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2000年11月，一臺名為夏普J(rèn)-SH04的功能手機在日本市場正式發(fā)布，即便以當(dāng)時的標(biāo)準(zhǔn)來看，它也只能說是“其貌不揚”。但這部手機卻憑借著一顆11萬像素的CMOS感光元件，成功地成為了世界上第一款具備拍照功能的手機，更影響到了后世十幾年間的手機拍照設(shè)計思路。 是的，最初的11萬像素、30萬像素的智能手機的確因為CMOS像素太低、導(dǎo)致拍照效果不佳，基本上沒有實用性。因此，在至少長達十年的時間里，盡可能地提高手機CMOS的像素總數(shù)都可以說是全行業(yè)努力的方向：2004年，三星發(fā)布了全球首款500萬像素拍照手機；2009年，三星、索愛先后拿出了1200萬像素的成品；2013年，諾基亞以4100萬像素的808 Pureview震驚了業(yè)界，而同年，索尼發(fā)布了首款2070萬像素手機CMOS IMX220，一時間，拍照手機的“像素大戰(zhàn)”達到頂峰。
拍照手機的像素真的越高越好么？至少，在2013年的那個時候，在體會過一眾高像素手機的拍照水準(zhǔn)之后，無論是消費者還是手機廠商都開始了反思。而“像素越高，實際成像效果不見得更好”的言論更是很快被廣為接受…… 在智能手機的相機模組內(nèi)部，CMOS上密布著成百上千萬個極微小的光電傳感器，正是它們負責(zé)將鏡頭捕捉到的光信號轉(zhuǎn)換為電子色彩信息，而CMOS的面積越大、其上的傳感器數(shù)量越少，那么相應(yīng)地單個傳感器面積就越大、單位時間所能接受到的光線信息就越多，出差錯的概率也就越小——這就是所謂的“大底、大像素”才能真正提高畫質(zhì)的根本原理所在。 正是基于這樣的思想，從2013年之后，大家都能注意到市面上逐漸不再出現(xiàn)高于2000萬像素的“拍照手機”：而諸如“光圈”、“像素尺寸”、“雙核對焦”這樣以往可能只出現(xiàn)在專業(yè)相機上參數(shù)，也越來越多地出現(xiàn)在各大手機品牌的發(fā)布會ppt里。一切看起來都更加理性、更加專業(yè)，也更偏重實際的用戶體驗了。 然而，“好日子”似乎并沒能長久，就在2018年，我們再一次迎來了4000萬像素級別的智能手機的面世。不僅如此，從2018年底到如今（2019年初），越來越多的證據(jù)表明，智能手機新一輪的拍照“像素大戰(zhàn)”或?qū)⒕硗林貋怼?/p>
為什么高像素再一次吃香？是大家忘記了“大底、低像素更有利于畫質(zhì)”這一“真理”了么？仔細研究了近日曝光的多款高像素型CMOS之后，我們發(fā)現(xiàn)了其中的奧秘。 首先，“底大一級壓死人”的基本思想，在智能手機上依然正確無誤。和前幾年的主流手機CMOS相比，新近曝光的一系列超高像素新品普遍地在“大底”上取得了長足的進步。以定位并不高端的IMX586為例，其CMOS尺寸已然高達1/2（二分之一）吋，比過去一般認(rèn)為的“旗艦尺寸”1/2.3(二點三分之一）吋還要更大一圈；而新一代的旗艦級手機CMOS諸如IMX607、IMX608、IMX666之流，其1/1.8吋的CMOS規(guī)格，已經(jīng)和數(shù)年前的專業(yè)級卡片相機毫無二致了…… 當(dāng)然，光有大底是不夠的。要想盡可能提高CMOS感光能力、“大像素”更是不可缺少——然而，這些新款的CMOS，其像素是多大呢？目前已然出貨的、新CMOS中定位入門的IMX586像素尺寸僅有0.8μm，放在此前的1200萬、1600萬CMOS中屬于最低檔水準(zhǔn)；即便是公認(rèn)旗艦的IMX607，單個像素尺寸也僅有1.12μm——剛好和數(shù)年前臭名昭著的IMX220（2070萬大底小像素，最終導(dǎo)致成像效果不佳）相同，怎么看都不像是“為畫質(zhì)而生”的，不是么？ 