小米發(fā)布了一款有1億像素的概念型手機,，沒錯，是“概念型”,。當然,，這不是重點，重點是小米都1億像素了,，而今年的新款iPhone攝像頭最高像素還是只有1200萬,，對比不可謂不強烈。

很多人說,，“敢用iPhone拍臉的人,，都是對自己顏值非常自信的人。”換句話說,，就是在各大手機廠商叫囂著自家手機拍照性能可以比肩單反的當下,，iPhone毫無競爭力，畢竟它已經(jīng)在1200萬像素關口停滯數(shù)年不前了,。

但iPhone拍照真的有那么差嗎,？像素又真的是決定拍照性能的唯一因素嗎？弄清楚這些問題之前,，我們先來聊聊像素對于拍照的重要性,。

有關像素的那些事

· 什么是像素？

某百科中對“像素”的描述是這樣的：

“像素是指由圖像的小方格組成的,，這些小方塊都有一個明確的位置和被分配的色彩數(shù)值,，小方格顏色和位置就決定該圖像所呈現(xiàn)出來的樣子?！?/p>

這么說可能有些晦澀難懂,，我們可以看看下面這張圖：

以一個方格為單位，很明顯,，左邊圖像的像素點比右邊要少很多,，反映到最終成像上，右邊圖像的清晰度更高,，連花瓣上的露水都清晰可見,。簡而言之，理想狀態(tài)下,，像素越高成像越精細,，這也是各大手機廠商爭相追逐高像素的主要原因。

但提升像素并不是一件簡單的事情,，這第一道關卡,，便是要讓圖像傳感器有足夠的圖像解析能力。而這方面的關鍵技術,，常年被三星和索尼,，或者說索尼一家壟斷著。

· 索尼與三星之爭,，從CCD到CMOS

作為拍照設備的基礎硬件,，現(xiàn)今圖像傳感器中最常見的便是CMOS，而我們通常所說的XXXX萬像素像頭中的“XXXX萬”指的就是CMOS上的光電感應元件的數(shù)量,。

但其實一開始,，拍照還僅存于相機領域時，CCD的應用更為廣泛,，而索尼就是這方面絕對的龍頭老大,。早在1969年,，在貝爾實驗室發(fā)明出CCD時，索尼便快速入局了,。

無論是獨創(chuàng)正孔蓄積層推出HAD感測器并應用到可變速電子快門產(chǎn)品中,，還是為了創(chuàng)新性的在每個感光二極管前裝上微小鏡片，又或是推出SUPERHAD CCD技術奠定了CCD基本技術基礎,，憑借超大規(guī)模集成電路工藝技術的應用,，索尼相關產(chǎn)品的像素集成度、成本控制等在業(yè)內(nèi)均位居前列,，在市場上也是一騎絕塵,。直到2007年前后，手機對圖像傳感器需求大增之后,，局面才有了變化,。

一直以來，三星都很努力的想在拍照領域大展拳腳,，但始終都不具備大規(guī)模生產(chǎn)CCD的能力。而隨著智能手機的普及以及市場對拍照需求的提升,，能輸出數(shù)字信號,、工藝簡單、功耗和成本更低的CMOS便成為了首選之項,。

相較于CCD,，雖然CMOS在感光和圖像分析處理上稍弱，但手機畢竟不是專業(yè)相機,，要求沒那么高,，三星也正是看中了這一點，快速補足此前落下的工藝及產(chǎn)能問題,，大規(guī)模生產(chǎn)CMOS,，加之自家智能手機在市場上表現(xiàn)良好，二者加成竟讓它有了后來者居上的架勢,。

當然,，索尼也不是后知后覺者，早在2007年便發(fā)布了旗下首款Exmor傳感器,，不僅內(nèi)置ADC（模數(shù)轉換器）,，還是在小尺寸傳感器下實現(xiàn)的，順利拿下了CMOS市場的“準入證書”,。2008年,，該公司又推出了采用BSI（背照式）技術的Exmor R傳感器，成功打入手機市場,，拿到了iPhone 4s的訂單,。

