市場上手機攝像頭品質(zhì)好壞解析：

1、手機攝像頭CMOS傳感器解析           隨著手機攝像頭發(fā)展得越來越快，各類層出不窮的技術(shù)名詞也如潮水一般在我們的眼前席卷開來，但這些技術(shù)究竟對拍照畫質(zhì)能有多大影響呢？消費者往往對此存在疑惑。本文我們暫且不去討論那些令人眼花繚亂的技術(shù)，僅僅就最基本的CMOS感光芯片、鏡頭以及軟件調(diào)校這三個方面去解讀一下市面上的手機攝像頭。而通過對這三點的判斷，相信一顆攝像頭的實力也已經(jīng)能看出大半了。+ i4 J) L5 : Z2 z常見手機攝像頭成像因素解析CMOS感光芯片自從數(shù)字成像技術(shù)替代膠片成像技術(shù)之后，作為實現(xiàn)最關(guān)

2、鍵“光電轉(zhuǎn)換”過程的感光芯片已經(jīng)成為了成像畫質(zhì)最關(guān)鍵的因素。經(jīng)過一代代技術(shù)的演變與競爭，目前手機業(yè)界已經(jīng)形成了以堆棧式CMOS芯片作為技術(shù)主體的發(fā)展態(tài)勢。在感光芯片結(jié)構(gòu)基本定型為堆棧式的前提下，目前我們消費者對于感光芯片的優(yōu)劣主要能看得到的參數(shù)就是“單芯片感光面積”與“單像素感光面積”。單芯片感光面積這里的指的主要是感光芯片的“感光總面積”，也就是攝影玩家常說的“底有多大”。目前手機攝像頭的“底”普遍在1/3.06英寸到1/2.3英寸之間，當(dāng)然也有像Nokia 808 PureView和Lumia 1020這樣比較奇葩的機型。下面筆者整理了一份常見手機與單反CMOS尺寸對照表，以方便大家直觀地

3、了解各個尺寸之間的換算關(guān)系（由于一般描述類似“1/2.3英寸”都是采用的對角線長度，所以面積的上的差距會比看上大很多）。- J7 U$ ?, g6 O1 D3 i1 c! M- ?) U8 |4 2 t8 G: y6 1/3.06英寸一般為主流拍照手機的CMOS尺寸，典型代表是蘋果iPhone 6。1/2.3英寸一般為小型數(shù)碼相機（DC）的CMOS尺寸，也有部分拍照手機CMOS達到了這個尺寸，典型代表是索尼Xperia Z3和魅族MX4。2/3英寸和1/1.2英寸一般介于“微單”與“小型數(shù)碼相機”的CMOS尺寸之間，代表機型分別是Lumia 1020和Nokia 808 PureView。4/

4、3英寸還有1.5英寸，就是典型的微單尺寸了，代表機型分別是奧林巴斯EP-1和佳能G1X。APS-C畫幅就是常見的中低端單反的CMOS尺寸。單像素感光面積這里指的主要是單個像素在感光芯片上“分到的感光面積”，計算公式就是單芯片感光面積除以像素數(shù)量。目前市面上常見的單像素感光面積普遍在1.12m×1.12m左右（以IMX214、1300萬像素為例，以下將直接寫為1.25m2方便更加直觀得對比），當(dāng)然也同樣有像HTC Utral Pixel攝像頭那樣達到4m2的，當(dāng)然這是特例。以下是筆者整理的主流拍照手機單像素面積對照表，方便大家查閱。 從上表可以看出，單芯片感光面積大的未必單像

5、素感光面積就大，這還要取決于像素的數(shù)量而定。那面對如此多種的組合，我們應(yīng)該如何去選擇呢？這里我們就要將像素數(shù)量和單像素感光面積組合起來看了（由于這兩者乘起來也就是單芯片感光面積，所以看一款手機的“底”有多大也是估計其拍照畫質(zhì)的一個粗略參考指標，至于更細致得就要看更詳細數(shù)據(jù)了）。像素數(shù)量是否越多越好？首先，在保證一定的單像素感光面積下，增加像素數(shù)量是可以提高手機的解析力的。換句話來講，就是高像素設(shè)備會比低像素設(shè)備收集到更多的細節(jié)，你放大來看會更清晰。但是加大像素數(shù)量會帶來這樣幾個問題：1.數(shù)據(jù)量吞吐：典型例子就是Lumia 1020，由于其自身的ISP處理性能不夠，導(dǎo)致其拍攝后處理時間較長影響體

6、驗，而且照片也比較占據(jù)內(nèi)存空間。當(dāng)然現(xiàn)在驍龍801處理器自帶的雙ISP已經(jīng)擁有了足夠的性能去處理高像素的數(shù)據(jù)吞吐量，但是拍攝后占據(jù)內(nèi)存空間的問題依然存在。2.對單像素面積的妥協(xié)：由于目前手機尺寸的關(guān)系，機身內(nèi)部對攝像頭感光元件尺寸也是有很大限制的。所以一般在提升像素數(shù)量的同時，很難再提升單像素面積，甚至是降低單像素面積，這樣就會造成攝像頭對光線的收集能力減弱（單像素面積越大收集到光線越多），從而造成“高感畫質(zhì)”變差，“寬容度”下降等問題。3.高像素的實用性：目前我們使用手機拍攝的圖片基本都是在手機屏幕上觀看，那么即便是1920×1080的分辨率也僅僅只需要200萬像素。那假如有朋友需

