自2000年由夏普聯合日本移動運營商J-PHONE打造世界第一款帶攝像頭的手機以后,便一發不可收拾把手機拍照帶上了主流一直延續到今天,而且手機的像素也從一開始的幾十萬像素發展到今天的幾千萬像素成百倍增長,現在的手機動不動就萊卡鏡頭大光圈什么的。短短的十幾年間可以說手機拍照功能隨著手機產業發展的速度也是十分迅猛。除了手機的CPU性能之外(即手機流暢程度),就數攝像頭的分辨率最受人們的關注了。
因此近年來,各大手機廠商都把拍照作為產品的一個重要賣點,在相機CMOS上都不惜投入重金。當然,這也導致幾乎所有的旗艦機的攝像頭都是凸起來的,在現有的技術條件,采用高規格CMOS的旗艦機,很難把相機完全做平,即使蘋果也無法做到。
索尼和三星在去年相繼推出了4800萬像素的感光元件IMX 586和ISOCELL GM1,4800萬像素將會成為今年主流旗艦機的標配鏡頭。雖然在手機行業里,索尼移動的存在感一直都不怎么強。但在手機攝像頭CMOS上,對旗艦機來說,索尼幾乎是唯一的選擇。
自多家手機廠商推出搭載4800萬像素相機以來,IMX 586、ISOCELL GM1等名字就不絕于耳。實際上,目前市面上能夠提供4800萬像素輸出的手機相機傳感器,也只有IMX 586和GM1而已,然而華為榮耀高管稱三星GM1的4800萬像素攝像頭其實是假的!
華為與榮耀先后發布了搭載4800萬像素鏡頭的手機產品華為Nova4高配版、榮耀V20,這兩款產品受到了市場的追捧,小米與魅族等廠商也紛紛開始有了行動。
可能覺得后來跟進的廠商有渾水摸魚的嫌疑,榮耀高管跳來科普了他們家手機4800萬像素的鏡頭與別家新品的區別。
目前市面上4800萬像素鏡頭的有索尼IMX586與三星的GM1,前者是真正傳統定義的4800萬像素,后者的4800萬像素本質上還是1200萬像素,即便手機可以輸出4800萬像素的照片,也更像是通過插值實現的。IMX586則真正是傳統定義的4800萬像素。

手機拍照的基本原理
我們都知道,對于相機來說最重要的硬件就是感光元件了CMOS/CCD,目前手機采用的感光元件都是CMOS,這里就不展開講了。
這是一種將光學影像轉換成電子信號的設備,無論是相機還是手機,能拍出數碼相片最大的功臣之一就是感光元件。
同時,顧名思義感光元件就真的是一個“感光”的元件,它只對光線的明暗敏感,但是無法感知顏色。
如果我們直接用感光元件來成像,它看起來就像是一團黑影。
這顯然不是我們想要的照片。
如何得到一張彩色的照片呢?這里就不得不引出RGB的概念了。
三原色光模式(RGB color model),又稱RGB顏色模型或紅綠藍顏色模型,是一種加色模型,將紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)三原色的色光以不同的比例相加,以產生多種多樣的色光。(且三原色的紅綠藍不可能用其他單色光合成)

數字影像之父Bryce Bayer基于RGB模式,通過在感光元件前加上一個濾鏡的方法終于實現了彩色照片。
如下圖所示,下面這一層灰色的就是感光元件,每個方塊代表一個像素塊。上面這層彩色的就是Bayer濾鏡。

濾鏡上每個小方塊與感光元件的像素塊對應,也就是在每個像素前覆蓋了一個特定的顏色濾鏡。
比如最左邊的的紅色濾鏡塊,只允許紅色光線投到感光元件上,那么對應的這個像素塊就只反映紅色光線的信息。

注意,上圖為示意圖,感光元件上是不會出現彩色的,它只記錄光線明暗程度。
Bayer濾鏡跨出了照片從黑白到彩色的一大步,但是對于挑剔的人眼來說,每個像素只有一個顏色是遠遠不夠的,所以還需要后期色彩還原去猜色,最后形成一張完整的彩色照片。
?這一整套流程,就叫做Bayer陣列。
我們通過一張圖來展現Bayer陣列的工作方式:

第一張圖為原始圖像,我們采用帶有Bayer濾鏡的120x80像素傳感器來拍攝。
第二張圖是感光元件輸出的圖像,就像我們在第一部分所說的,感光元件只能記錄光線明暗程度所以我們看到的是一張黑白的照片。
第三張圖是通過Bayer濾鏡后輸出的圖像,已經能夠看出花是花、草是草,可是圖像不夠細膩,這樣一張照片來發朋友圈還是遠遠不夠的。
第四張圖就是最終通過色彩還原輸出的圖像了,雖然由于硬件限制,像素過低,不過這已經是一張合格的照片了。
不難看出數碼相機包括手機拍攝照片的大致流程:
感光元件→Bayer濾鏡→色彩還原
這就是一張照片從按下快門,到我們從屏幕中欣賞到自己作品的流程,也叫作Bayer陣列。
索尼IMX586與三星的GM1的工作原理
接下來他還具體解釋了索尼IMX586與三星的GM1的工作原理:
在使用搭載IMX586傳感器手機拍照的時候,Quad Bayer 陣列會讓每一個像素點就近計算周圍的顏色,并且通過獨立的信號處理變換像素結構,從而實時輸出4800萬像素的高清照片。
換句話說,IMX586的4800萬個感光單元每個都能獨立顯示并且輸出數據。4800萬像素的照片是硬件直出的,無需軟件插值。

GM1的輸出方式如下圖所示,雖說也將陣列擴大到了4x4,但是和IMX586最大的不同是,每個2x2陣列都只能識別同樣的顏色,并且只能一起輸出數據。也就是說,GM1硬件輸出的照片其實跟1200萬傳感器輸出的照片沒有本質區別。

三星官網披露的數據也可以佐證這一點,GM1的規格表中我們可以看到,其分辨率為4000×3000,也就是1200萬像素。

所以,IMX586與GM1的根本差異在于,前者可以通過變換像素結構的方式實現真正的4800萬像素,從而讓照片具有更強的解析力,放大之后也能更加清晰,而這也正是高像素最大的優勢。
據業內人士透露,2019年中4800萬像素的傳感器較少出現在旗艦手機上,反而是多見于中端產品,或者售價不太高的旗艦手機。即使是IMX 586,其對應產品的價位段也不過是3500元以下,再往上的旗艦手機,就很少會使用這枚傳感器了。
而ISOCELL GM1的定位還要更低,應該會較多出現在2000元價位段的機型上市,而4800萬像素的照片輸出自然會成為賣點之一。
雖然榮耀高管抨擊三星GM1的出發點,有打擊競爭對手的嫌疑,但還是讓包括小編在內的不少人受益良多,學習了不少關于手機像素的科普知識。
- 索尼和三星
- who care?
- 華為的攝影頭是哪家供應的呢?
- 說的簡單易懂,好文。
- 這說的很清楚了, 不信是基本都是高麗棒子, 我信華為。
- 高麗棒子經常會干扯淡的事, 我相信華為。
- 應該是扯淡,如果四個像素一起輸出,那還有什么意義?應該是插值算法,實際這四個像素是不一樣的
- 高管是誰,說清楚了,別又像昨天的水稻一樣吃的太飽,制造新聞出來。
- 看不懂,就湊湊熱鬧吧,別白票,點個贊留個言再走
- 狙擊Redmi新品,呵呵