而三星雖然基礎弱,、入局時間晚，但憑借著自己在半導體產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢,， 趕在2017年CMOS市場徹底爆發(fā)之前,，推出了ISOCELL圖像傳感器直指索尼Exmor；2018年還推出了1600萬像素ISOCELL Slim 3P9,，不僅即插即用式,，且支持四像素合一；今年又首發(fā)了6400萬像素傳感器GW1,，以及推出1．08億像素數(shù)圖像傳感器,，最新的4370萬像素傳感器ISOCELL Slim GH1的單位像素更是只有0．7μm。

如此看來,，在技術上三星似乎已經(jīng)先于索尼了,。但產(chǎn)品好不好，用了才知道,。

像素飛漲的背后,，是手機廠商急功近利了嗎？

可以看到,，在拍照性能越來越受重視的當下,，高像素已經(jīng)成為了消費者購買手機的重要擇選標準，幾乎所有的手機廠商都在這方面卯足了全力,。但其實早在2010年,，喬布斯就曾表示，“許多手機廠商利用廣大消費者對照片成像原理知識漏洞,，在手機拍照上主打高像素,，但手機拍照性能高低，像素只是影響要素之一而已,?！?/p>

這里有個對比：

2011年小米發(fā)布旗下第一款手機時，后置的是800萬像素攝像頭,，而它今年年初發(fā)布的小米9,，后置主攝已經(jīng)提升至4800萬像素；

同樣在2011年蘋果發(fā)的iPhone 4s后置的也是800萬像素攝像頭,，但它剛剛發(fā)布的新機iPhone 11后置像素卻只有1200萬,。而且從2015年iPhone 6s采用1200萬像素攝像頭至今，iPhone在這方面已經(jīng)5年沒有升級了,。

同樣是8年時間,，小米將像素提升了6倍，而iPhone只翻了一番,，難道蘋果不如小米,？其實并不完全是這樣,。

攝像領域有句行話說，“底大一級壓死人”,，通俗解釋就是“在像素相同的情況下,，更大尺寸的傳感器每個像素接收到的光線就越多，拍照效果則更好”,。反映到手機攝像頭上,，就是CMOS面積越大，拍照性能越好,。而iPhone攝像頭像素5年沒有變化,，拍照性能卻越來越好，就是因為在CMOS面積上做了多次升級,。反應到攝像頭外部特征上,，最直觀的便是光圈越來越大。

以前幾代的iPhone為例,，iPhone4／5使用的均是索尼IMX145,，CMOS面積為1／3．2，單位像素為1．4μm,；到iPhone 6s,，使用的則是索尼為其全新定制的IMX315，CMOS面積為1／3,，單個像素面積提升到了1．22μm，光圈為f／2．2,；iPhone X的CMOS則最小為1／2．6,，其中廣角鏡頭光圈有?／1．8。

也就是說,，蘋果一直在致力于提升單個像素質(zhì)量,，例如每個像素光線的攝入量以及色彩深度的協(xié)調(diào)性等。

而小米方面,，從小米8到小米9,，攝像頭像素數(shù)直接從1200萬翻成了4800萬，但有知乎網(wǎng)友稱,，實際拍照效果卻是小米9的涂抹感嚴重,，銳度也不如小米8，在最新的DxOMark排名中,，也僅為全球第七,。

而今天發(fā)布的MIX Alpha所搭載的1．08億像素級CMOS，尺寸雖然高達1／1．33,，大像素卻只有1．6μm,，也就是說,，單個像素質(zhì)量實際上并沒有達到1億像素該有的水準。

實際上,，即便是全畫幅相機,，CMOS尺寸都至少是手機的10倍以上，更不用提包括富士,、哈蘇的等也都曾推出過像素僅有5000萬的產(chǎn)品,，手機攝像頭一下子上億級像素，確實有些匪夷所思,。

當然,，和像素一樣，CMOS面積也僅是影響拍照效果的重要因素之一,，提升拍照性能還有很多其他途徑可走,，比如一直卡在“4000萬關口”的華為，就是在濾鏡上下了很大的功夫,。

