超级教室: 揭示手机术语背后的秘密

现在购买新手机应该考虑什么？据推测，拍照质量已经成为许考虑手机的好坏的重要因素. 我们曾经带着单镜头反光照相机和长短旅行. 我们已经被轻巧的手机所取代. 可以说，在大多数情况下，移动电话已取代了相机，并成为我们记录美丽生活的工具. 而且，近年来，手机制造商开始关注照片功能，各种新技术的加入大大改善了照片的使用体验，但有时他们不理解制造商的口号. 许多晦涩的单词经常出现. 今天，我们以手机模块为例来说明其背后的隐藏信息.

“ 4000万像素”，“ Sony IMX363传感器”，“ Leica / Zeiss认证镜头”，“ F1.5光圈”，“人像双镜头”，不仅是不精通照相机的普通消费者，有时，面对制造商为头创建的一些词汇，该编辑非常无所适从. 但是，如果您仔细了解其背后的技术，您会发现有时某些参数可能不会尽可能大，最高的不一定是最好的.

图像传感器（光电传感器尺寸）

在这里我们主要讨论手机中的图像传感器，也就是说，我们经常看到索尼的手机使用索尼的IMX363传感器. 我们为什么要提这个呢？实际上，该传感器已经是数码相机的杰作. 组件和工作原理与传统数码相机相同，只是为了适应移动电话的尺寸. 实际上，手机制造商选择哪种图像传感器基本上决定了手机的一系列参数.

在老法师的嘴里，有句名言“底部是大底部”，所谓的“底部”实际上就是图像传感器的CMOS尺寸. 简而言之，它可以将光信号量化为电信号，然后与ISP进行交易. 那么，为什么越大越好？

不同尺寸CMOS的相应参数

因为CMOS的尺寸与光敏器件的面积直接相关. 在同一像素下，传感器越大，单个像素的面积越大，其接收光信号的能力越强，它捕获的光子越多，信噪比大大提高，图片质量更干净. 当然，传感器的尺寸也与它的设计和生产成本成正比，越大越好，但越贵.

手机的CMOS实际上很小

像素

像素曾经是手机摄影的最重要指标. 过去，手机制造商通常将其手机设置为具有4000万像素的镜头作为宣传的焦点，但是高像素是否必然等于更高的分辨率？

不！我们通常说相机是1300万像素. 实际上，CMOS上有1300万个光敏点，而4000万像素有4000万个光敏点. 但是，这4000万像素的组成是一个数学问题. ×？ = 4000W？例如，华为新手机P20 Pro的分辨率为7296×5472. 实际上，这与手机屏幕的1080P分辨率有关.

根据原理，4000万像素远高于1300万像素，所拍摄的照片绝对清晰，细节也更好. 实际上，图片的分辨率越高，图片的大小就越大，图片就不清晰. 清晰度也取决于成像算法和相机质量.

另一个重要因素是我们的手机分辨率通常为1920×1080，未压缩7296×5472照片在屏幕上显示，它们超出了屏幕分辨率范围，因此肉眼可以清楚看到程度没有差异，但放大后会出现差异. 理论上，4000万个细节更好. 如果您需要打印照片，那么此时4000万像素将更有用，并且可以打印大于1300万像素的照片.

总而言之，像素无法确定照片的最终质量，但它们确实在保留细节方面发挥了作用.

像素大小

结合先前的CMOS尺寸和像素问题，您应该发现一个问题. 如果CMOS尺寸固定，像素越多，像素尺寸越小？

是的，实际上，像素变小后会有副作用，那就是细节. CMOS的工作原理决定了只有当光信号强度超过最小阈值时，才能正常驱动模数转换电路. 如果像素接收的光信号强度太低，则无法有效地表示图片的这一部分. 因此，较大的像素将比较小的像素获得更多的光输入，这会影响图像质量性能.

HTC One M8的UltraPixel做到了这一点. 尽管CMOS的底部只有1/3英尺，但由于像素只有400万，每个像素高达2μm，因此可以获得更好的光量. 实际上，该方法当时受到了消费者的质疑手机范围，因为手机已经配备了数千万个像素的，而HTC突然达到400万像素非常令人眼花

华硕Zenfone4发布时，关于像素大小和光输入量

后来，为了考虑像素和像素尺寸问题，手机制造商继续开发具有更大CMOS尺寸的相机，目的是希望同时具有这些优势.

