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1英寸 传感器 底大一级真的压死人?细数手机1英寸传感器的弊端

发布时间:2024-10-08 22:10:50

底大一级真的压死人?细数手机1英寸传感器的弊端

自从小米12S Ultra首发索尼1英寸大底传感器IMX989一炮而红,1英寸主摄就成了顶级影像旗舰的标志。

进入2024年,OPPO宣布Find X7系列全球首发索尼LYT900传感器。LYT900正是IMX989的升级版,是索尼最强1英寸主摄。接下来LYT900也将继续作为各大厂商的宠儿,小米、vivo等超大杯影像旗舰都会争相使用。

“底大一级压死人”这句在相机圈广为流传的说法,在手机用户中也早已深入人心。的确,更大尺寸传感器,最直接的优势就在于更多的进光量,带来画质提升。

不过,和相机不同,对于空间有限的手机来说,传感器尺寸是否真的越大越好一直存在不同的说法,今天就来集中聊一聊手机1英寸传感器的弊端。

弊端一:让手机变得厚重

手机摄像头凸起现象我们已经见怪不怪,但1英寸传感器的使用,还是让手机背后硕大的相机模组变得分外扎眼。

当然,这不完全是1英寸传感器本身造成的,因为更大的传感器尺寸,需要搭配更加复杂的镜头模组、防抖模组,再加上多摄像头的配置,手机背面三分之一的面积都留给了整个相机系统。这显然是与手机轻薄、便携的特性所背离的。

因此,你究竟是想要一部纯粹的手机,还是要带有手机功能的相机,这是我们现在要购买一部手机的时候需要首先考虑清楚的事。

弊端二:功耗增加

大家都知道CMOS的本质是将光信号转换为电信号的一种传感器,CMOS的尺寸越大、表面的光电转换二极管面积越大,但这些信号在转换过程中也会带来更高的功耗。

之前索尼IMX989就是因为功耗太大,做不了高动态范围,在4K 60FPS多镜头自由切换中也会出现高温卡死或者掉帧的问题,所以IMX989的实力没有彻底发挥出来。

小米14在将主摄从1英寸的IMX989“倒退”到尺寸更小的光影猎人900时,反而在色深、宽容度等方面实现了反杀。主要就是因为IMX989在开启DCG融合后功耗比较失控,导致各家基本都在这款1英寸大底上舍弃了该功能。

好消息是,索尼LYT900传感器作为IMX989的升级版,最大的升级就是工艺从IMX989的40nm升级到22nm,这无疑会带来更好的能效表现,至于能否发挥出DCG融合技术的全部实力还要看后续厂商功耗调试了。

弊端三:近距离边缘成像模糊

手机大底传感器所造成的边缘成像模糊,这个问题由来已久。这主要是因为手机高度有限,镜头的后焦距无法做大,导致传感器底越大像差越明显,在近距离、文档等拍摄时边缘成像模糊就越突出。

为了解决这一问题,手机厂商也想了很多办法,比如为配上更大的8P镜头,提高解析力,同时引入算法校正,对影像进行修正后再输出。当手机识别到近距离拍摄时自动切换超广角微距模式,以及现在都有的文档模式等。

此外就是使用可变光圈镜头,通过缩小光圈获得更大景深来解决这个问题。比如想要近距离拍摄但又不想要背景虚化时,就可以手动切换到小光圈模式来拍摄。

弊端四:影响光学防抖效果

更大尺寸传感器,镜头也随之增大,越来越多新技术的导入,都使得镜头和镜头载体的重量增加,无疑也增加了做防抖的难度。这也是为什么之前vivo的微云台防抖在更换到一英寸大底传感器后被放弃的原因。

目前iPhone主摄均在使用传感器位移式光学防抖,一英寸主摄手机则仍以OIS光学防抖,即镜头位移式光学防抖为主,需要更大的推力来推动更大的镜头,带来的马达增大,功耗增大,更大的磁石还会带来更多的磁干扰问题。晃动时还会发出"哒哒哒"的响声,常被人戏称"打快板"。

讲了这么多,究竟手机应该做多大的CMOS?结论是,没有完美的传感器,只有适合自己需求的才是最好的。

一个优秀的摄影系统,不光只有传感器,它还离不开镜头、ISP和图像算法、马达、滤光片等等的共同作用。一昧的追求升级大底CMOS、超高像素,看起来很唬人的超大镜头模组,硬堆硬件的方式显然都是不可取的。

目前1英寸在手机上已经来到了一个上限,并且有些富余了,对于手机来说,也是有利有弊。现在所需要做的就是尽量让“利”最大化,并减小“弊”的影响。比如ISP芯片与的CMOS配合,计算摄影,提高镜组的质量等等。

同理,面对各种宣传,思考一下我们在日常生活中真正需要手机拍摄的场景究竟有多少,哪些已经足够满足,才不会被厂商的宣传所带偏。

底大一级压死人!一英寸超大底的索尼IMX989传感器有多强?

我们都知道,智能手机的拍照/摄影效果受到“几驾马车”的影响,也就是CMOS影像传感器、光学镜头和ISP影像处理器,此外还会得到SoC芯片内集成的NPU和AI成像算法的增益调优。

相对来说,CMOS影像传感器是最容易被数字量化从而方便比对的“马车”,比如传感器尺寸、像素值、单像素面积、对焦技术、多像素合一等等,都是衡量一颗CMOS强弱的参数指标。

其中,传感器尺寸又是最容易被普通大众所接受和理解的关键参数。

早期的智能手机始终无法媲美卡片相机,就是因为前者受限于纤薄的身材无法容纳太大的感光元件。然而,在CMOS传感器领域一直有个“底大一级压死人”的传说,而这里的“底”指的就是传感器尺寸这个参数,传感器尺寸越大意味着相机在拍摄时就能接收到更多的光线。

传感器尺寸的单位为1/x,由于分子都是1,所以分母“X”对应的数字越大,代表传感器尺寸越小。比如1/1.5英寸传感器尺寸的就要大于1/2.0英寸,选择前者往往可以取得更好的拍照底蕴。

不过,传感器尺寸越大,意味着由其封装而成的镜头模组也越大,会占用更多手机内部的空间,还会导致镜头进一步凸出于后盖表面。

最近,小米开始预热小米12S系列手机,其中小米12S Ultra的最大特色之一,就是全球首发索尼IMX989,拥有破天荒的1英寸超级大底。

根据官方的科普,索尼IMX989传感器采用了4:3比例,而不是常规的3:2比例,没有做任何裁切,拥有完整的1英寸超级大底(实际为1.02 英寸,对角线长度约16.32mm)。

这颗CMOS采用了先进的制程和四拜耳色彩阵列,单像素面积为1.6μm,四像素合一的融合像素面积可以达到3.2um,不容易饱和溢出,这意味着单帧捕捉即可拥有足够的动态范围,小米可以将 HDR的触发率大幅降低,这将带来拍摄速度上的极大提升。

索尼IMX989传感器支持可以让每个子像素都拥有对焦能力的Octa-PD相位检测对焦系统,可以适当提升快门速度,并针对性地调整夜景模式的触发策略,得益于此,小米12S Ultra拥有了强大的暗光抓拍能力。

据悉,索尼IMX989相比iPhone 13 Pro Max的主摄,其感光面积提升172%,感光能力提升 76%,同时拍照速度提升32.5%,启动速度提升 11%。用雷军的话说,索尼IMX989+徕卡+小米影像大脑,珠联璧合相得益彰,是目前手机影像硬件的天花板。

那么,你期待索尼IMX989的实际成像表现吗?

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