飙到2亿像素了 手机上的高像素到底是怎么回事?

2022年07月26日 00:52 次阅读 稿源:相机笔记 条评论

最近一段时间,三星、moto预热2亿像素传感器(手机),关于新一代iPhone是否会采用4800万像素传感器的传闻也引发了不少讨论。是时候来聊一个老话题了:手机上的高像素模式到底是怎么回事。

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首先,手机上的高像素可能是通过多帧拍摄叠加输出的。这与相机上的“摇摇乐”非常类似。区别在于手机依靠手持拍摄本身的抖动,而相机则更是通过传感器位移来实现更精细的位移。

2014年至2015年,几乎所有国产品牌的拍照手机都搭载了类似技术,例如用1300万像素相机拍摄5000万像素照片的OPPO Find 7、用2400万像素相机拍摄1.2亿像素照片的金立E8等。

▲ OPPO官方微博对Find 7高像素模式的宣传。

▲金立E8的高像素模式(截取自优酷科技的金立E8发布会视频)

然后,自2018年3月的华为P20 Pro开始。4800万像素、5000万像素、6400万像素、1.08亿像素……这些传感器确实具有数千万乃至上亿个像素(准确来说是光电二极管)。

这些传感器大多采用Quad-Bayer四拜耳结构(也有一些是9拜耳或16拜耳)并且在绝大多数时间采用近邻像素合并输出的方式工作。

日常拍摄时的照片像素多为1000万-1600万;开启高像素模式后,则通过软硬件配合实现高像素输出。

▲ 普通拜耳结构

▲四拜耳结构的物理状态(左),和通过电路模拟的普通拜耳结构(右)

4800万像素,四合一时为1200万

5000万像素,四合一时为1250万

6400万像素,四合一时为1600万

1.08亿像素,四合一时为2700万,9合一时为1200万

四拜耳并不是新事物:2014年发布的苹果iPhone 6系列,前置摄像头就是四拜耳结构。四拜耳也不是移动设备的专享:1999年的尼康D1、2018年的GH5S、2020年的索尼7SM3以及今年的奥之心OM-1,都采用了四拜耳或类似结构的传感器。

与普通拜耳结构相比,四拜耳除了能带来宣传上的噱头外,也能发展出更好的对焦性能与HDR高动态拍摄能力。

▲拆解显示索尼7SM3的传感器为四拜耳结构。

▲奥之心OM-1的传感器采用了四分式光电二极管,非常类似2 x 2 OCL结构的四拜耳传感器(只是没有高像素输出模式)。

最后,虽然有了高像素传感器,但多帧合成高像素的做法依然被保留至今。

一方面,它能改善人像、长焦等副摄的成像质量(副摄通常采用的还是普通拜耳传感器);

另一方面,多帧合成高像素的成像质量并不一定比传感器直接输出高像素来得差,相反使用体验可能还会更好(先启用传感器高像素输出模式往往会限制拍摄功能、降低处理速度)。

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