手機(jī)相機(jī)系統(tǒng)由鏡頭、傳感器、光圈和ISP(圖像信號(hào)處理器，一般集成在SoC中)等部件構(gòu)成，結(jié)合軟件算法，這幾點(diǎn)的優(yōu)劣基本決定一部手機(jī)的拍照性能。硬件方面，由于體積和成本限制，手機(jī)的鏡頭和光圈并玩不出什么花樣，所以傳感器的重要性就更加突出。

出于成本、產(chǎn)品定位和外形設(shè)計(jì)(攝像頭突起)的考慮，手機(jī)廠商會(huì)在不同機(jī)型上使用不同的圖像傳感器。本文將會(huì)給大家介紹一下主流傳感器的參數(shù)，參數(shù)對(duì)成像的影響，以及都被哪些手機(jī)采用。

傳感器參數(shù)的意義

有效像素、傳感器尺寸和(等效)單位像素尺寸是手機(jī)相機(jī)傳感器的核心參數(shù)。

傳感器尺寸影響什么?

忽略軟件算法和其它因素，傳感器尺寸越大越好。因?yàn)閭鞲衅鞔笮Q定了有多少光被捕捉。拍照時(shí)，傳感器上每一個(gè)像素都紀(jì)錄“光信息”，傳感器尺寸大意味著更豐富的信息。

這也就意味著“大底”傳感器能帶來(lái)更高的動(dòng)態(tài)范圍、更廣的ISO范圍和更少的噪點(diǎn)。直接表現(xiàn)就是明暗條件復(fù)雜場(chǎng)景下更好的曝光和細(xì)節(jié)還原，以及暗光環(huán)境下更好的曝光和噪點(diǎn)控制。能在暗光和明暗條件復(fù)雜場(chǎng)景下表現(xiàn)優(yōu)秀的話，手機(jī)在其它場(chǎng)景下的表現(xiàn)也不會(huì)差。

此外，在其它參數(shù)和拍攝條件(距離)一致的情況下，傳感器尺寸越大，越能實(shí)現(xiàn)物理背景虛化。不管算法摳出的虛化照片有多好，都不如物理虛化來(lái)的自然。大多數(shù)手機(jī)傳感器尺寸都不大，所以只能在很近的距離拍出物理背景虛化照片。松下DMC-CM1是傳感器尺寸最大的手機(jī)，1英寸的傳感器能在不是很近的距離拍出漂亮的物理背景虛化照片。

然后，在其它參數(shù)(鏡頭焦距)和拍攝條件(距離)一致的情況下，傳感器尺寸越大，成像的視角就越大。對(duì)于小尺寸傳感器設(shè)備來(lái)說(shuō)，需要視角更廣(焦距更短)的鏡頭，才能實(shí)現(xiàn)合適的視角。

Lumia 1020攝像頭突起顯著，1/1.5英寸傳感器大于99%的手機(jī)

大尺寸傳感器的缺點(diǎn)是占用空間大。因?yàn)椴粌H傳感器本身大，大尺寸傳感器也需要大尺寸鏡頭來(lái)覆蓋。鏡頭和傳感器都大的話，手機(jī)的厚度和攝像頭突起的體積就會(huì)不可避免地變高，也會(huì)占用手機(jī)其它部件的空間。選用什么尺寸的傳感器一直是手機(jī)廠商需要權(quán)衡的。

單位像素尺寸影響什么?

單位像素尺大小決定了傳感器的感光能力，越大意味著更好的暗光拍攝能力，最直觀的表現(xiàn)是噪點(diǎn)水平。

單位像素尺寸=傳感器寬度/照片分辨率寬度

從公式可看出，有效像素、傳感器尺寸和單位像素尺寸是互相影響的。如果一個(gè)傳感器的單位像素尺寸大，那一般情況下它的傳感器尺寸就不會(huì)小。但有些傳感器像素太高，這時(shí)傳感器體積再大也避免不了單位像素尺寸的渺小。這時(shí)就會(huì)用到素四合一，用四個(gè)小像素合成一個(gè)大像素，把像素?cái)?shù)量降到原來(lái)的四分之一。盡量用夠大的等效單位像素尺寸來(lái)彌補(bǔ)小像素感光能力不足的劣勢(shì)。

有效像素影響什么?

