從6400萬到1億：智能手機(jī) “像素大戰(zhàn)”究竟是噱頭還是創(chuàng)新？

從最近各家的舉動(dòng)來看：手機(jī)的像素大戰(zhàn)，又開始了！

早期階段，智能手機(jī)的相機(jī)經(jīng)歷了由320萬、500萬、800萬到1200萬、1600萬、2400萬像素的發(fā)展階段。但隨著用戶對(duì)智能手機(jī)日益增長(zhǎng)的成像需求，單純的相機(jī)像素提升已經(jīng)不能滿足需要了。

但到了今年，手機(jī)相機(jī)（主要是主攝）的像素提升步伐似乎變得急促起來。首先是國產(chǎn)品牌的主力旗艦幾乎都在上半年一水兒標(biāo)配了基于索尼IMX586傳感器的4800萬像素多攝成像方案。而隨著上游技術(shù)方案的成熟，甚至是在一些中端、千元級(jí)的市場(chǎng)，我們也可以看到4800萬高像素鏡頭的身影。

當(dāng)然，與旗艦不同的是這些入門級(jí)市場(chǎng)出于成本層面的考慮，更多采用的是與旗艦不一樣的三星GM1傳感器。

這樣就結(jié)束了嗎？當(dāng)然不是！

智能手機(jī)完成像素“小目標(biāo)”：一個(gè)億

月初，小米在北京召開了一場(chǎng)針對(duì)影像的技術(shù)溝通會(huì)。在會(huì)上，小米宣布和三星聯(lián)合開發(fā)了6400萬像素的三星的GW1傳感器，并宣布這顆CMOS將會(huì)搭載到自家下半年即將發(fā)布的新機(jī)上。

幾乎就在同時(shí)，另一家新生國產(chǎn)品牌Realme也官宣了自家的6400萬像素新機(jī)產(chǎn)品的消息。同樣后者也為6400萬像素新品專門召開了一場(chǎng)技術(shù)溝通會(huì)，在會(huì)上Realme甚至還展示了6400萬像素的真機(jī)。

也就在小米那場(chǎng)影像溝通會(huì)上，小米還宣布了同樣是和三星ISOCELL聯(lián)合打造的1.08億像素傳感器ISOCELL Bright HMX。

雖然官方并沒有宣布這款產(chǎn)品具體的上市周期，但根據(jù)三星提供的消息顯示，三星ISOCELL Bright HMX將于本月晚些時(shí)候批量生產(chǎn)。顯然，距離我們正式看到新品的時(shí)間并不會(huì)太遙遠(yuǎn)。

小米首發(fā)一億像素的消息賺足了眼球，也極大地推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的像素之爭(zhēng)。可能很多人都沒有意料到，智能手機(jī)能夠這么快進(jìn)入到億級(jí)像素的時(shí)代。

目前來看，雖然一億像素的手機(jī)產(chǎn)品尚需時(shí)日，但6400萬高像素的產(chǎn)品將會(huì)在下半年正式進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)。隨著后續(xù)其他品牌產(chǎn)品的陸續(xù)跟進(jìn)，一場(chǎng)圍繞手機(jī)相機(jī)的“像素大戰(zhàn)”似乎已經(jīng)吹響了號(hào)角。

高像素就意味著高畫質(zhì)嗎？

這就回到一個(gè)其實(shí)有點(diǎn)老生常談的話題：高像素就意味著高畫質(zhì)嗎？

早在當(dāng)初有手機(jī)廠商做出1200萬甚至是2400萬像素的相機(jī)的時(shí)代，其實(shí)這個(gè)問題就出現(xiàn)了。當(dāng)時(shí)，這些高像素的產(chǎn)品在面對(duì)諸如iPhone這樣的經(jīng)歷了多年打磨的800萬像素相機(jī)模組時(shí)，似乎并沒有表現(xiàn)出想象中的碾壓性優(yōu)勢(shì)。

