亿像素的飞思iQ3 100MP

而主流的全画幅相机里,像素最高的是索尼最新发布的A7R4,6300万像素,为大众所熟知的佳能5D4也不过3010万像素,这货长这样:

Canon 5D mark VI

索尼A73则依然只有2400万像素。

所以在手机上说什么1亿像素,我只能告诉你两个字: 噱头

这颗cmos真正牛逼的并不在于像素数,而是其画幅。

我们在手机厂商宣传广告的熏陶下学会了很多词汇,比如像素数量,比如单位像素面积,但厂商们总喜欢忽略那个最关键的名词——画幅。

所谓画幅,也就是cmos的尺寸大小,这其实才是cmos最核心的参数,正所谓底大一级压死人,这也是区分相机素质的最根本参数之一,如全画幅、中画幅、apsc、M43等等。

我们所接触到的手机cmos,也是有画幅的,比如苹果祖传的那颗1/3英寸1200万像素cmos,三星多年来采用的1/2.55英寸,今年流行的1/2英寸的imx586,以及,华为赖以成名的1/1.7英寸的imx600。

相机cmos画幅里面的这个英寸和我们所理解的英寸不太一样,以前摄像管外管径为直径1英寸,实际采摘图像信号的长方框为12.8*9.6mm,其对角线长为16mm,现在国际上还是习惯以对角线16毫米折算为1英寸。

当然,由于我们计算的是相对大小,也就不去纠结这些东西了,那么,这颗1/1.33英寸cmos到底多大呢?

我们以目前几个主流的相机cmos尺寸作为对比:

最里面那个是imx363的画幅,也是三星S10+和iPhone Xs MAX主摄的画幅,最外面那个是1/1.33英寸的超级cmos的画幅,这颗cmos的面积是三星S10+的cmos画幅的3.7倍,是imx586的2.25倍,是imx600(imx650)的1.7倍。

由此我们大概知道这颗cmos有多恐怖。

既然目前主流相机是全画幅,往上有中画幅,往下有M43,1英寸,那么手机的cmos尺寸为什么一直做不大呢?

因为体积限制,手机尝试并非没有退出过大尺寸cmos相机,远古时代有1/1.2英寸的诺基亚808 PureView,但这货长这样:

这显然不是一台正常的手机该有的设计,所以我很好奇,小米mix4会如何设计,以平衡大底cmos带来的体积增长?

一个可行的方法是减小光圈尺寸,目前主流的智能手机相机光圈多为F1.8,华为P30pro和一加7pro则是F1.6,三星S10是F1.5,荣耀20pro则是达到了惊人的F1.4,当然,不同的cmos尺寸下,光圈值并不能进行直接对比,需要进行换算。

如三星S10是1/2.55英寸 F1.5,按照华为P30pro的1/1.7英寸cmos换算,则是F2.2,荣耀20pro的F1.4换算到P30pro则是F1.64。在1/1.33英寸的cmos规格下,想要达到P30pro的等效光圈值,则只需要F2.0即可。

其次,可以放弃光学防抖,这也是有效的减小相机模组厚度的方法。

以及,在镜头设计上放弃畸变矫正,而将其交给机内数码矫正,这也是当前紧凑型镜头设计的基本思路。

但即便如此,面对1/1.33英寸的大底,相机模组的厚度依然不可小视,mix4到底该如何平衡相机表现和产品ID设计,这是需要小米接下来用产品回答的问题,我们拭目以待。

我前面说这颗cmos的1亿像素是噱头,我们且不论画质本身,在我们照片的日常使用中,无论是发朋友圈分享,哪怕是在27英寸的显示屏上看都是用不上的。

但这并不意味着这种设计毫无用处。

在imx586上我们见识了单帧HDR,因为其cmos像素是4合一的,每个像素可以单独记录光线信息,也就是说,每一张照片我们其实可以得到4张不同曝光程度的1200万像素照片,进行HDR合成,这会节约HDR的拍摄时间,以及,防止多帧拍摄之间因为手抖而出现的画面改变导致计算出现问题。

那么如果三星这颗1亿像素的cmos真的是9合一,那么我们能够得到的曝光信息就从4张变成了9张,这对于HDR计算无疑是帮助巨大的。

以及,通过裁切实现变焦。

目前主流的旗舰级,如三星S10或者iPhone Xs系列,其长焦端都是约54mm,1/3英寸的cmos,而这颗超级cmos裁切到54mm之后的规格是1/2.66英寸,2700万像素,依然碾压目前市面上的2倍变焦长焦镜头,即便是裁切到3倍焦距,也就是约80mm,依然有1200万像素,1/4英寸cmos,这个规格已经优于mate20pro的长焦了。

用这颗cmos作为主摄,潜望式结构以外的长焦就真的变成了摆设了。