現(xiàn)在買新手機(jī)需要考慮什么？想必拍照素質(zhì)如何已經(jīng)成為很多人考量一臺(tái)手機(jī)好壞的重要因素。曾經(jīng)一手單反，一手長槍短炮旅游的我們，已經(jīng)被一臺(tái)輕便的手機(jī)所替代，可以說手機(jī)已經(jīng)在絕大多數(shù)情況下替代了專業(yè)相機(jī)，成為我們記錄美好生活的工具。而且近些年來，手機(jī)廠商一把心思全放在照片功能上，各種新技術(shù)加成讓拍照體驗(yàn)得到極大提升，但有時(shí)候卻看不懂廠商們的宣傳語，一大堆專業(yè)晦澀的詞語頻頻出現(xiàn)，今天我們就以手機(jī)攝像頭模塊為例，為大家解讀一番其背后暗藏的信息。

“4000萬像素”、“索尼IMX363傳感器”、“萊卡/蔡司認(rèn)證鏡頭”、“F1.5光圈”、“專業(yè)人像雙攝”，不僅僅不精通的相機(jī)的普通消費(fèi)者懵圈，有時(shí)候面對(duì)廠商為了噱頭創(chuàng)造出來的一些詞匯，小編也是相當(dāng)茫然。但仔細(xì)了解背后的技術(shù)，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，有時(shí)候一些參數(shù)并不是越大越好，最高并不一定就是最好。

影像傳感器（感光元件尺寸）

這里我們講得主要是手機(jī)中圖像傳感器，也就是我們?？吹侥衬呈謾C(jī)用了索尼的IMX363傳感器，為什么要提這個(gè)呢？其實(shí)這個(gè)傳感器已經(jīng)是集數(shù)碼相機(jī)的大成，構(gòu)成組件和工作原理與傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)無異，只是為了適應(yīng)手機(jī)的尺寸，將尺寸做到極致罷了。其實(shí)手機(jī)廠商選用了什么影像傳感器基本上就決定了手機(jī)攝像頭的一系列參數(shù)。

在老法師們口中有一句名言“底大一級(jí)壓死人”，所謂的“底”其實(shí)就是影像傳感器的CMOS尺寸大小，簡單地說，它能夠把光信號(hào)量化成電信號(hào)，然后傳輸給ISP處理。那為什么底越大越好呢？

不同尺寸CMOS對(duì)應(yīng)參數(shù)

因?yàn)镃MOS尺寸直接關(guān)系到感光器件的面積大小。在同等像素下，傳感器越大，單一像素的面積也相應(yīng)越大，其接受光信號(hào)的能力越強(qiáng)，捕獲的光子越多，信噪比得到極大提高， 得到畫質(zhì)更加干凈。當(dāng)然了傳感器尺寸大小也是與其設(shè)計(jì)生產(chǎn)成本成正比的，越大越好，但是也越貴。

手機(jī)攝像頭的CMOS其實(shí)真的很小一個(gè)

像素

像素在從前可是最重要的手機(jī)拍照能力指標(biāo)，手機(jī)廠商通常將旗下某某手機(jī)擁有4000萬像素鏡頭作為宣傳重點(diǎn)，但是高像素就一定等于更高清晰度嗎？

非也！我們通常所說相機(jī)是1300萬像素其實(shí)說CMOS上有1300萬個(gè)感光點(diǎn)，4000萬像素就有4000萬感光點(diǎn)，不過組成這4000萬像素可是一道數(shù)學(xué)題哦，？×？=4000W？舉個(gè)例子，華為新機(jī)P20 Pro的拍照分辨率為7296×5472，其實(shí)這和手機(jī)屏幕1080P分辨率是一個(gè)關(guān)系的。

按道理來說，4000萬像素遠(yuǎn)高于1300萬像素啊，拍出來的照片肯定更加清晰，細(xì)節(jié)更好，而事實(shí)上圖片分辨率越高，只代表圖片尺寸越大，圖片清不清晰還和成像算法、攝像頭素質(zhì)有關(guān)系。

還有一個(gè)重要因素，我們的手機(jī)分辨率通常都是1920×1080，7296×5472的照片還不是要經(jīng)過壓縮才能顯示在屏幕上，都超出了屏幕分辨率范圍，所以肉眼上的清晰度是沒有區(qū)別，但是你放大后區(qū)別就會(huì)出現(xiàn)了，理論上4000萬擁有更好的細(xì)節(jié)。如果你需要把照片打印出來，那么這個(gè)時(shí)候的4000萬像素就更能排上用場了，可以打印出比1300萬像素更大的照片。

