手机1亿像素真的能提升拍照效果吗？浅析像素、CMOS与画质的关系

        50x变焦、超强稳定……今年手机摄影几乎成了各大厂商的必争之地。可问题是，似乎总有一个声音在说：我们家的手机像素多高多高~所以它的拍照就有多好多好……

吗？

去年12月，华为首发4800万像素的手机；

今年8月29日，小米首发6400万像素的手机；

今年9月底，小米将首发1亿像素传感器的手机。

        此时我看了看自己2万多块钱的买的微单相机GH5s，只有1020万像素，感觉十分磕碜……就算是一代名器5D4，也只有3040万像素，像个弟弟……

        从画质的角度来说，我不认为手机真的能干翻专业的相机。所以今天想跟大家聊的核心问题就是：像素高≠照片好看。

1200万像素赢了4800万像素

        在专业手机相机测试机构DxOMark的榜单上，三星Note 10+以主摄像头1200万像素的情况下，干翻了一票像素超过4000万的手机夺得第一。

        像素更高，意味着技术的进步，这是好的事情。但画质提升，需要算法、镜片、CMOS等全方面的辅助。片面地、单纯地提升像素，不代表拍照能力就一定更强。这可能会成为我们选购手机的误区和厂商宣传的噱头。 

像素是如何影响画面的：

        最左侧的图片为1×1=1个像素，最右侧的图片为50×50=2500个像素。每个像素都是一个独立的单色色块。

        我们不难得出结论：像素数量可以直接影响画面的清晰度。但画面色彩、对比度等其他影响画质的因素，就不是像素数量能决定的了。 

像素越多图片就越清楚吗？

        在PS里将上一组图片的分辨率同时扩大到500×500（共25万像素插值像素）。很明显如果原始素材质量不行，单纯地增加像素，对于画质和清晰度的提升是没有意义的。

        而在相机的领域中，原始素材的质量，很大程度上取决于相机的感光元件CMOS（画幅）的大小。

        CMOS越大，同一时间内可以接收到的光线就越多，也就越容易拍到更纯净的色彩和画面。这也是为什么有很多人说，手机拍照永远无法超越相机的原因之一，因为手机空间的限制，可容纳的CMOS尺寸实在是太小了。

        在上图中我们可以看到，三星Note 10+的CMOS比IMX586的CMOS更小。那么Note 10+是如何在DxOMark的测试中超越小米9、一加7 Pro等手机呢？除去算法影响外，更因为单位像素面积大。 

        三星Note 10+的像素只有1200万，而使用IMX586传感器的手机像素有4800万。虽然其前者CMOS的总体面积小，但每个像素的面积更大，为1.4微米，而IMX586平均每个像素的面积只有0.8微米。

        当像素过多，而CMOS却不足够大的时候，就像是士兵过多，但是鸡腿不够吃一样。每个像素能够感受的光线少得可怜，对光线的色彩、明暗信息的判断自然也会变得不够准确。

        所以有很多十万级别的电影摄影机的CMOS只有800~1000万像素。就是因为如果录制1080P的视频只需要：1920×1080≈207万像素就够了；而4K视频也只需要：3840×2160≈829万像素就够了。用恰到好处的像素，拍楚楚动人的画面。

所以1亿像素只是噱头吗？

       也不能这么说。首先，在鸡腿足够吃，也就是光线足够好的情况下，更多的像素自然能带来更清晰的画面，甚至在进行一定裁切后，照片仍能有非常好的细节，让我们有更大的后期空间。

        其次，在光线不太好的情况下，不管是4800万像素的IMX586、小米的6400万像素传感器还是即将到来的1.08亿像素传感器，都支持四合一像素，将4个相邻的同色像素合并成一个像素，增大单位像素面积。

        于是IMX586的默认模式其实是1200万像素拍照，6400万像素传感器默认则是作为1600万像素传感器来用，至于1.08亿像素传感器，则可以变身成2700万像素传感器。这就在一定程度上解决了高像素传感器单位像素面积过小的问题。

这样一来的好处是：

1.我们可以根据光线情况，自由选择高像素或是低像素模式，给了我们更大的创作空间；2.低像素模式下，可以将相邻的4个同色像素进行高低不同程度的曝光，获得更高效的HDR效果，使照片获得更好的动态范围。

        最后，正如之前给大家看的CMOS尺寸示意图，三星小米合作推出的这款一亿像素传感器的尺寸本身在手机摄像头的领域里，已经是怪兽级别了。

        所以我愿意相信，这颗传感器能够在手机上给我们带来前所未有的体验。也为这次技术的进步感到非常兴奋。只不过说面对如此高的像素，手机的处理器速度是否能够撑得住?手机的储存空间又会受到怎样的虐待？可能都是小米和三星要解决的问题。

         综上所言，相信大家应该非常清楚像素、CMOS和画质之间的关系了。总结一下就是：1.我们需要一定的像素数量保证画面清晰度；2.像素过高，并不一定画质就更好；3.CMOS尺寸、镜头的数量及品质、厂商对相机的优化算法等综合因素，才能决定画质最终能达到什么样的程度。 

        回顾手机屏幕分辨率的发展史，我们从320P、到720P、到主流的1080P、到惊艳的2K屏幕、甚至是顶级的4K屏幕。再到现在回归且逐渐稳定在了1080P和2K屏幕的级别。手机厂商也从一开始对屏幕分辨率无止境的追逐，变得开始注重屏幕的色彩表现、对比度、刷新率等全方面的体验。

        手机的拍照也是一样，曾经经历过像素的疯狂生长，然后是厂商悄悄优化照片夜景、虚化、色彩及其他的附加能力。最后，我们会稳定在一个足够的像素数量和优秀的成像质量，静静等待技术的下一次突破，就像是今天一亿像素的手机摄像头的诞生。

        回望过去的几年，我们的手机拍照能力的确在变得越来越好，不是么？