甚至在大多數(shù)時(shí)候，更低像素的iPhone在面對(duì)一眾高像素對(duì)手的時(shí)候，反而能夠表現(xiàn)出一定的成像優(yōu)勢(shì)。

到了今天，這樣的反差依然存在，并且還有了更加直觀的對(duì)比：本月剛剛發(fā)布的三星旗艦Galaxy Note 10+（5G版，下稱Note 10+）拿下了著名影像評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)DxOMark手機(jī)成像榜單第一的桂冠。

而和榜單后面的一眾主攝采用了4000萬像素、4800萬像素的主力旗艦相比，三星Note10+的這套主攝方案在像素?cái)?shù)上顯得比較“寒酸”，其采用的是1200 萬像素主攝+1200 萬像素長(zhǎng)焦+1600 萬像素超廣角的三攝方案。

在絕對(duì)像素?cái)?shù)的比拼上，排名第一的三星Note10+顯然跟高像素對(duì)手們不是一個(gè)級(jí)別。

那為什么三星Note 10+能夠在成像畫質(zhì)上做到比絕大多數(shù)采用更高像素的產(chǎn)品更好的呢？

首先需要明確一個(gè)基本概念：絕對(duì)的像素并不等于絕對(duì)的畫質(zhì)。

我們可以將像素理解為感光元件上的一個(gè)個(gè)小的圖像單位，這些小的圖像單位緊密排布在手機(jī)的感光元件上，每個(gè)方格的顏色組合起來就是最終的圖像。拍照的時(shí)候，鏡頭捕捉到的光學(xué)信號(hào)由傳感器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)換之后變成電流信號(hào)儲(chǔ)存在像素之中，最終再轉(zhuǎn)化為圖像文件。

和單純的提升像素相比，CMOS的尺寸更能夠有效地提升手機(jī)的成像素質(zhì)。因?yàn)镃MOS的底面積大小決定了每一個(gè)像素的尺寸，像素尺寸大小又在一定程度上影響著進(jìn)光量，從而影響畫質(zhì)。

“底大一層壓死人”這句話在手機(jī)領(lǐng)域同樣適用。比如，之前華為的P20系列、Mate 20系列以及今年的P30系列之所以能夠在拍照方面成績(jī)突出，和其獨(dú)家定制的鏡頭模組以及大底CMOS是分不開的。

實(shí)際上，即便是在CMOS尺寸相當(dāng)，像素?cái)?shù)一致的前提下，最終的成像質(zhì)量也不盡相同。一個(gè)典型的例子就是當(dāng)前比較流行的兩種4800萬像素手機(jī)成像方案：索尼IMX586和三星GM1。

IMX586是索尼開發(fā)的一套適用于手機(jī)的堆棧式CMOS感光元件，這顆感光元件有效像素高達(dá)4800萬，其最大的特色就是使用Quad Bayer 陣列，Quad Bayer 陣列擴(kuò)大到了4×4，并且以2×2的方式將RGB相鄰排列。

在使用搭載IMX586傳感器手機(jī)拍照的時(shí)候，Quad Bayer 陣列會(huì)讓每一個(gè)像素點(diǎn)就近計(jì)算周圍的顏色，并且通過獨(dú)立的信號(hào)處理變換像素結(jié)構(gòu)，從而實(shí)時(shí)輸出4800萬像素的高清照片。換句話說，IMX586的4800萬個(gè)感光單元每個(gè)都能獨(dú)立顯示并且輸出數(shù)據(jù)。

而GM1雖說也將陣列擴(kuò)大到了4×4，但是和IMX586最大的不同是，每個(gè)2×2陣列都只能識(shí)別同樣的顏色，并且只能一起輸出數(shù)據(jù)。也就是說，GM1硬件輸出的照片其實(shí)跟1200萬像素傳感器輸出的照片沒有本質(zhì)區(qū)別。