有效像素越大，解析度越高，照片細(xì)節(jié)更清晰。

IMX586 4800萬(wàn)像素放大更清晰(圖源：SONY)

但由于大像素會(huì)造成單位像素尺寸低下，所以在非光線充足的場(chǎng)景下，高像素拍出的照片噪點(diǎn)會(huì)相對(duì)明顯。目前解決高像素傳感器暗光噪點(diǎn)的方法是剛剛提到的像素四合一，下文也會(huì)介紹到采用該技術(shù)的傳感器。

主流型號(hào)參數(shù)一覽

索尼和三星統(tǒng)治了智能手機(jī)的圖像傳感器市場(chǎng)，其中索尼市場(chǎng)份額最大，幾乎所有主流手機(jī)都搭載了索尼的傳感器。下圖就是2015年之后(不包括2015年)發(fā)布的主流手機(jī)搭載過(guò)的相機(jī)傳感器主要參數(shù)。

采用各型號(hào)傳感器的手機(jī)都有哪些?

根據(jù)產(chǎn)品定位、主打功能、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和供應(yīng)鏈情況，手機(jī)廠商會(huì)決定產(chǎn)品所選用的傳感器型號(hào)，并與之匹配相應(yīng)的軟件算法?？赐曛饕獏?shù)后，我們來(lái)看一看有哪些機(jī)型采用了參數(shù)表中的相機(jī)傳感器，以及傳感器們的大致表現(xiàn)。

IMX362

IMX362是一款高端傳感器，主要被應(yīng)用于2017年的旗艦機(jī)上，比如谷歌Pixel 2系列、努比亞Z17S、vivo Xplay6和HTC U11等。但由于競(jìng)爭(zhēng)的激烈，不少中端機(jī)也搭載了IMX362，比如魅族M15、魅藍(lán)E3、華碩Zenfone 3 Zoom和Moto Z2 Play等。

谷歌Pixel 2系列稱雄了2018前三個(gè)季度手機(jī)的拍照。雖然谷歌的算法功不可沒(méi)，但這也從側(cè)面證明了IMX362過(guò)硬的素質(zhì)和大量的潛力。

IMX363

IMX363是IMX362的升級(jí)版，主要參數(shù)一樣。同時(shí)IMX363也是2018年最被人熟知的傳感器，因?yàn)槟壳按蟛糠制炫灆C(jī)或以拍照見(jiàn)長(zhǎng)的手機(jī)都搭載了IMX363，比如谷歌Pixel 3系列、小米8、vivo NEX、堅(jiān)果Pro 2S和諾基亞X7等。其中最后兩款機(jī)型都是主打拍照的中端機(jī)，這進(jìn)一步體現(xiàn)了廠商對(duì)于高端傳感器下放中端機(jī)策略的肯定。

剛提到的這幾款機(jī)型都在相應(yīng)的價(jià)位提供了最頂級(jí)的拍照能力，IMX363的素質(zhì)值得肯定。

IMX333

三星一直都有找索尼為自家旗艦定制相機(jī)傳感器的傳統(tǒng)，IMX333就是為三星Galaxy S8系列定制的傳感器，之后也被Galaxy Note8所采用。在三星算法的加持下，IMX333也是表現(xiàn)出了極強(qiáng)的實(shí)力，尤其是夜視儀般的夜拍。

從主要參數(shù)上看，IMX333和IMX362、IMX363一樣。索尼給三星Galaxy S7系列定制的IMX260就和IMX362、IMX363有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。雖然一般情況下新的傳感器都有更好的表現(xiàn)，但是這幾款不同時(shí)間面世的傳感器還是共享了很多基因。

IMX345

IMX345是三星找索尼為Galaxy S9系列定制的三層堆棧式傳感器，之后也照例給了下半年旗艦Galaxy Note9。IMX345這個(gè)傳感器本身素質(zhì)就很優(yōu)秀，但它最大的亮點(diǎn)是內(nèi)置了DRAM。DRAM是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，和電腦上的內(nèi)存、顯卡的顯存類似。在相機(jī)傳感器上，加入DRAM的目的是實(shí)現(xiàn)幀數(shù)更高的視頻錄制。