光圈

在单反和微型单反相机中，大多数镜头的光圈是可变的. 通过驱动镜头中几个超薄金属板的打开和关闭，可以改变光圈孔的大小，以控制进入CMOS的光量. 光圈的大小将由f / 1.5和f / 1.8表示. f值越小，光圈越大，通过镜头到达CMOS的光越多，成像图片越亮，图片越暗. 因此，在夜间拍摄或暗光环境下，大光圈成像的优势更加明显.

除了控制照片屏幕的亮度外，光圈大小还可以具有控制景深的功能. 光圈越大，景深越小，从而产生背景模糊效果并突出显示拍摄焦点.

图片可让您查看光圈，快门速度和ISO之间的关系

但是，由于手机尺寸的限制，因此没有多级可变光圈. 只有三星Galaxy S9和S9 +上的相机具有f / 1.5和f / 2.4的两阶段自动切换功能，其余的手机光圈是恒定的.

配备三星Galaxy S9 / S9 +的可变光圈相机，图片来自iFixit

焦点

说到手机相机的对焦方法，它确实是“一块布”. 经过这么多年的发展，为了大大提高手机拍照功能的易用性，出现了对比度聚焦，相位聚焦，激光/红外聚焦和全像素双核几种类型重点.

对比度AF（连续AF）是一种老手，以前基于此方法. 原理是根据焦点处图像的对比度变化找到对比度最大时的镜头位置，这是成像的最佳位置. 显然，您可以一目了然地了解问题. 对比度聚焦要求镜头遍历所有成像帧以找到最佳聚焦点. 显然，聚焦太慢了.

传统的对比聚焦需要经历的过程

相位检测自动对焦（Phase Detection AF）是为了提高速度而诞生的. 在CMOS感光元件中，特别引入了掩模像素，该掩模像素由成对的两个像素组成. 仅用于相位检测. 工作时，两个像素由微透镜成像（类似于人眼成像）. 聚焦系统可以根据信号峰值的位置来确定镜头是应该向前还是向后移动，从而可以快速准确地进行聚焦. 由于镜头的聚焦行程大大减小，因此聚焦速度自然会提高. 也有缺点，即需要对环境进行充分的拍照，并且夜间的表现中等.

双像素相位检测AF（双像素相位检测AF）是最强大的进化版本. 相位聚焦的原理，在所有像素上分布有两个光电二极管，它们可以独立接收光，从而形成相位差，大大提高了手机的聚焦速度，并且在暗光环境下的性能得到了提高. 改善. 前一年，三星Galaxy S7和S7 edge配备了这项技术的相机.

三星S7发布新闻稿中相位聚焦和全像素双核聚焦的比较

激光/红外（Laser AF）似乎更高，但是原理确实是最简单的. 激光/红外传感器向外发射低功率激光/红外光，并计算光与被摄对象之间的时间，以确定被摄对象与镜头的距离，从而实现更准确和高速的聚焦. 然而，由于主动发射的光的功率太低，所以传播距离是有效的，基本上在远距离上是致盲的，并且仍然存在问题. 激光/红外模块独立于相机，需要在背面打开. 对于整体手机而言，美学设计将大大降低，因此使用激光聚焦的手机将会减少.

Sony Xperia XZ激光聚焦

尽管目前一些手机支持对比度+相聚焦+激光聚焦的混合聚焦，但是全像素双核聚焦仍然是独特的优势. 这最初是三星旗舰手机关注的专有武器. 快得惊人. 小米MIX 2s已经存在. ，Vivo X20这些手机开始支持全像素双核对焦，拍照速度“飞速”.

