传感器 w 探究索尼新型 RGBW 传感器的 “W”

发布时间：2024-11-24 08:11:11

探究索尼新型 RGBW 传感器的 “W”

早前华为曾在发布会宣称 P8 上首发搭载的索尼 IMX278 传感器为 RGBW 新型传感器，这一时之间就有不少人有疑问，这个所谓的 RGBW 传感器是什么意思？具体又有什么作用？对拍摄的帮助又有多少？接下来我们就一起通过具体样张来分析一下。

RGB，红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）这三种不能再分解的基本色，通过不同比例的叠加混合就可以得到一整个缤纷的色彩世界。当光线通过 CMOS 感光元件，CMOS 上面密集排列的每一个 RGB 像素点就会记录下传递过来并能够检测到的现实色彩，然后处理、转化为数字信号存储在设备上，并最终在屏幕上显示出来，这就是一张数码彩色照片诞生的全过程。

而在这过程里面，决定样张色彩的就正是 CMOS 上面以 “RGBG” 相邻排列的像素点。伊士曼·柯达公司的科学家 Bryce Bayer 在研究中得知人眼中对于绿色的物体是最为敏感的，所以就使用 1 红、1 蓝、2 绿的 RGBG 排列方式来模拟人类肉眼看到的色彩，原理是光线通过每个像素点的时候就会被相应色彩的滤光片过滤掉，剩下来对应的就是这部分色彩的强度值，而传感器本身也只能得到色彩的强度数据，然后通过配合 RGB 过滤的色彩强度数据交由处理器还原。但是每个像素点过滤下来的其实就只有一种色彩，而这个像素点邻近的其他色彩就要通过 “猜色” 来确定填充了，也就是利用反马赛克算法进行插值运算才能得到彩色图像，这也是有时候为什么颜色会还原不准确的原因之一。稍微扯远一下，这个色彩的还原过程在拍摄一些高度重复细节的画面的时候，就会出现彩色干扰，也就是常说的摩尔纹。要减轻这个摩尔纹的影响可以使用低通滤镜来模糊细节，使之成为一整个色块，不过这样一来也会相应降低了相机的分辨率，算是个利弊同存的做法。而近年来也有图像公司在推出新的传感器排列方式，例如适马的 X3 和富士的 X - Trans 传感器，不过这些都是后话了，现在还是扯回到拜耳阵列上。

那么所谓的 RGBW 呢？聪明的同学可能已经猜到这个 “W” 就是色彩上的白色（white）了，也就是将之前 1 红、1 蓝、2 绿的 RGBG 排列方式更变为 1 红、1 蓝、1 绿、1 白的 RGBW 排列方式。这么做的好处都有啥？理论上来说，由于直接用白色滤光片取代了其中一个绿色滤光片，而白色滤光片不会再过滤光线，进光量会更多一些，理论上低光下拍摄画面的样张应该会有更佳的亮度。但同样的，也正因为是拿掉了一个绿色滤光片，对于色彩的表现可能会稍微有点变化。

接下来我们可以通过一些样张的表现来大概感受下这种变化，顺便可以试试自己的显示设备和眼睛好不好使。这次参与样张对比的手机型号分别有：OPPO Find7（IMX214）、R7 Plus（IMX278）、小米 Note（IMX214）。为什么选择这三台手机作为对比呢？首先目前来说使用 IMX278 的手机就不多，市面上就只有华为的 P8 和 R7 Plus，刚好手上就有一台 R7 Plus。那么也应该加入同为 OPPO 旗下使用 IMX214 的Find7，然后再加入现在来说比较常见的搭载 IMX214 的小米 Note 做对比，选择这三台手机仅仅是出于市场占有率的因素，并不是代表这几台手机就是 IMX214、IMX278 的最佳机型。

也许会有读者对 IMX278 到底是不是 RGBW 传感器而感到疑惑，这里直接放出两张索尼官方文件，目前就只有 IMX278 是官方标明的 RGBW 传感器，相信已经足够有说服力了。

（以下图片点击右上角的放大镜可以观看原始大图）

我们先来看看 Find7 和 R7 Plus 两样张的对比，先抛开对焦、解析力等方面的对比，咋看之下两者之间的色彩表现几位相近，为了控制相同的曝光，两样张的对焦点和测光点都设置在图中黑色汽车处，两台手机的点测光都比较灵敏，曝光基本也一致。

然后通过 100% 放大，仔细的观察样张的色彩对比，两者对于绿色的表现基本上非常接近，肉眼几乎无法辨别。但是在样张中 R7 Plus 的灰色和红色基本上都有一点点轻微的饱和度降低，而通过观察路灯的背光边缘， IMX278 对于边缘紫光的抑制效果相比起 IMX214 也有了很大的提升。

而在夜景的对比下，R7 Plus 相比起 Find7 的进步就相当大了，两者均为自动模式拍摄，Find7 这张样张应该就是 IMX214 的原始夜拍水平，没有做任何的优化。而 R7 Plus 这张则是明显做了锐化和涂抹噪点处理的，所以这样的夜拍效果其实已经不是 IMX278 的原始效果了。单纯论拍个亮而言，其实 Find7 的高 ISO 让样张整体更亮，细节更多一些，当然这样带来的后果就是彩噪严重。按道理 IMX278 应该出现的更高亮度的夜拍效果也并没有出现，噪点少也是后期涂抹处理的结果，并不代表全是 IMX278 的功劳。