總而言之，像素不能決定照片最終的質(zhì)量，但對(duì)于保留細(xì)節(jié)上有一定作用。

像素大小

結(jié)合之前CMOS尺寸以及像素問題，你應(yīng)該發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，如果CMOS尺寸大小是一定的，像素越多，那么像素大小豈不是越小了嗎？

對(duì)的，其實(shí)像素小了以后也有副作用，那就是細(xì)節(jié)。CMOS工作原理決定了只有光線信號(hào)強(qiáng)度超過最低閾值時(shí)，才能正常驅(qū)動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路工作，如果像素接收到的光線信號(hào)強(qiáng)度過低，這部分畫面就不能被有效表達(dá)。因此，大像素點(diǎn)比較小像素點(diǎn)會(huì)獲得更大的進(jìn)光量，進(jìn)而能夠獲影響畫質(zhì)表現(xiàn)。

當(dāng)年HTC OneM8的UltraPixel就是這么干的，雖然CMOS底只有1/3英尺，但由于像素僅為400萬，因而每個(gè)像素點(diǎn)高達(dá)2μm，從而獲得了更好的進(jìn)光量。其實(shí)做法當(dāng)時(shí)備受消費(fèi)者質(zhì)疑，因?yàn)楫?dāng)時(shí)手機(jī)已經(jīng)標(biāo)配千萬級(jí)像素?cái)z像頭，HTC突然來個(gè)400萬像素是非常扎眼。

華碩Zenfone4發(fā)布時(shí)，關(guān)于像素大小與進(jìn)光量對(duì)比

其后手機(jī)廠商為了兼顧像素以及像素大小問題，不斷研發(fā)CMOS尺寸更大的攝像頭，目的就是希望同時(shí)擁有這些優(yōu)點(diǎn)。

光圈

在單反、微單相機(jī)中，大部分鏡頭的光圈都是可變，通過驅(qū)動(dòng)鏡頭中幾塊超薄金屬片開合狀態(tài)，改變光圈孔的大小從而控制進(jìn)入CMOS中的光線量。光圈的大小會(huì)用f/1.5、f/1.8來表示，f值越小，光圈越大，通過鏡頭到達(dá)CMOS的光線就越多，成像畫面就越明亮，反之畫面就越暗。因此，在夜拍或暗光環(huán)境下，大光圈的成像優(yōu)勢就更明顯。

除了對(duì)照片畫面明暗有控制作用外，光圈大小還能擁有控制景深的功能，光圈越大，景深就越小，從而產(chǎn)生了背景虛化效果，突出了拍攝重點(diǎn)。

一張圖讓你溫習(xí)光圈、快門速度、ISO的關(guān)系

不過目前由于手機(jī)攝像頭尺寸限制，并沒有做到多級(jí)可變光圈，只有三星的Galaxy S9、S9+上的攝像頭是具有f/1.5以及f/2.4兩級(jí)自動(dòng)切換外，其余手機(jī)光圈都是恒定的。

三星Galaxy S9/S9+配備的可變光圈攝像頭，圖片來自iFixit

對(duì)焦

講起手機(jī)攝像頭的對(duì)焦方式，真的是“一匹布”那么長，經(jīng)過這么多年發(fā)展，為了讓手機(jī)拍照功能易用性大大提升，先后出現(xiàn)了反差式對(duì)焦、相位對(duì)焦、激光/紅外對(duì)焦、全像素雙核對(duì)焦幾種。

反差式對(duì)焦(Continuous AF)是元老了，以前都是基于這種方式。原理是根據(jù)焦點(diǎn)處畫面的對(duì)比度變化，尋找對(duì)比度最大時(shí)的鏡頭位置，那么這就是成像最佳的位置。顯然你可以一眼就知道問題，反差式對(duì)焦需鏡頭歷遍所有成像畫面，才能找到最佳對(duì)焦點(diǎn)，顯然對(duì)焦太慢了。