在DRAM的幫助下，IMX345能讓三星Galaxy S9系列和Galaxy Note9實(shí)現(xiàn)720P分辨率的960fps超級(jí)慢動(dòng)作視頻。

IMX400

在三星Galaxy S9系列和Galaxy Note9之前，索尼就已經(jīng)有兩代手機(jī)具備960fps超級(jí)慢動(dòng)作視頻的拍攝能力。索尼Xperia XZ2系列和XZ3更是可以實(shí)現(xiàn)1080P分辨率的960fps超級(jí)慢動(dòng)作視頻錄制。這都要?dú)w功于世界首款內(nèi)置DRAM的手機(jī)三層堆棧式傳感器IMX400。

傳統(tǒng)背照式傳感器有兩層：照射像素和信號(hào)回路處理，IMX400在這兩層之中加入了DRAM層。

從2017年2月開(kāi)始，索尼發(fā)布了Xperia XZs、Xperia XZ Premium、Xperia XZ1、Xperia XZ1 Compact、Xperia XZ2、Xperia XZ2 Compact、Xperia XZ2 Premium和Xperia XZ3八款手機(jī)，它們都使用了IMX400作為主攝像頭傳感器。

從參數(shù)上看，IMX400的傳感器尺寸比上文提到的一眾高端傳感器都大，但由于像素較高，IMX400的單位像素尺寸并不占優(yōu)?？删C合來(lái)看IMX400性能依然強(qiáng)悍，算是索尼給自家機(jī)型開(kāi)的小灶。

IMX378

IMX378是2016年規(guī)格最好的傳感器，采用它的手機(jī)有在當(dāng)年稱雄DxOMark排行榜的谷歌Pixel系列和性價(jià)比旗艦小米5S。和2015年的IMX377一樣，IMX378也被應(yīng)用到了手機(jī)外的其它設(shè)備，比如卡片機(jī)。

IMX380

IIMX380可以被看成是IMX378的升級(jí)版，兩者參數(shù)一致。和索尼特供IMX400比的話，IMX380有著和IMX400一樣的大底，有著比IMX400還高的單位像素尺寸，性能非常給力。從搭載IMX380手機(jī)的成像能力來(lái)看，IMX380確實(shí)是目前綜合性能最強(qiáng)的、開(kāi)放使用的高端傳感器。

搭載IMX380的代表性手機(jī)有魅族15系列、魅族16th系列、魅族16X和華為P20。這幾款手機(jī)都在相應(yīng)價(jià)位提供了頂級(jí)的拍照體驗(yàn)。

IMX600

IMX600是華為為了奠定手機(jī)拍照領(lǐng)軍地位和索尼聯(lián)合打造的。1/1.7英寸的傳感器尺寸只比“上古時(shí)代”的諾基亞808 PureView、Lumia 1020和松下DMC-CM1小，是當(dāng)代主流手機(jī)之最。

P20 Pro和Mate 20 Pro能夠直出4000萬(wàn)像素的照片(分辨率7296 x 6472)，但由于此時(shí)的單位像素尺寸只有1微米，所以4000萬(wàn)模式只適合光線充足的拍攝環(huán)境。

好在這兩款手機(jī)還有1000萬(wàn)像素模式(默認(rèn)開(kāi)啟)，拍攝1000萬(wàn)像素(分辨率3648 x 2736)照片時(shí)，像素四合一技術(shù)會(huì)帶來(lái)2微米等效單位像素尺寸，在光線條件不理想時(shí)帶來(lái)了頂級(jí)表現(xiàn)。

實(shí)際表現(xiàn)來(lái)看，華為P20 Pro和Mate 20 Pro都是毫無(wú)疑問(wèn)的頂級(jí)?？上MX600被華為獨(dú)占，否則我們也許能看到其它廠家的算法給IMX600帶來(lái)的不同效果。

IMX586

IMX586是現(xiàn)在最火的傳感器，延續(xù)了被華為獨(dú)占的IMX600的思路，給其它廠商開(kāi)放了大底、高像素、具備像素四合一技術(shù)。

