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微型计算机杂志：性能飙升！盘点2020年那些摄像头新技术


从年初令人震撼的三星S20 Ultra百倍变焦开始 ， 到小米10 Pro和OPPO Find X2 Pro双雄称霸DXOmark排行榜 ， 我们发现今年发售的新手机在影像方面提升相当大 。 一亿像素、百倍变焦、多合一像素点等特性层出不穷 。 但相应的 ， S5KHM1、IMX 689、全像素全向对焦等专业名词也浮出水面 ， 让人看得一头雾水 。 今天 ， 我们就来盘点一下那些关于摄像头的新技术和新传感器 ， 让大家了解一下2020年有关手机摄影的最“潮”技术 。

微型计算机杂志：性能飙升！盘点2020年那些摄像头新技术
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【微型计算机杂志：性能飙升！盘点2020年那些摄像头新技术】

一亿像素
代表机型：小米10 Pro
说到1亿像素 ， 大家最先想到的或许是活跃在影楼或是广告工作室的中画幅相机 ， 体积巨大的它们虽然成像素质极佳 ， 但动辄十万元的售价和复杂的操作让其难以进入寻常百姓家中 。 更关键的是 ， 一亿像素由于像素值大 ， 存储信息较多 ， 一张照片就占用好几十MB的容量 ， 不仅在日常使用中难以用到 ， 而且在分享和存储过程中也不太方便 ， 所以这类相机一般也只会出现在专业拍摄场景中 。
直到去年11月小米CC9 Pro的出现 ， 迅速拉近了普通用户与1亿像素的距离 ， 让用户第一次感受到千万级像素无法呈现的照片细节 。 而当小米10和小米10 Pro发布后 ， 标配一亿像素摄像头的机型将涌入越来越多的家庭 ， 带给用户革命性的拍摄体验 。 当然 ， 这一切都要从三星发布的ISOCELL Bright HMX（后用HMX代替）传感器说起 。
去年8月12日 ， 三星宣布推出全新的1.08亿像素的HMX传感器 ， 这也是手机圈里首款达到亿万级像素的传感器 。 作为亿级CMOS ， HMX拥有1/1.33英寸的大底设计 ， 其尺寸相比此前的三星 GW1、索尼IMX486等高像素CMOS要更大一些 。 要知道 ， 感光元件越大 ， 可捕捉的光子就越多 ， 感光性能越好 ， 能够带来更细腻的画质 ， 分辨率自然就越高 。 不过在手机有限的体积中 ， 感光元件的面积显然是有所限制的 ， 这也限制了单像素大小和像素点的多少 。 我们可以将感光元件的面积看做是一个碗 ， 每个像素点就像一粒糖 ， 在碗的容积一定的情况下 ， 你可以选择更小但更多粒的糖（高像素取向） ， 或是更大但更少粒的糖（大尺寸像素取向） ， 前者会带来更清晰的拍照细节 ， 后者会带来更好的暗光环境成像表现 。 正是由于要均衡像素和像素大小的关系 ， 厂商往往会选择“中庸”之道 ， 在像素数量和像素大小中取得平衡 ， 所以在高像素的追求上 ， 自然不能放开手脚 。

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▲小米10 Pro拥有来自三星的HMX传感器 ， 最高可拍摄1亿800万像素的照片 。
直到2017年三星推出四像素合成 (Tetracell) 技术 ， 与传统的RGB (红绿蓝) 传感器不同 ， 在使用了搭载四像素合成技术技术的图像传感器中 ， 每四个拥有相同色彩滤镜的像素紧紧排列在一起 。 当手机在低光条件下拍摄时 ， 该算法将每组像素中的信息和数据进行结合 ， 最终将四个较小像素转变成一个较大像素 ， 提高感光表现 。 而在在高光条件下 ， 四像素合成技术技术将像素重新映射 ， 通过被称为“像素重排技术”(Re-mosaic) 的算法变为传统的 RGB 模式 ， 生成高分辨率照片 。

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▲四像素合成可以在暗光环境下将四个像素合并为一个 ， 从而提高感光度 。
当更大的传感器面积和更成熟的Tetracell技术融合后 ， 小米10 Pro既可以在弱光环境下输出2700万像素 ， 带来更高的画面亮度 。 又可以在光线充足的环境下输出1亿像素 ， 带来更精细的照片 。 值得一提的是 ， 相比此前发售的CC9 Pro ， 小米10 Pro完全没有了照片生成时间过长、多摄像头切换卡顿等现象 ， 这是因为在更换了骁龙865旗舰处理器和ISP后 ， 数据吞吐性能终于不再是一亿像素的瓶颈 。


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