7、要裁剪呢？800萬像素也足夠你裁剪掉3/4的畫面也能夠滿足手機屏幕的瀏覽需求了，而且這個像素數(shù)量也基本能夠滿足4K的需求（3840×2160等于830萬像素，當(dāng)然這是在你不裁剪的情況下）。所以目前動輒1300萬以上甚至2000萬像素在實用性上看來并不如800萬更好。（因為高像素會損失寬容度以及高感性能）單像素面積與高像素如何進行取舍？從經(jīng)驗上來講單像素面積越大越好，而像素數(shù)量超過一定范圍則實用性大大降低。所以很明顯的取舍就是在保證足夠使用的像素數(shù)量下，盡量增大單像素感光面積，這樣對于畫質(zhì)的影響是最為積極的。當(dāng)然，這只是在同一工藝結(jié)構(gòu)水平的CMOS傳感器中的理論比較，畢竟工藝與結(jié)構(gòu)上的

8、升級相對來講才是更加巨大的。至于IMX135是不是一定比IMX214要差呢？那還要看鏡組搭配以及軟件調(diào)試的好壞了。畢竟拍照畫質(zhì)這東西遵循木桶原則，哪一個方面做不好效果都不會好。2手機攝像頭鏡組部分解析$ M8 w6 t5 P1 b1 F/ V3 * U攝像頭的鏡組與數(shù)碼相機的原理一致，CMOS決定了手機攝像頭至關(guān)重要的總像素和感光面積，而手機成像時的光圈和焦距則完全由手機鏡頭來控制，鏡頭采用的不同也是直接導(dǎo)致成像效果差異的主要原因。決定手機的光圈和焦距首先我們必須知道，手機鏡頭由于空間所限，無法做到光圈大小和光學(xué)焦距的調(diào)節(jié)，這就意味著所有的手機鏡頭都是恒定光圈的定焦鏡頭。很多手機廠商宣稱它們的

9、手機鏡頭光圈達到了F/2.4甚至F/2.2，這是一個相對而言的光圈標準值，數(shù)字越小代表可用光圈越大，但是依然不能跟數(shù)碼相機鏡頭的光圈相提并論。兩種不同的手機鏡頭模組接下來就是鏡頭焦距，除了已經(jīng)過時的MF（手動對焦）鏡頭之外，目前手機上分為AF（自動對焦）和ZOOM（光學(xué)變焦）兩種級別，一般使用的是AF級固定焦距鏡頭，也就是拍照應(yīng)用打開之后的默認焦距，在這個焦段下，通過鏡頭和CMOS協(xié)作就可以在屏幕上顯示圖畫，并且顯示的畫幅是固定的。雖然有些手機支持10倍數(shù)碼變焦，但往往都是通過技術(shù)手段實現(xiàn)，最終效果并不理想。而少數(shù)支持光學(xué)無損變焦的是ZOOM級別的變焦鏡頭，其外形已經(jīng)接近專業(yè)相機的鏡頭了。以i

10、Phone 4S和iPhone 5為例，以下兩張圖分別為它們的拍攝樣張，其中iPhone 5的照片是蘋果官方提供的，而iPhone 4S則是外媒記者專門到拍攝地點特地拍攝的。& G; w( F- 7 g7 h0 I( ?7 Y  o) d6 k. r3 L" : l" |- x; kiPhone 4S拍攝樣張（35mm等效焦距）, o# G5 I# v9 Z. T$ S7 p2 niPhone 5拍攝樣張（33mm等效焦距）從照片的EXIF數(shù)據(jù)分析，蘋果iPhone 5內(nèi)置的鏡頭等效焦距為33毫米，而iPhone 4S的鏡頭等效焦距則為35毫米，

11、這樣一來iPhone 5的拍攝范圍要稍微大一些（焦距不同和鏡頭優(yōu)劣并無關(guān)系）。單單從這一張照片的表現(xiàn)上看，iPhone 5要好于iPhone 4S，圖像的邊緣銳利飽和度也更高，而且由于焦距的差別，取景范圍會廣一些。手機鏡頭的內(nèi)部構(gòu)造在微小的手機鏡頭里面，主要分布著Sensor、IR和Lens最重要的三重結(jié)構(gòu)，分別是圖像感應(yīng)器、紅外濾波片和鏡片。其中影響手機鏡頭部分最重要的因素就是Lens的構(gòu)造。( W2 f9 D+ d1 t, r% - L% s2 S( - s& l手機鏡頭的內(nèi)部構(gòu)造圖Lens一般有兩種材料，一種是球面玻璃（Glass），代號為G；另一種是非球面塑膠（Plastic）