IMX586的1/2英寸傳感器尺寸只比IMX600小，像素四合一帶來(lái)的1.6微米等效單位像素尺寸也很給力。如果調(diào)教得當(dāng)，手機(jī)端有史以來(lái)最高的4800萬(wàn)像素能帶來(lái)很高的解析度(光線充足條件下)。

目前搭載IMX586的手機(jī)有華為nova 4、榮耀V20。小米在不久前的發(fā)布會(huì)上也曾表示年后發(fā)布的紅米Note 7 Pro將會(huì)用上這顆CMOS。

IMX519

IMX519是OPPO和索尼定制的傳感器，首發(fā)在OPPO R15上，之后也出現(xiàn)在了OPPO Find X、OPPO R17、一加6和一加6T上。傳感器參數(shù)平平，但經(jīng)過(guò)不錯(cuò)的優(yōu)化，IMX519還是在這些機(jī)型上呈現(xiàn)了符合產(chǎn)品定位的成像素質(zhì)。

IMX350

IMX350是一款被許多機(jī)型采用的傳感器，由于性能較差，被不少機(jī)型當(dāng)成了后置相機(jī)的副攝，比如魅族15系列和魅族16系列。

IMX350也被當(dāng)成過(guò)主攝，但這不意味著就IMX350主攝的手機(jī)拍不出好照片。從市場(chǎng)表現(xiàn)來(lái)看，在兩、三年前剛被采用時(shí)，結(jié)合優(yōu)秀的算法，IMX350可以拍出符合當(dāng)時(shí)旗艦拍照手機(jī)水準(zhǔn)的照片。

IMX386

IMX386是魅族找索尼定制的，首發(fā)在了2016年的魅族MX6上，后期也開(kāi)放給了其它廠家。搭載IMX386的機(jī)型有魅族Pro 7系列、魅族MX6、小米MIX 2、小米6、小米Note 3和堅(jiān)果Pro 2等，多為中、高端機(jī)型。和不起眼的參數(shù)一樣，IMX386的表現(xiàn)不是很出彩，但也不算差。

IMX486

IMX486和IMX386是近親，性能基本差不多。搭載IMX486機(jī)型有小米6X和華碩Zenfone Max Pro M2等，這兩款機(jī)型都是2018年優(yōu)質(zhì)千元機(jī)。

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IMX376

雖然參數(shù)平庸，但是IMX3767是文中三款采用像素四合一技術(shù)的傳感器之一，但合完之后像素就變成了500萬(wàn)。所以IMX376基本都被作為后置相機(jī)的第二攝像頭或前置攝像頭，比如小米6X(后置第二攝像頭)和魅族15系列(前置)。

IMX351

IMX351是文中參數(shù)最差的傳感器，但也是最有意思的。因?yàn)樽钪牟捎肐MX351傳感器的手機(jī)是旗艦機(jī)——和三星Galaxy S/Galaxy Note系列對(duì)標(biāo)的LG V30和LG G7 ThinQ。但出乎意料的是，LG G7 ThinQ的拍照能力竟然還相當(dāng)不錯(cuò)，可見(jiàn)算法有多么重要。

其它搭載IMX351傳感器的手機(jī)有HTC U Play和華碩ZenFone 4 Pro(副攝)。

傳感器只是拍照性能的一環(huán)

雖然前面說(shuō)了那么多傳感器規(guī)格對(duì)成像的影響，但大家依然要明白，決定手機(jī)成像效果的因素還有很多。比如ISP、防抖、光圈、鏡頭和軟件算法等，其中軟件算法影響很大(算法的力量：如何讓3年老機(jī)勝今年旗艦)。

假設(shè)一部手機(jī)的傳感器頂級(jí)，但軟件算法很差。那么這部手機(jī)就不能充分挖掘傳感器性能，最終成像效果只能算是不錯(cuò)。反過(guò)來(lái)，在頂級(jí)拍照算法的加持下，傳感器性能稍微不錯(cuò)的手機(jī)能也拍出頂級(jí)的照片。所以傳感器只能決定手機(jī)拍照性能的上、下限，最終拍照能力具體落在什么高度還要看算法。

標(biāo)簽： 手機(jī)攝像頭