然后在这样的对比基础上，我们再加入小米 Note 的夜拍样张，小米 Note 同样使用 IMX214，但是加入了光学防抖，而且观察样张也能看到小米 Note 对夜拍样张也会进行适当的噪点涂抹处理，不过应该没有再增加细节锐化的处理。这样一看，即使是 IMX214，只要有适当的后期处理也依然能够得到较为优秀的夜景样张。

另外对于色调方面在这两个传感器型号之间也不需要纠结太多，既然绝大部分厂商都会对样张有后期处理，不同厂商之间对于色调的控制也极其不同，例如小米 Note 这样稍微偏暖的调色也会极大的改变了样张色调，又例如突然白平衡失准等等问题都会影响到样张的色彩表现，日常拍摄的过程中也会遇到大大小小的问题，这各方面的也是纠结不来的。

这么看来其实无论你手机里面塞进去的是 IMX214 还是 IMX278，只要厂商对这颗摄像头优化得力，他们的拍摄效果自然也不会差。使用上新的 RGBW 阵列的 IMX278 也并没有传说中的那么神，好的硬件还是得要配合更好的软件才能得到最好的发挥。基本上手机厂商都会根据自己的手机需求对传感器好好的调校一番，同一个感光元件型号，不同的厂商产品甚至同厂商而不同系列的产品，都可能会有不同的色彩表现，不同的样张处理，不同的成像风格。不能单纯的根据硬件型号去判断好坏，好坏与否还是得自己亲自去对比过才能知道。

超感光猫眼镜头技术 Reno7前置传感器IMX709解读

　　OPPO希望每一个用户都能享受影像带来的快乐，随时随地轻松记录生活中的美好。手机摄影是最接近生活的摄影，也是最高频的摄影。因此，OPPO坚信手机影像技术是需要持续演进的。视频时代，OPPO长期关注手机用户的核心需求变化，并结合多年来的影像技术积累和行业发展方向，走出了一条适合自己的影像技术和产品演进之路。

　　与主打色彩的影像旗舰Find X3系列不同，Reno系列深耕视频领域，Reno7新品继续在人像视频赛道发力，通过软硬结合的方法再次实现影像突破。全球首发的IMX709旗舰人像传感器首次用于Reno7前置超感光猫眼镜头，相比Reno6带来60%的感光能力提升，同时噪点降低35%。IMX709内部还封装OPPO自研图像处理单元，实现行业首次“算法硬化”，让传感器具备更高的处理效率和平台兼容性。下面我们一起来看看这颗IMX709的厉害：

　　IMX709是OPPO与索尼联合开发的旗舰级前置传感器，全球首发全新RGBW技术，并首次将RGBW算法写入到传感器硬件，前置首发硬件级DOL-HDR。这一系列新技术首发为Reno7带来一下独特优势：

　　感光能力提升60%（相比IMX615），噪点降低35%

　　IMX709传感器的W通道（白色）进光量相比传统RGGB的G通道（绿）进光量提升60%，从而能够获得更高的信噪比。经过仿真测试，在同等暗光环境下IMX709输出的画面更加纯净，噪点控制降低35%。

　　硬件级RGBW影像解决方案，兼容性强

　　OPPO自研图像处理单元运行着包括OPPO自研四合一像素聚合算法、RGBW还原算法等在内的一系列算法，影像处理效率更高，对不同SoC平台的兼容性也更高。IMX709传感器本身具备RGBW运算能力，能为光斑人像、AI视频增强3.0、人像模式2.0等影像功能提供更好的支持。此外还支持第三方视频通话App，比如微信、ZOOM已经完美兼容，大幅改善视频通化画质。

　　采用22nm制程工艺，功耗降低30%

　　IMX709传感器逻辑层采用22nm制程工艺，是目前行业内制造工艺最先进的手机影像传感器，同等性能水平下功耗降低30%，更省电。

　　支持Always On低功耗模式

　　IMX709在开启低功耗模式后，可将RGB通道完全关闭，仅开启W（白色）通道获取外界的亮度信息，从而实现隐私防偷窥等相关功能。

　　对于用户来说，搭载IMX709传感器的超感光猫眼镜头带来两大影像增益：

　　暗光/夜景画质大幅提升

　　OPPO与索尼联合开发的IMX709传感器子像素既能识别颜色信息，又包含了亮度信息。由此带来的两个好处：

　　1.感光性能提升60%，画面亮度更高。Reno7在暗光/夜景下拍摄照片或录制视频能够记录更丰富的色彩，画面也更加清晰明亮，同时画面噪点也能够得到有效控制。

　　2.是人像细节和画质提升。OPPO自研的月光夜景算法、Live HDR算法等一系列算法能够对人像肤色、细节、明暗等的感知全面提升，更栩栩如生地展现人像画面。

　　搭载IMX709传感器的超感光猫眼镜头能在自拍时自动切换80°与90°视角（Reno7标准版为85°），从而容纳更宽广的画面。在不同视角下，Reno7系列均支持视频模式人脸畸变矫正。

　　总的来说，IMX709传感器带来的是革命性的视频性能提升，手机前置摄像头以往给人的印象都是“凑数”，自拍等功能，搭载了IMX709的OPPO Reno7系列彻底打破这种局限，使前置摄像也能担当主力摄像功能。

传感器 w 探究索尼新型 RGBW 传感器的 “W”

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