华为P20系列中国区的发布会上,华为消费者业务CEO余承东在演示P20 Pro拍照的时候,提到了华为P20 Pro的传感器尺寸相比之前以及竞品来说更大,而他也表示这种“底大一级压死人”的优势是硬件给手机带来的。
发布会之后,网上有很多人在讨论华为P20 Pro的图像传感器,华为也在之后通过种种渠道公布了这颗新的传感器IMX 600,。根据华为的表述,这颗传感器是华为、索尼和华为芬兰研究所联合研制出来的,华为之前吸收了诺基亚做Pureview的主体架构工程师们,才有了现在这个IMX 600。
抛开故事本身不谈,我想说说这颗传感器。
看过参数的人都知道,IMX 600这个CMOS的参数在目前整个智能手机界是相当变态的一个存在,传感器尺寸为1/1.73英寸,整体4000万像素以及采用索尼的Quad Bayer像素排列技术。
如此大的一个CMOS,相比较小的传感器,可以在单位时间内获得更好的光子数量,从而使传感器对灰度的判断更准确,色彩与灰度精度更高,这些都是硬件本身带来的。
显然IMX 600在单位时间进光量上相比之前的手机有更大的优势,我举一个不恰当的例子,如果iPhone X上使用的1/2.9英寸的传感器被看做是手机传感器的话,那么三星S9上使用的那个1/2.55英寸的可以被简单的看成是家用卡片相机的传感器,而华为P20 Pro上这个1/1.73英寸的可以看做是APS-C,而之前诺基亚在808上使用的那个怪兽级别1/1.2的传感器可以看做是全画幅。
拥有了更大的传感器,华为就能让P20 Pro拥有更多的可能。但传感器是一方面,另一方面要考虑像素问题。
华为芬兰研究所的做法和之前他们在诺基亚Pureview上做的一样,他们选择为这个1/1.73英寸的传感器放了4000万个像素点,单个像素的长度在1.12微米左右,尽管这个数值远远小于现在主流手机1.4微米,但实际上华为借助索尼的Quad Bayer技术实现了弯道超车。
在光线不足,达到激活Quad Bayer阈值的时候,华为P20 Pro会将4000万像素的成像照片通过“四合一”的算法合成一个像素最终成像,辅以2000万像素黑白副镜头(1/2.78英寸传感器和F1.6光圈)补充光线信息,让最终的成像效果更好。
这也是很多媒体评测完华为P20 Pro之后发现的一个问题,华为P20 Pro在夜晚成像的时候,会输出一张1000万像素的照片的原因。之前诺基亚在808上是使用4100万像素的镜头输出一张800万像素的照片,原理是一样的。
有很多人在质疑,为什么华为要选择在一块1/1.73英寸的传感器上堆积4000万个像素点,如果只堆积1200万个像素点,岂不是效果会更好?
实际上有厂商做过这件事,它叫HTC。当年HTC在ONE上使用的UltraPixel技术就是将单个像素的面积扩大,通过降低基础像素数量,增加单位像素面积达到增加进光量提升拍照质量的效果。
但是由于技术限制,HTC的超像素计划失败,原因是400万像素的镜头,根本无法满足用户的需求,而UltraPixel技术也被证实,在整个传感器尺寸过小的前提下,丢失像素数量的损害要远比进光量提升带来的收益对用户影响大得多。
而业内另外一个相对主流的技术是多针合成降噪,像三星、苹果、OV、小米都在使用这个技术,以三星S9为例。它使用的镜头像素为1200万,单个像素的长度为1.4微米,而在弱光环境下,它会在一个非常短的时间内拍摄12张照片,然后通过算法合成为一张。
这种算法完全依靠ISP和算法实现,但是1200万像素加12张照片,总像素14400万像素,要在短时间内处理如此多的像素信息,会对硬件提出相当严苛的挑战,因此三星苹果这些旗舰机都是通过外挂独立ISP实现的。
回到华为P20 Pro本身,华为选择了和上面两种都不同的像素合成技术,他们将四个像素记录的环境数据通过软硬件结合的算法合成一个像素点,在保证像素输出质量的前提下,同时增加了进光量信息,保证了在较暗光环境下的成像质量。而在光线充足的情况下,“四合一”关闭,生成一张4000万像素的照片保证了照片的细节最大程度的保留。
按目前的实际体验来看,华为在P20 Pro上使用的这颗大底CMOS和多像素合成技术是相对比较完善的解决方案,而未来下一代的镜头会不会在单个像素面积上有所提升,是很多人期待的。当然,IMX 600已经给2018年的手机镜头大战定下基调,华为已经跑在前头,看看竞争者们如何应对吧。
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