12、，代號為P，手機鏡頭制造商在前面用數(shù)字表示鏡片數(shù)量。例如廠商們宣傳的5P或6P鏡片，意思就是它們的手機鏡頭采用的是5層或6層塑膠鏡片。事實上，真正成像好的鏡頭理論上必須使用玻璃鏡片才能夠達到，比如使用4G鏡片。我們知道玻璃鏡片的透光率高于塑膠鏡片，而且光學(xué)折射和熱膨脹系數(shù)遠低于塑膠，但是唯一的缺點就是制造成本高、工序復(fù)雜，在成本低廉的手機上不可能大規(guī)模采用，沒有誰愿意花費高昂的代價使用全玻璃鏡片。好在目前非球面塑膠的工藝在逐漸提高，基本可以滿足民用攝像領(lǐng)域。7 F' d7 A% j) F( p# V1 D0 L$ q+ d7 M# B手機鏡片之間的兩種鍍膜另外，稍微提一下鏡頭鍍膜。鏡頭

13、鍍膜分為增透膜和濾色片鍍膜兩種，分布于手機鏡片之間。增透膜主要用于提高光線在鏡片之間的通過率，從而改善鬼影和眩光問題（由于鏡片構(gòu)造所限，只能稱之為改善，無法徹底杜絕）；濾色片鍍膜主要用于控制畫面的色彩均衡。在透光率和清晰度這兩個矛盾之間，并不是單純認為鏡片越多越好或者越少越好，而是達到整體的協(xié)調(diào)性才是最重要的。事實上，最外面一層的保護玻璃，姑且也可以認為是一層鏡片，而且是影響透光率最為主要的鏡片，所以用手機拍照之前記得一定要保證鏡頭是干凈的。手機鏡頭的認證標準手機的大范圍普及不過是最近十幾年的事情，世界上第一臺拍照手機來自日本夏普，世界上第一臺千萬像素拍照手機來自三星，而將手機攝像頭發(fā)揚光大的

14、的卻要歸功于諾基亞和索尼。不僅僅是因為它們的手機出貨量很大，而是率先引入了手機鏡頭的認證標準。' ( B/ o+ h0 i8 N" p# Y. u1 r9 r; V2 b; H2 T' y4 E% 手機所采用的三種鏡頭認證標準按照時間順序，以上圖表列舉了三種最為常見的手機鏡頭認證標準和典型手機廠商。一般認為，配備標準認證鏡頭的手機攝像頭，其拍照素質(zhì)將更有保障。當(dāng)然，也不必因此而神化手機鏡頭的認證標準。事實上，這些經(jīng)過認證的手機鏡頭并非由認證機構(gòu)原廠生產(chǎn)，而是指它們的鏡頭達到了該鏡頭認證商的制造標準或性能標準，一定程度上具備更穩(wěn)定的使用價值，起碼能讓用戶感受一些品牌的魅

15、力，獲取用戶的好奇和信任。  T' f' u1 ?2 S3攝像頭軟件調(diào)校實拍對比及總結(jié)&   N+ ; I$ g( Q: E3 Z0 M7 a4 u, I( r2 K- n& H9 U攝像頭的軟件調(diào)校上文分別說到，CMOS感光元件和鏡頭是兩個影響拍照質(zhì)量的重要因素，那么最后要說到的因素就是廠商對攝像頭的調(diào)試了。在手機拍照中，廠商的調(diào)試和優(yōu)化可以說是成像的最后一道關(guān)卡，是直接影響拍照質(zhì)量的。毫不夸張地說，哪怕感光元件、攝像頭等并不占優(yōu)勢，只要廠商對攝像頭、成像的算法優(yōu)化、調(diào)試得好的話，拍照出來的質(zhì)量依然是桿桿的。這就好比一樣

16、的食材煮同樣的菜式，好的廚師能將最普通的食材烹飪成最美味的佳肴。因此，拍照質(zhì)量也是十分考驗手機廠商的優(yōu)化功力。3 G& H- c7 C5 r但是，廠商會對手機攝像頭會進行什么樣的調(diào)試優(yōu)化，這是涉及手機廠商的攝像頭方面的技術(shù)專利，一般只是公布其技術(shù)名詞，基本上是不對外公布其細節(jié)的。因此筆者也沒有辦法在這里探究每個手機廠商具體的調(diào)試方案的具體參數(shù)，那么最直接的比較方法就是為大家呈現(xiàn)不同廠商手機的拍照效果。                     

17、60;                                                                    

18、0;                                                                     

19、;                                          索尼IMX214傳感器憑借其優(yōu)秀的畫質(zhì)已經(jīng)被現(xiàn)在眾多的主流旗艦機所采用，所以筆者就挑選了數(shù)款搭載IMX214傳感器的機型來進行對比，來看看它們之間的相機優(yōu)化差別。它們分別是一加、Find7、錘子T1和小米4，接下來就來對比樣張（點擊可查看原圖）：錘子T1、小米4從第一組的照片中就可以看出四款