【虎扑数码wiki】留下美好世界——手机摄影模块科普 - 2019年8月14日虎扑存档

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楼主 (虎扑)

人类为什么发明照相机？是为了更好的记录世界，留下美好的世界。2000年，夏普在J-SH04手机上搭载摄像头，开启了手机摄像的伟大尝试。从一开始的拍个亮，再到后面的拍得清，而苹果、三星、华为相继领导的手机摄影革命，让手机也能拍得好，甚至拍出媲美相机的效果。而影响手机拍照水平有哪些因素呢？去手机店，店员会跟你说“4800万像素”“四摄”“莱卡镜头”等让人云里雾里的话，像素越高，摄像头越多，手机拍照就越强吗？这个答案自然是否定的，这就涉及到影响手机拍照的第一个关键硬件——CMOS。

手机的CMOS就是手机的影像传感器，逛数码区看多了，可能经常会听到以下几个名词“IMX586”“IMX600”，它们都是CMOS的型号，目前手机做CMOS的有索尼（IMX前缀），三星ISOCELL（S前缀）和OV（比较少了），最主流的就是索尼的CMOS。那么哪个CMOS比较好呢？回归到文章开头提到的问题，像素越高，性能越强？显然不是。CMOS强弱，最关键在于两个参数，一个是传感器的尺寸，另一个就是单位像素面积。

首先是传感器尺寸，也就是人们俗称的“底”，底大一级压死人，传感器尺寸越大，能接收到更多光线，拍照就更加清晰锐利，夜间表现也更出色。华为P20Pro为什么那么强，在当时一骑绝尘？因为其主摄IMX600的尺寸是1/1.73英寸，而当时主流的IMX363只有1/2.55，差距一下子就出来了。传感器尺寸看1/X，X越小越好，不少相机已经是1英寸大底了，而底越大，占用手机面积就越大，在寸土寸金的智能手机，比拼的各厂商功力了，谁有本事在差不多大小的机身内塞入更大的CMOS，更大的电池，谁就有更大的优势。第二个是单位像素面积。用过华为P30Pro等手机的用户就知道，夜间模式是不能开4000W/4800W的，为什么？单位像素面积越大，进光量也就越大，适合夜间拍照，单位像素面积越小，白天可以捕捉更多细节。传感器尺寸一定时，像素值越高，单位像素面积越小。厂商都在比拼高像素，一是有噱头；二是白天拍照细节确实更丰富，那夜间怎么办？机智的索尼采用了Quad Bayer阵列设计，在暗光下拍照时相邻的2×2像素可使用同一种颜色，所以夜间模式都是1000/1200W的，等效的单位像素面积提升到1.8/1.6μm，有利于夜间拍摄，这样出来的照片就相当于1000W或者1200W像素的。补充一个知识，有兴趣可以接着看，没兴趣的可以暂时跳过。

同样是4800W的CMOS，IMX586和三星GM1却有很大的不同，之前也闹过一阵。最本质的区别就是IMX586可以支持硬件直出，每个像素单元都可以输出，可以再4800W/1200W之间灵活切换，但是GM1就不行了，相邻两个像素只能显示一个内容，因此不能硬件直出4800W像素的照片。 CMOS是可以定制的，华为就是靠着定制独占的CMOS，目前在手机摄影界独占鳌头，但是索尼外售的CMOS也很多，今年主流旗舰都是IMX586，为啥不同家的拍照素质不一样，甚至差距甚大呢？下面讲第二个比较重要的部件——光学镜头。

光学镜头是手机拍照的重要部件，光线要通过它才能被CMOS感知，同样一款CMOS，配上不同的镜头，效果也会有所差异，不少厂商会强调镜头，比如“用7片XX玻璃组成的镜头”，我们经常听到的“光圈”也跟镜头有着直接的关系，一般来说手机的光圈是不可调的（三星S9等少数机型除外），手机厂商会尽量给手机搭配更大的光圈，光圈越大，单位时间内通过这个光圈的进光量就越多，感光元件获得的信息也就越丰富，像P30Pro的光圈是f1.6（数值越小光圈越大），能够提升成像表现。上文介绍了影响手机拍照的两大因素——CMOS和镜头，那么搭载同一款CMOS，同一副镜头，出来的照片是不是完全一致？答案是否定的，图像的质量，和ISP也有关系，ISP在“手机SOC科普”有提到，这里不再重复了，还有一个至关重要的因素——算法。

什么叫算法，可以理解成对出来的图片进行加工。打个不太恰当的比方，景物是生的食材，镜头是采购员，CMOS是厨师，厨师能驾驭的食材越丰富，做出来的菜式就越丰盛，而ISP可以看成厨具，做成一道菜之后呢，算法会先尝一尝，觉得哪里淡了点就加点盐，觉得哪里咸了就加点糖，再呈现给我们的眼睛（食客），尽量让食物有更好的口味。算法比较成熟的厂商，出来的食物（照片）色香味俱全（效果好），当然算法也不是万能的，有时候可能会用力过猛，反而失去了食物的原汁原味（照片颜色失真）。
本篇科普就到此结束啦，要想拍出好的照片，手机厂商上下要做非常多的努力，不是一个部门就可以完成的。当然，这个和个人的拍照技术有很大的关系，想要拍出好照片，也需要大量的练习。最后补充一点知识吧，关于华为的“徕卡”到底怎么回事？徕卡一部相机几万块，为什么华为能用上它的“镜头”？其实镜头不是徕卡生产的，是徕卡跟华为合作，徕卡对华为的镜头生产进行把关，比如采用了更强的测试光源，对镜片的生产提出了更严苛的要求，还有对色彩也进行了调校，就是我们熟知的“毒德味滤镜”，从现在看，华为和徕卡的合作是很成功的，让华为成为了“手机拍照”的标杆，也让百年徕卡得以在智能手机时代大展拳脚。本文同步发布于公众号：JRS玩机社

霍