华硕Tri-Tech混合对焦，称为对焦时间

缩放

在手机相机上实现单反级别的变焦显然是不可能的. 这是一个原则性的问题. 手机的只有几毫米厚，无法完全塞入可以驱动镜头组移动的模块中，并且无法完成物理变焦. 但是为什么在某些手机上仍会出现2倍光学变焦和10倍数字变焦？

实际上，这些电话配备了双，其中一个是远摄镜头，其焦距比普通长，因此它更靠近成像对象，并且2倍光学变焦为通过系统切换到远摄镜头获得. . 10倍数码变焦基于软件算法来放大原始图片. 例如，我有一张照片手机范围，通过一系列算法插值，降噪等处理，为您进行了10倍局部变焦，仅此而已，效果绝对不如纯光学变焦好.

iFixit上iPhone X的远摄镜头

光学/电子图像稳定

有时候，您总是会发现所拍摄的照片具有像鬼一样的模糊效果. 那是因为您没有稳定“麒麟臂”，这导致相机在成像过程中移动. 这在晚上尤为明显. 但是目前，手机相机具有光学/电子防抖功能来弥补这一点.

光学图像稳定是一种物理图像稳定. 镜头模块处于“浮动”状态. 陀螺仪检测到微小的运动，然后将信号传输到微处理器. 处理器立即计算需要补偿的位移量. 根据镜头的方向和位移，使用补偿来抵消原始的抖动，从而有效地克服了相机震动造成的图像模糊.

iFixit拆解视频中的华为P20 Pro相机光学防抖

电子防抖是一种纯算法防抖. 当陀螺仪检测到抖动时，它将把抖动的速度和运动参数发送给微处理器. 微处理器对生成的图像执行算法. 弥补以减少照片的模糊感.

在效果上，出色的电子图像稳定可以实现光学图像稳定，但是在实际的视频拍摄中，光学图像稳定仍然要好一些.

视角

我认为，最关注相机视角的应该是女孩，因为这与自拍和联拍的效果有关. 视角与焦距有关. 焦距越大，角度越小，反之亦然. 目前，许多前置都配备了广角，以照顾女性的联拍需求. 顾名思义，它们具有更大的视角. 最初，90°变为120°. 最初只能拍照三到四个人，但是现在可以拍照十多个. 人.

索尼官方网站上的Sony Xperia XA2 Ultra前置

双摄/三摄

如果相机已成为手机最重要的功能，则制造商必须不遗余力地提高相机的质量. 由于移动电话需要便携性，因此其机械结构不能像单镜头无反光镜摄像机那样多. 最后，它只能横向发展. 它是使用两到三个来实现照片体验之上的“傻瓜机”水平.

当前，手机制造商有许多双解决方案. 例如，具有深度传感器的常规相机，黑白相机，广角相机，远摄相机等. 这些解决方案都有自己的特点.

景深传感器不严格涉及成像，但它可以获取物体的距离信息，并使用该信息区分前景和背景，从而为照片（例如背景模糊）创造更好的景深效果.

HTC One M8 UltraPixel +景深传感器

顾名思义，黑白相机没有RGB彩色滤光片，只能捕获光信息，但是它比普通相机具有更多的光信息，因此照片在夜间具有更好的成像体验

华为P20 Pro长焦，黑白，彩色相机

如前所述，广角相机可以具有非常宽的视野，您可以在不移动手机的情况下对巨大物体进行全景拍摄.

Sony Xperia XA2 Ultra前置广角相机

远摄镜头是我们引入的光学变焦功能，例如iPhone 7 Plus开始提供的2倍光学变焦，因为远摄相机的焦距是主相机的焦距的两倍，后者提供2倍光学变焦. 能力.

以上是我们今天解释的所有内容，主要是为了解释手机硬件上的常用术语，让每个人都知道它的含义以及它与我们通常的摄影体验之间的关系. 最后，请允许我们使用Tech Insights的摘要表，其中包含三星Galaxy S系列手机多年来相机模块的变化. 照相像素曾经占据了制高点，但它们又恢复了理性. 像素大小较大，并且有DRAM. 整合后，可实现960fps慢动作拍摄，简而言之，它一直在缓慢地进行. 当然，我们也非常高兴看到华为P20 Pro以超强的质量进入DXOMark列表的前三名，我们期待着未来手机照相可以实现什么样的境界.

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