這也就是為什么雖然都是4800萬像素，采用IMX586和采用三星GM1的手機(jī)在成像畫質(zhì)上有明顯區(qū)別的主要原因。

而實(shí)際上，影響手機(jī)成像的因素還有很多，除了絕對(duì)的像素和CMOS尺寸之外，鏡頭模組的設(shè)計(jì)、光學(xué)材料的用料、硬件的調(diào)校、軟件算法的優(yōu)化等等層面都會(huì)很大程度上對(duì)相機(jī)成像的畫質(zhì)造成影響。

尤其是智能手機(jī)在軟件算法層面的重要性近些年變得越來越突出，一個(gè)典型的例子就是谷歌的Pixel系列，其憑借在夜景算法層面的強(qiáng)大優(yōu)化實(shí)力，吊打了一眾硬件實(shí)力更占優(yōu)勢(shì)的對(duì)手。

所以，手機(jī)成像的“唯像素論”并不可取。

高像素也不完全是噱頭

那么，為什么如今各家都要開始做高像素手機(jī)呢？

拿小米和三星這次聯(lián)合開發(fā)的ISOCELL Bright HMX舉例。雖然我們前面說到，高像素并不絕對(duì)等于高畫質(zhì)，但這套方案在硬件層面的優(yōu)勢(shì)也是顯而易見的。

之前我們說到，像素的大小和數(shù)量決定了傳感器的尺寸。而ISOCELL Bright HMX這次在像素大小上和目前主流的IMX586相比沒有變化，依然是0.8微米。但由于像素?cái)?shù)量的大幅增加，傳感器的尺寸自然也就水漲船高。

ISOCELL Bright HMX是第一款采用1/1.33英寸大尺寸的移動(dòng)圖像傳感器，也是迄今為止最大的智能手機(jī)傳感器之一，其CMOS的尺寸約為索尼RX100 VII（黑卡7）搭載的1英寸傳感器的四分之三。

顯然按照大底為王的說法，ISOCELL Bright HMX本身就具備一定的畫質(zhì)優(yōu)勢(shì)。高像素的畫質(zhì)優(yōu)勢(shì)不僅僅體現(xiàn)在拍照上，比如在視頻記錄方面，這款傳感器可以支持最高6K（6016×3384）分辨率下30幀的拍攝，這也是其獨(dú)到的畫質(zhì)優(yōu)勢(shì)所在。

最關(guān)鍵的是，三星ISOCELL傳感器的像素合并技術(shù)（Tetracell）會(huì)在弱光條件下自動(dòng)將像素合并，借助4個(gè)像素合并成1個(gè)像素的方式，得到更加明亮的2700萬像素照片。注意，這套方案一定程度上兼顧了分辨率和單像素進(jìn)光量，這將極大程度提升手機(jī)在暗光條件下的畫質(zhì)水平。

第三個(gè)層面，高像素和大底方案的采用，對(duì)智能手機(jī)的鏡頭模組和內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)上提出更高的要求。尤其是在智能手機(jī)這種對(duì)于內(nèi)部空間以及機(jī)身厚度有苛刻要求的設(shè)備中，要想將更大尺寸的CMOS以及對(duì)應(yīng)的更大尺寸的鏡頭模組塞入其中，就必須在很多方面采用新的技術(shù)和設(shè)計(jì)。

總而言之，智能手機(jī)的“像素大戰(zhàn)”并不是一個(gè)什么新鮮的話題。其背后反映出來的是整個(gè)行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇。無論從哪個(gè)角度來看，對(duì)于這些前沿性的技術(shù)探索，我們沒有必要過分吹捧，也無須對(duì)其冷目相待。

在做到理性客觀地認(rèn)知的同時(shí)，作為普通消費(fèi)者，我們也應(yīng)當(dāng)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新本身抱持鼓勵(lì)、肯定的態(tài)度。而從行業(yè)發(fā)展的角度來看，這些前沿技術(shù)勢(shì)必將推動(dòng)整個(gè)智能手機(jī)甚至是影像行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，難能可貴。