然而，如果我們更進一步地去研究這些新的高像素CMOS的基本結(jié)構(gòu)，就會發(fā)現(xiàn)，廠商們其實多少還是用了心的：為了不讓新時代的高像素拍照手機重蹈覆轍，他們在CMOS的像素排列方式上引入了一些新技術(shù)…… 是的，看到這幅技術(shù)示意圖，有些朋友可能已經(jīng)反應(yīng)過來了：這不就是最近大熱的“四像素合一”么？是的，只不過人家的“學(xué)名”叫做Quad-Bayer，而它最大的特征就是能夠通過算法，將相鄰的四個像素合為一個，從而實現(xiàn)等效像素尺寸的翻倍。以IMX586為例，原本只有可憐的0.8μm像素的它，在算法的加持下，“搖身一變”就成為了1200萬像素、單個像素尺寸高達1.6μm的、妥妥的高畫質(zhì)取向參數(shù)了。除此之外，靠著“四像素合成”，這些新的CMOS還能做到在單張拍攝中實時合成HDR效果，無需多幀算法，更節(jié)約處理器性能，出片速度也更快。
說到這里，可能有的朋友開始意識到一個問題：的確，包括IMX586、IMX607、甚至此前已經(jīng)在市面上取得很大成功的IMX600（華為P20 Pro、華為Mate 20 Pro），它們都是在“四合一”模式下才能取得自身的最佳工作模式。在這個時候，它“等同于”一個超大底、超大像素的高素質(zhì)CMOS，實際畫質(zhì)的確要超越過往產(chǎn)品很多，這是事實。 但是，如此一來，當(dāng)普通消費者看到手機上標(biāo)注著“48MP”、“40MP”、“38MP”的時候，他們或許并不懂得什么叫做“四像素合一”、什么叫做“Quad-Bayer”，但他們會本能地以為這些手機就是憑借著高像素才取得了比過去更好的拍照畫質(zhì)。這，實際上就構(gòu)成了一種誤導(dǎo)。 我們肯定不能說，新的技術(shù)是不好的；況且它客觀上是可以實現(xiàn)比過去更佳的畫質(zhì)。但是，要想在這些新CMOS上實現(xiàn)它們的最佳畫質(zhì)，實際上必須要把它們僅當(dāng)做1200萬、1000萬、950萬像素的CMOS來使用。小白用戶沖著4000萬以上的“高像素”而來，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)手機默認(rèn)提供的高畫質(zhì)模式下，并不能真正用到這么高的像素——這，是不是有些不對呢？
當(dāng)然，筆者不是在否定新技術(shù)的合理性，也不是說用上這些新CMOS的手機就不能買了——至少，客觀上它們能夠提供更高的畫質(zhì)、更強的感光能力，在新SoC和AI算法的加持下也會有更多的玩法，這是肯定的。但是，從技術(shù)合理性，從“拍照”的基本原理，乃至從如今這些新CMOS的部分設(shè)計思路上，我們還是可以感覺到一些為了市場宣傳、為了降低手機其他部分的成本（比如單幀HDR就能大大降低對內(nèi)存、存儲和CPU性能的依賴）而做的妥協(xié)。這樣的高像素新CMOS，不能說不好，但至少，它是不夠極致的。 不過，既然“大底多像素”的“船新版本”CMOS已然出現(xiàn)在智能手機上，這至少說明如今的手機從結(jié)構(gòu)設(shè)計、鏡頭構(gòu)造等多方面已經(jīng)為此前從未有過的超大底相機做好了準(zhǔn)備：那么，我們當(dāng)然也有理由期待真正的，大底少像素的，更加極致畫質(zhì)取向的CMOS、更加純粹的拍照手機的出現(xiàn)。或許，到了那個時候，“智能手機超越卡片機”就真的不再是一種廣告宣傳的說法，而是客觀的技術(shù)事實了吧~ 【本文圖片來自網(wǎng)絡(luò)】 推薦閱讀： 感謝索尼，2019年的拍照手機造型或許要上天隨著大底CMOS在智能手機上的風(fēng)靡，未來拍照手機或?qū)⒃谕庥^上發(fā)生大變。 庫克放棄抵抗，未來iPhone機型售價或?qū)⑾抡{(diào)蘋果方面首次承認(rèn)，銷量與售價有著直接關(guān)系。
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