傳統(tǒng)反差式對(duì)焦需要經(jīng)歷的過程

相位對(duì)焦(Phase Detection AF)就是為了速度而誕生的，在CMOS感光元件上專門引入了遮蔽像素點(diǎn)， 由兩個(gè)像素成對(duì)組成，它只用于進(jìn)行相位檢測。工作時(shí)兩個(gè)像素通過微透鏡各自成像（與人眼成像類似），對(duì)焦系統(tǒng)根據(jù)判斷信號(hào)波峰的位置可判斷出鏡頭應(yīng)該往前還是往后偏移，從而迅速準(zhǔn)確合焦。由于鏡頭對(duì)焦行程大大降低，對(duì)焦速度自然就上去了。缺點(diǎn)也有，就是需要被攝環(huán)境充足，夜景下表現(xiàn)一般般。

全像素雙核對(duì)焦（Dual pixel phase detection AF）是最強(qiáng)的進(jìn)化版本，相位對(duì)焦原理，在全部像素點(diǎn)上都分布有兩個(gè)光電二極管，均能獨(dú)立地接收光線，從而形成相位差，大幅度提升了手機(jī)對(duì)焦的速度，而且在暗光環(huán)境下的表現(xiàn)得到了提升。前年的三星Galaxy S7、S7 edge就開始配備這個(gè)技術(shù)的攝像頭。

相位對(duì)焦與全像素雙核對(duì)焦比較，來自三星S7發(fā)布新聞稿

激光/紅外對(duì)焦 (Laser AF)似乎更加高大上了，但原理確實(shí)最簡單的，激光/紅外傳感器向外發(fā)射低功率激光/紅外光，計(jì)算光線到被攝物體間往返的時(shí)間來確定被攝物體距離鏡頭的距離，從而實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)和高速的對(duì)焦。不過由于主動(dòng)發(fā)射的光線功率太低了，傳播距離有效，基本上遠(yuǎn)距離就抓瞎了，而且還有個(gè)問題，激光/紅外模塊都是獨(dú)立于攝像頭的，需要在背面再開孔，對(duì)于手機(jī)整體美觀度設(shè)計(jì)會(huì)大打折扣，也因此采用激光對(duì)焦的手機(jī)比較少。

索尼Xperia XZ激光對(duì)焦

雖然目前有些手機(jī)支持反差式+相位對(duì)焦+激光對(duì)焦的混合對(duì)焦，但全像素雙核對(duì)焦依然尤其獨(dú)特優(yōu)勢，這個(gè)原本是三星旗艦手機(jī)對(duì)焦快得離譜的獨(dú)家武器，目前已經(jīng)有小米MIX 2s、vivo X20這些手機(jī)開始支持全像素雙核對(duì)焦，拍照速度“咻咻咻”。

華碩的Tri-Tech混合對(duì)焦，號(hào)稱對(duì)焦時(shí)間0.03秒

變焦

手機(jī)攝像頭實(shí)現(xiàn)單反級(jí)別的變焦顯然是不可能的，這是原理性問題。手機(jī)攝像頭僅幾毫米厚，根本塞不進(jìn)可以驅(qū)動(dòng)鏡頭組移動(dòng)的模塊，無法完成物理上的變焦。但為什么部分手機(jī)上依然出現(xiàn)了2×光學(xué)變焦、10×數(shù)碼變焦呢？

其實(shí)這些手機(jī)都配備了雙攝像頭，其中一個(gè)就是長焦鏡頭，擁有比平常攝像頭更長的焦距，這樣距離成像物體更近，2×光學(xué)變焦就是系統(tǒng)切換到長焦鏡頭拍攝得來的。而10×數(shù)碼變焦是單純依靠軟件算法放大原有圖片得來的，比方說我有一張照片，通過一系列算法插值、降噪等處理，局部放大10倍給你，僅此而已，效果絕對(duì)是比不上純光學(xué)變焦。

iPhone X上的長焦鏡頭，來自iFixit

光學(xué)/電子防抖

是不是有時(shí)候總發(fā)現(xiàn)自己拍得照片里面有鬼影一般的模糊，那就是因?yàn)槟銢]有穩(wěn)定“麒麟臂”，導(dǎo)致攝像頭在成像過程中被移動(dòng)了，這個(gè)在晚上拍照特別明顯。但是目前手機(jī)攝像頭都有光學(xué)/電子防抖對(duì)此進(jìn)行彌補(bǔ)。

