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TUhjnbcbe - 2023/9/30 15:52:00

基本上,目前市场上智能手机的*备竞赛大部分都还集中在相机质量上,甚至像素过亿的镜头都出现了,但实际效果却并没有我们内心预期的惊艳。虽然百万像素摄像头是当前市场趋势(为什么手机厂商都在追求多摄像头,高像素),但是相机图像传感器的大小实际上更重要。例如,与竞争对手相比,拍照实力更强的华为在宣传其旗舰手机时总是会进行图像传感器的对比,索尼和三星等组件制造商也越来越突出其传感器的尺寸。但是,为什么相机传感器尺寸对拍摄最佳照片至关重要呢?

为了探究原因,我们需要回到拍照的基本原则——光捕捉。较大的传感器比小传感器捕获更多的光线,而更多的光可以产生更好看的图片。至少这是它通俗易懂的说法。(文中有错误的地方欢迎在评论指出来,我自己搜集的资料,有些不确定)

捕捉尽可能多的光线

在基本级别上,传感器大小决定了摄像机可用于创建图像的光量。虽然分辨率在细节上起着作用,但捕获的光线量决定了摄像机的曝光平衡、动态范围甚至锐度。这就是为什么万像素和万像素的单反相机拍照效果仍然看起来比今天的万像素智能手机更好的原因。

大型传感器可产生更高的动态范围和更干净的图像

大多数旗舰手机传感器通常在1/2.55英寸(约1厘米)宽,有些特殊的手机基本能达到在1/1.7英寸及以上。相比之下,单反传感器普遍在一英寸宽以上,很容易就能达到4到5倍大小。这样一对比就能发现,智能手机传感器非常小,尽管一些品牌正在缩小相机传感器尺寸的差距,比如,华为P40系列拥有移动行业最大的1/1.28英寸(没办法,说到相机,华为基本吊打其它选手),但差距仍然明显。

传感器越大,它捕获的光量越多。虽然你可以使用更长的曝光时间来抵消传感器小的缺点,但这样会让图片更容易因为手抖和场景运动而造成模糊。无论传感器的分辨率如何,模糊都会降低图像锐度。同样,在不引入镜头失真伪影的情况下,更宽的光圈镜头更难制造(成本就更高,远没有提高像素来的划算),更不用说改变视野了。正如你可能猜到的,更多的光线使更大的传感器在低光摄影方面比较小的传感器表现更好。

低光下华为P40(默认拍照)

低光下小米10pro(默认拍照)

相机通过感光元件,负责将场景转换为电信号,存储到手机上。通常根据传感器的不同方式进行排列,但在常见的智能手机拜耳传感器中,它们是每个感光点就是一个像素。照片接收的光线越广,它们能够产生的动态范围(在光与暗之间可感知的幅度)越好。传感器接收到的光量越多产生的噪音就更小,即任何给定的像素都比它的邻像素更亮或更暗,则照片细节就更容易判断。(个人理解,不知道对不对)

感光点的大小因相机的分辨率和传感器的大小而异。保持传感器大小不变意味着感光点大小会随着分辨率的增加而缩小。或者,对于设置的分辨率,感光越大,传感器变得越大。

这一点很重要,因为感光是挤在一起的小型传感器。它们的接近意味着偶尔会从一个像素中发生光泄漏到相邻的像素中,这就是传感器噪音,经常出现在低光图片。较小的传感器和较小的感光元件会增加噪音并降低动态范围。

为什么相机传感器尺寸很重要?

随着分辨率的越来越大(现在超过MP),更大的相机传感器更显重要。保持像素大小合理对于最大化48、64和MP摄像机的分辨率性能至关重要。虽然我们还没有看到哪款智能手机的摄像头,能从这些数字提取场景的全部细节。但即便如此,随着手机摄像头的提升,这些传感器在良好的照明下捕捉的细节也比以往任何时候都多,可以想象,如果换上更大的传感器,效果会如何。

手机拍照的另一个近期趋势是像素装箱技术,允许这些高分辨率传感器组合像素,从而更好地捕捉光线。通过较大的传感器,以及更大的像素,极大地提高了低光摄影的质量(这还是华为先搞出来的)。这样,即使在光线昏暗的环境中,噪音也会更少,颜色表现也更好。

更大的传感器还会对拍摄的外观和质量产生影响,而不仅仅是分辨率。如前所述,更快的快门速度和更低的ISO可确保图像看起来清晰锐利。实际上,通过更宽的光圈来捕捉大量光线,可以减少了镜头失真伪影(如紫色光晕)的机会。

较大的传感器是低光摄影背后的驱动力

更大的传感器还有助于产生我们联想到的花哨的散景模糊效果,其中主体看起来孤立,图像的其余部分模糊不清。大型传感器可以使用更快(更高的)光圈和较宽的角度镜头来获得与较小传感器相同的效果,或者使用类似的光圈和较窄的镜头来获得更强烈的散景效果。虽然小型移动传感器无法与单反的效果相媲美,但更大的传感器有助于缩小差距。

智能手机传感器比较

为了展示智能手机领域目前提供的图像传感器,我们搜集了一系列高端手机的主要传感器尺寸,毫无疑问,华为牛逼。

图中有个有趣的现象,直到年,才有较多的智能手机相机超过年诺基亚Lumia提供的1/1.5英寸传感器,这绝对是移动摄影的历史巨人。更大的传感器当然不是一个新想法,但大部分厂商更希望实现与更大的传感器齐头并进的美学妥协。

值得注意的是,谷歌像素4和iPhone11排名在现代旗舰传感器尺寸的底部,但他们却被认为是一些最好的拍照手机。显然,传感器大小并不是拍摄一张好照片的唯一决定因素。

传感器不是决定因素,但却是未来的趋势

更大的图像传感器是移动摄影拼图的重要组成部分,但它们并并不是唯一的一块。高质量的相机还需要出色的镜头、强大的图像处理链和软件,让您尽可能充分利用硬件。所以还必须查看整个封装,而不仅仅是规格表上一部分唬人的数字。

智能手机相机质量也越来越多地受到摄影算法和机器学习的推动。智能软件在图像质量方面经常胜过原始的百万像素。即便如此,再优秀的软件在硬件不够时能做到的也有限。智能手机的摄像需要稳固的基础来构建,图像传感器尺寸将是争夺更好智能手机摄像机的关键要素。

——————————————————————————————————我是老汪,求

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