手机相机要看哪些参数?厂商是如何利用的?

本篇文章接上一篇『手机选购防套路:摄像头的分类你真的知道吗?』,我们知道了手机镜头数量以及搭配方式,下面来了解下手机镜头最重要的组成部分——感光元件。

感光元件,即图像传感器,分为CCD(电荷耦合)和CMOS(互补金属氧化物半导体)两种技术,由于CCD成本高,感光面积大,一般用在数码相机中,而在手机上采用的感光元件都是CMOS技术,成本和功耗较低,因此又称作CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor),简称CIS。

知名的手机感光元件生产厂家有日本的索尼IMX系列,韩国的三星S5K系列,美国的豪威OV系列、韩国的海力士以及国产的格科微(技术能力从强到弱),这些品牌的传感器也是所有的手机厂商在自家手机的相机中使用的。

所以在手机的相机上,采用哪个品牌的感光元件是衡量手机相机成像素质的最主要的因素(没有之一)。

下面我们来了解下感光元件的各项参数。

1.感光面积

在手机相机内的感光元件中,感光面积是最为重要的,它的大小决定了手机相机能够感知光线的强度,面积越大,感光性能越好,捕捉的光线就越多,记录照片的信息就越多,信噪比越高,噪点越少。

也就是说,感光面积越大,照片成像素质越好(这里的好,指的并不是画面的清晰度,而是指的画面的还原度高,色彩分配更均匀)

感光面积的单位用英寸来表示,一般为1/3、1/2英寸,分母也可用小数点表示,例如1/1.7,1/2.4,分数表示感光面积在感光元件中的占比,分数的数值越大,表示进光量越大,成像素质越高。

2.像素数量

像素是衡量图片清晰度的一个重要指标,是图像显示中的最小单位,在同样大小的一块屏幕内像素越高图像越清晰,在手机相机中,一般以百万、千万和亿为单位,常见的规格有200万像素、500万像素、800万像素、1200万像素、1300万像素、1600万像素、2000万像素、2100万像素、2400万像素、3200万像素、4000万像素、4800万像素、6400万像素、1亿800万像素等等(截止2020年第一季度几乎所有的像素数量)。

3.单像素尺寸

在相机中,每一个像素的尺寸是不等的,所以单个像素的面积也是衡量相机成像素质的元素之一,单位为微米(μm)。单像素尺寸越高,采光量就越高,像素之间的干扰就越小,噪点越少,画面的清晰度就越高。

常见的单像素尺寸有0.8μm、1.0μm、1.6μm、1.22μm、2.24μm等。

4.像素合一

像素合一,可以理解为将多个同色像素合为一个,形成一个大的像素,目的是提高单像素尺寸,像素之间间距拉大,提高传感器的灵敏度,使得画面色彩过渡更平滑,清晰度更高。

然而为了减小手机处理器在拍照时的运算速率,手机相机处在高像素模式下(指4000万像素以上)在默认界面一般输出为最高像素的几分之一(数据不固定),这源于手机相机的CMOS硬件的支持,像华为P40 Pro采用5000万像素主摄,由于采用了像素四合一技术,在相机默认界面输出有效像素(物理像素)为1250万,要拍摄5000万像素的画面需要调用高像素模式(各品牌手机调用高像素的方式不同)。

软件合成与硬件直出

再例如小米10(Pro)主摄为1亿800万像素,采用的也是像素四合一技术,在相机默认界面输出的有效像素为2700万像素(由于画面边缘虚化,小米将画面裁切至2500万像素),要调用1亿800万像素,在小米10 (Pro)上有2个切换按钮(插值与直出),相机主界面有“1亿像素”按钮,这颗按钮实际上输出的画面是经过插值算法(软件合成)的1亿800万像素,画质虽然有所提升,但与硬件直出的差距还是很大的。而要调用硬件直出的1亿800万像素,需要切至专业模式中的“1亿像素”,这时拍摄的照片才是真正的直出1亿800万像素。

另外还有像三星Galaxy S20 Ultra中的1亿800万像素,采用的是像素九合一技术(默认输出1200万像素),与上面所介绍的华为与小米的原理相同,就不再详细说明。

高像素手机一般都会有默认成像与高像素模式,默认成像的像素低,进光量低,适合在环境较亮的场景下使用;高像素模式的像素更高,所以进光量更高,适合在光线较暗的场景下使用。

本篇文章阐述了衡量手机相机成像素质最重要的元器件,也是4篇文章中最重要的一篇。下一篇文章将阐述手机镜头的焦距和变焦的概念、在摄像中防抖的模式以及相机对焦的方式。

感谢继续关注下一篇文章『变焦、对焦与防抖你真的了解吗?厂商就是这样坑你的!』

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