像素之外,，我們還能做些什么？

今年3月,，華為高調(diào)發(fā)布了一款號稱可以“隨手一拍,，九天攬月”的P30手機，后置“4000萬像素主攝＋1600萬超廣角攝像頭＋800萬長焦攝像頭”,，最大的亮點便是首創(chuàng)全新RYYB傳感器設計,，以黃色像素替換三原色中的綠色像素，進光量提升達40％,，保證了暗光環(huán)境中的成像質(zhì)量,。而剛剛發(fā)布的Mate 30 Pro，也沿用了這一設計,。

RYYB厲害在哪里呢,，這里就先要說說拜耳陣列了。拜耳陣列是現(xiàn)代彩色數(shù)碼攝影的重要傳感器設計防水,，是實現(xiàn)CCD或CMOS傳感器拍攝彩色圖像的主要技術之一,。簡單來說，它是一個4×4陣列,，由8個綠色,、4個藍色和4個紅色像素組成，也就是我們通常所說的“RGGB”,。

但隨著市場對攝像頭拍照性能要求的提升,，越來越多的人發(fā)現(xiàn)，在超高清或高清拍攝下，RGGB灰度解析能力不足的情況就被放大了出來,，主要原因就是RGB三原色是加色法,，對光的吸收較為局限。例如在拍攝高清紡織物時,，因纖維之間的顏色差距較小,，容易出現(xiàn)串色的情況。

而華為推出的RYYB濾鏡,，則是對紅,、綠、藍三原色進行了重塑,，用黃色替代綠色,，即通過犧牲綠色進光量，提高黃色進光量,，變相的增加了紅色的進光量（黃色光是紅色光和綠色光混合而成的）,，從而來提升攝像頭弱光環(huán)境表現(xiàn)能力。反應到實際效果上,，就是RYYB的進光量較RGGB提升了40％,，P30在夜晚可以清楚的拍攝月亮就得益于此。

不過,，一切創(chuàng)新性設計都需要強有力的解析技術支撐,，這就涉及到處理器性能了。目前,，高端移動SoC主要有三類：

高通驍龍800系列,，目前已迭代至855 Plus，較855提升有限,，大核提速到2．96GHz,，被認為是5G過渡芯片；

蘋果A系列,，目前已迭代至A13，采用第二代7nm制程工藝,，單枚芯片擁有85億顆晶體管,，每秒運行次數(shù)達1萬億次，CPU采用的是“2個高性能核心＋4個高效能核心”的組合,，GPU為4核,，功耗則降低了40％，NPU為8核,；

華為麒麟900系列,，最新推出的為麒麟990，集成了103億個晶體管,，采用臺積電7nm＋EUV工藝,，并魔改架構為“雙大核＋雙中核＋四小核”,。

僅就當前來看，后兩者的關注度比較高,，反應到手機上,，以解析難度較大的視頻拍攝為例，iPhone 11Pro可以4K ／ 60fps,，以及多個攝像頭同時拍攝,；而Mate 30則可實現(xiàn)4K HDR和4K延時拍攝，視頻ISO達51200幀,，支持7680 fps超高速視頻拍攝,。而拍照方面，防抖,、AI虛化,、景深、暗夜,、微距,、長焦、廣角等均可實現(xiàn),。

此外,，華為在ISP上也做了硬件升級，如最新發(fā)布的麒麟990中就采用了ISP 5．0,，可實現(xiàn)實時多實例分割,，在人臉檢測場景下，微核能效提升達40％,，且支持手機端BM3D單反級圖像降噪技術和雙域聯(lián)合視頻降噪技術,。

當然，技術手段之外,，直接疊加攝像頭也是主要途徑之一,，不過如今手機后置最高已經(jīng)提升至5攝了，就連當年堅持只做單攝的iPhone也推出了后置三攝,，但如果以后手機會變成這個樣子,，“密恐患者”可能真的很難接受。