谨防被忽悠常见手机摄像头成像因素解析

23z0mcko · 发表于 2016-3-28 19:13:39

随着手机摄像头发展得越来越快，各类层出不穷的技术名词也如潮水一般在我们的眼前席卷开来，但这些技术究竟对拍照画质能有多大影响呢？消费者往往对此存在疑惑。本文我们暂且不去讨论那些令人眼花缭乱的技术，仅仅就最基本的CMOS感光芯片、镜头以及软件调校这三个方面去解读一下市面上的手机摄像头。而通过对这三点的判断，相信一颗摄像头的实力也已经能看出大半了。

常见手机摄像头成像因素解析

CMOS感光芯片
　　自从数字成像技术替代胶片成像技术之后，作为实现最关键“光电转换”过程的感光芯片已经成为了成像画质最关键的因素。经过一代代技术的演变与竞争，目前手机业界已经形成了以堆栈式CMOS芯片作为技术主体的发展态势。在感光芯片结构基本定型为堆栈式的前提下，目前我们消费者对于感光芯片的优劣主要能看得到的参数就是“单芯片感光面积”与“单像素感光面积”。
　　●单芯片感光面积
　　这里的指的主要是感光芯片的“感光总面积”，也就是摄影玩家常说的“底有多大”。目前手机摄像头的“底”普遍在1/3.06英寸到1/2.3英寸之间，当然也有像Nokia808 PureView和Lumia1020这样比较奇葩的机型。下面笔者整理了一份常见手机与单反CMOS尺寸对照表，以方便大家直观地了解各个尺寸之间的换算关系（由于一般描述类似“1/2.3英寸”都是采用的对角线长度，所以面积的上的差距会比看上大很多）。

　　1/3.06英寸一般为主流拍照手机的CMOS尺寸，典型代表是苹果iPhone 6。
　　1/2.3英寸一般为小型数码相机（DC）的CMOS尺寸，也有部分拍照手机CMOS达到了这个尺寸，典型代表是索尼XperiaZ3和魅族MX4。
　　2/3英寸和1/1.2英寸一般介于“微单”与“小型数码相机”的CMOS尺寸之间，代表机型分别是Lumia1020和Nokia 808 PureView。
　　4/3英寸还有1.5英寸，就是典型的微单尺寸了，代表机型分别是奥林巴斯EP-1和佳能G1X。
　　APS-C画幅就是常见的中低端单反的CMOS尺寸。
　　●单像素感光面积
　　这里指的主要是单个像素在感光芯片上“分到的感光面积”，计算公式就是单芯片感光面积除以像素数量。目前市面上常见的单像素感光面积普遍在1.12μm×1.12μm左右（以IMX214、1300万像素为例，以下将直接写为1.25μm2方便更加直观得对比），当然也同样有像HTCUtral Pixel摄像头那样达到4μm2的，当然这是特例。
　可以看出，单芯片感光面积大的未必单像素感光面积就大，这还要取决于像素的数量而定。那面对如此多种的组合，我们应该如何去选择呢？这里我们就要将像素数量和单像素感光面积组合起来看了（由于这两者乘起来也就是单芯片感光面积，所以看一款手机的“底”有多大也是估计其拍照画质的一个粗略参考指标，至于更细致得就要看更详细数据了）。
　　●像素数量是否越多越好？
　　首先，在保证一定的单像素感光面积下，增加像素数量是可以提高手机的解析力的。换句话来讲，就是高像素设备会比低像素设备收集到更多的细节，你放大来看会更清晰。但是加大像素数量会带来这样几个问题：
　　1.数据量吞吐：典型例子就是Lumia1020，由于其自身的ISP处理性能不够，导致其拍摄后处理时间较长影响体验，而且照片也比较占据内存空间。当然现在骁龙801处理器自带的双ISP已经拥有了足够的性能去处理高像素的数据吞吐量，但是拍摄后占据内存空间的问题依然存在。
　　2.对单像素面积的妥协：由于目前手机尺寸的关系，机身内部对摄像头感光元件尺寸也是有很大限制的。所以一般在提升像素数量的同时，很难再提升单像素面积，甚至是降低单像素面积，这样就会造成摄像头对光线的收集能力减弱（单像素面积越大收集到光线越多），从而造成“高感画质”变差，“宽容度”下降等问题。
　　3.高像素的实用性：目前我们使用手机拍摄的图片基本都是在手机屏幕上观看，那么即便是1920×1080的分辨率也仅仅只需要200万像素。那假如有朋友需要裁剪呢？800万像素也足够你裁剪掉3/4的画面也能够满足手机屏幕的浏览需求了，而且这个像素数量也基本能够满足4K的需求（3840×2160等于830万像素，当然这是在你不裁剪的情况下）。所以目前动辄1300万以上甚至2000万像素在实用性上看来并不如800万更好。（因为高像素会损失宽容度以及高感性能）
　　●单像素面积与高像素如何进行取舍？
　　从经验上来讲单像素面积越大越好，而像素数量超过一定范围则实用性大大降低。所以很明显的取舍就是在保证足够使用的像素数量下，尽量增大单像素感光面积，这样对于画质的影响是最为积极的。当然，这只是在同一工艺结构水平的CMOS传感器中的理论比较，毕竟工艺与结构上的升级相对来讲才是更加巨大的。至于IMX135是不是一定比IMX214要差呢？那还要看镜组搭配以及软件调试的好坏了。毕竟拍照画质这东西遵循木桶原则，哪一个方面做不好效果都不会好。
来源：pconline

n3bn9x4n · 发表于 2016-3-28 19:13:39

长见识谢谢分享

th06po · 发表于 2016-3-28 19:13:40

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摄像头的知识学习了。

h375k18 · 发表于 2016-3-28 19:13:40

我用过一个低端手机，号称130W摄像头，实际只有30W.

ymilnmle · 发表于 2016-3-28 19:13:40

400W的通过软件插值就可以达到800W。你手机摄像头CMOS传感器还没小指甲大，要他呈现1600W像素，想多了吧！！！！！

6dchyci · 发表于 2016-3-28 19:13:40

哎，怀念ccd.怀念诺基亚!

cmo3kq · 发表于 2016-3-28 19:13:41

涨姿势了，多谢分享，终于有点理解为什么苹果总是800W像素了！

jlcxck · 发表于 2016-3-28 19:13:41

涨姿势了，学习下

t47wq8 · 发表于 2016-3-28 19:13:41

这就是水果永远800W的真相吗

d27720 · 发表于 2016-3-28 19:13:41

确实，感觉现在的手机一个比一个像素高，而且很多人一出口就是多少像素多少像素的，根本不知道，如果感光元件面积一定，像素越高，画质越差。感觉固定在800万左右，尽量去加大感光元件面积才是正道。

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谨防被忽悠 常见手机摄像头成像因素解析

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