光學(xué)防抖是一種物理防抖，鏡頭模組是處于“浮動(dòng)”狀態(tài)，陀螺儀偵測到微小的移動(dòng)，然后將信號(hào)傳至微處理器，處理器立即計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)奈灰屏浚鶕?jù)鏡頭的抖動(dòng)方向及位移量加以補(bǔ)償?shù)窒粼卸秳?dòng)，從而有效地克服因相機(jī)的振動(dòng)產(chǎn)生的影像模糊。

華為P20 Pro攝像頭光學(xué)防抖，來自iFixit拆解視頻

電子防抖就是純算法的防抖，當(dāng)陀螺儀檢測到抖動(dòng)后，就會(huì)把抖動(dòng)的向速和移動(dòng)量參數(shù)發(fā)送給微處理器，由微處理器對(duì)生成的圖像進(jìn)行算法上的彌補(bǔ)，降低照片的模糊。

就效果而言，優(yōu)秀的電子防抖可以達(dá)到光學(xué)防抖效果，但是在實(shí)際視頻拍攝中，光學(xué)防抖效果還是稍微更好一些。

可視角度

相信對(duì)于攝像頭可視角度最關(guān)注的一定是女生了，因?yàn)檫@個(gè)關(guān)乎到自拍、合拍的效果。而可視角度卻又和焦距掛鉤，焦距越大可角度就越小，反之亦然。目前很多前置攝像頭為了照顧女性的合拍需求，都會(huì)配備一個(gè)廣角攝像頭，顧名思義就是擁有更大可視角度，原本90°變成120°，原本只能拍三四個(gè)人，現(xiàn)在卻可以拍上10多人。

索尼Xperia XA2 Ultra前置攝像頭，來自索尼官網(wǎng)

雙攝/三攝

如果說拍照成為了手機(jī)最重要的功能，廠商們一定不遺余力地提升拍照素質(zhì)，由于手機(jī)需要便攜性，不能像單發(fā)、無反相機(jī)擁有那么多機(jī)械結(jié)構(gòu)，最后只能橫向發(fā)展，結(jié)果就是采用兩個(gè)或者三個(gè)攝像頭，達(dá)到“傻瓜機(jī)”級(jí)別以上的拍照體驗(yàn)。

目前手機(jī)廠商對(duì)于雙攝像頭的方案也有很多，比方說一個(gè)常規(guī)攝像頭搭配景深傳感器、黑白攝像頭、廣角攝像頭、長焦攝像頭等，這些方案都有各自的特點(diǎn)。

景深傳感器嚴(yán)格意義上不參與到成像中，但是它能夠獲取物體的距離信息，并利用這些信息來區(qū)分前景和背景，為照片創(chuàng)造出更好的景深效果，例如背景模糊。

HTC One M8 UltraPixel+景深傳感器

黑白攝像頭故名思意，沒有RGB彩色濾鏡，只能捕抓光線信息，但它卻比尋常攝像頭獲得的光線信息更多，讓照片在夜晚下有更好的成像體驗(yàn)。

華為P20 Pro 長焦、黑白、彩色攝像頭

廣角攝像頭就像之前所說的一樣，可以擁有非常寬闊的視野，不需要移動(dòng)手機(jī)就能拍下宏大物體的全景。

索尼Xperia XA2 Ultra前置廣角攝像頭

長焦鏡頭也就是我們所介紹的提供光學(xué)變焦功能，比如iPhone 7 Plus開始提供的2x光學(xué)變焦，因?yàn)殚L焦攝像頭的焦距是主攝像頭的2倍，可提供2x光學(xué)變焦能力。

以上就是我們今天講解的全部內(nèi)容，主要就是針對(duì)手機(jī)攝像頭硬件上的常見名詞進(jìn)行了解讀，讓大家了解一下它意味著什么，和我們平時(shí)拍照體驗(yàn)有什么關(guān)系。在最后，請(qǐng)?jiān)试S我們使用一張來自Tech Insights匯總圖，里面包含三星Galaxy S系列手機(jī)歷年來攝像頭模塊的變遷，照片像素曾經(jīng)占領(lǐng)過高地，但又回歸理性， 像素點(diǎn)尺寸更大，還有DRAM融入后實(shí)現(xiàn)960fps慢動(dòng)作拍攝，總之就在不斷緩慢進(jìn)步當(dāng)中。當(dāng)然我們也很高興看到華為P20 Pro以極強(qiáng)的拍照素質(zhì)打入了DXOMark榜單的前三，更期待未來手機(jī)拍照能達(dá)到什么樣的境界。