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[其他] 手機鏡頭的CMOS、μm到底是啥?

一般用戶

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資深大大

陳誠誼2015-10-18 09:36

我們經常可以在一些手機廠商發表會的PPT上看到某某手機使用了某某型號的感光元件,單位像素寬度為多少多少μm(微米),那麼這個μm到底是個什麼西,代表著什麼,又有什麼作用呢?
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在各家手機廠商的PPT上,如果發布的手機鏡頭的單位畫素面積比較大,那麼就肯定會被拖出來大說特說,無論是蘋果、谷歌,國際知名品牌,如SONY,LG,HTC,還是三星,還是大陸各大手機廠商的旗艦產品,幾乎都會跟你們吹一吹他們手機上感光元件的單位畫素面積有多大。
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為什麼廠商這麼著力宣傳這個單位畫素面積?我們可以簡單地理解為:在鏡頭畫素大小相同的情況下,單位畫素面積越大,就意味著鏡頭感光元件的面積越大,而越大的感光面積點與點之間的電磁干擾會減小,對於成像的質量也會得到相對應的提升。

總結就是攝影圈中經典的一句話:底大一級壓死人。

同樣的,在感光面積大小相同的情況下,畫素越小,單位畫素面積才越大。

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說到這裏,是不是有點讓人想起了的The New HTC One(M8)呢?當然更早之前的M7,就已經使用了,M8的UltraPixel理念同樣是以一個很大的感光面積配合超小像素來提高單位畫素面積,最終讓這顆鏡頭達到了每个個單位畫素面積為2μm的驚人水平,當然因此犧牲掉的就是樣張的畫素,拍攝出來的樣張最大畫素只有430萬畫素,這對於2013年潮流智慧手機而言是一個相當大膽的挑戰。

其實這個理念是相當好,很多人當時也非常看好這個技術,但由於最後HTC因為鏡頭鍍膜和優化無力等因素,導致了拍攝的樣本容易有紫光、鏡頭眩光和整體偏紅的問題。(當然還有的就是這個技術發展的停滯,影響到後續的使用)

加上在那個時候安卓手機集體跳升到1300萬畫素甚至更高畫素之後,更多人喜歡放大數毛做對比(哈哈!我喜歡這句話),所以430萬畫素是遠遠滿足不了市場的需求,HTC的Ultrapixel最終還是換上主流相機,而Ultrapixel則被移至前置鏡頭,但綜觀夜拍這還是勝過一般高畫素鏡頭的。

那麼這個μm是怎麼計算出来來的呢?影響這個數值的就正是感光元件的邊長和樣本的最大畫素,兩者數值相除就可以大概得出μm的值。

例如我們知道一顆感光元件的尺寸,這個尺寸其實就是感光元件面積的對角線,還有知道這塊感光元件的邊長比例。根據勾股定理我們知道:對角線的長度的平方=長的平方+寬的平方,然後我們可以再依據比例求出長和寬的值。

我們再使用感光元件長度的數值除以畫素的長,就可以得到這個單位畫素面積的數值了。

另外還有一個更簡單的辦法,多點查查相關感光元件的資料數據,一般而言都可以找到。

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那麼是不是就意味著感光元件的單位畫素面積小了,拍攝出來的效果就一定會很差呢?不不不,我們還是以樣本說話。

知道你們喜歡對比,這次就挑選了好不容易終於從800萬畫素升級到1200萬畫素的iPhone 6S和iPhone 6做對比,由於iPhone 6S的感光元件面積並没有增加而只是增大了鏡頭畫素,根據上面的解釋我们可以得知iPhone 6S的單位畫素面積肯定會比iPhone 6上面的單位畫素面積要小。

事實上,官方文件也是這樣寫明的,iPhone 6的單位畫素面積是1.5μm,新的iPhone 6S單位畫素面積則是1.22μm。

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左為iPhone 6,右為iPhone 6s。是的,800萬畫素就是這麼小

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上圖的100%截圖。

透過白天樣本的對比我們可以看到,高畫素對於解析力來說確實有更好的提升,畫質和動態範圍的表現上iPhone 6S也並没有明顯地輸給iPhone 6。

那麼在昏暗境下的成像有會有多少影響呢?這次在一個環境光絕對可控的條件下拍攝夜間静物,咋看之下兩者的成像幾乎没有太大的區别。

然而一切真相都在100%放大之後得以呈現,兩者對比,iPhone 6S雖然單位畫素面積比iPhone 6要小,但是對於噪點的壓制却是iPhone 6S的表現更好一些。不過物體的質感和色彩表現,確實是iPhone 6要稍微好一點。

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同樣左為iPhone 6,右為iPhone 6S f1a2e41c3ecf41b2bcdaa1b043459b64.png

但這樣看來,就算單位像素面積減小了,透過適當優化調校,還是能够得到不錯的表現。

不過當然了,能够有更大的單位畫素面積,相信也會更容易得到一個更優秀的樣本表現,不過更大的單位畫素面積就意味著更大更厚的感光元件,在如今這個追求輕薄便携的智慧手機大潮裏,為了更好的成像而犧牲了手機厚度也是很冒險的做法,例如諾基亞的808和Lumia1020之類的,雖然在成像方面的得到很好的口碑,可依舊是叫好不叫座,没有被市場所認可。

對於手機攝影愛好者而言,當然最希望的就是能够保證足够大的鏡頭解析度,但同時單位畫素面積也有保證、機身厚度也不至於太離譜的手機出現吧。(那我可以期待HTC出現這樣的手機,我會不會在作夢呢?希望不會。)

以上文章來自於http://news.mydrivers.com/1/451/451856.htm

哈拉區分享文章只能 一天二篇,不過沒關係,這篇文章最主要是大家互相了解一下單位面積是怎麼算的,當然我還是希望HTC能出個搭載相機單位面積大一點,但又不會太厚的手機。造福一下愛拍族。當然技術有其瓶頸,但總要有希望吧!








本文章最後由( 陳誠誼 )於 2015-10-18 10:11 編輯

★HTC論壇三週年生日快樂★
因為你讓我超越想像、不斷實現完美的畫面,讓我看見這一路令人驚豔的一切,我愛上HTC~
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路過旅人

JR喵2015-10-18 10:12


好詳細的介紹!讓我對這兩個名詞有更深的瞭解

希望以後拍照技術也能更好,哈!

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資深大大

陳誠誼2015-10-18 10:17

JR喵 發表於 2015-10-18 10:12
好詳細的介紹!讓我對這兩個名詞有更深的瞭解

希望以後拍照技術也能更好,哈!

功夫是越磨越深。不怕你學,就怕不去摸它。你摸了它慢慢的就會技巧更為進步。當然啦多交流也是進步方式之一。

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模範鄉民

王信傑2015-10-18 17:02

感謝陳大每次都PO知識文
讓小弟受益良多
期待有更多的文章!!

強4登場 HTC論壇四週年‧★,:*:‧\( ̄▽ ̄)/‧:*‧°★*
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資深大大

陳誠誼2015-10-18 17:13

王信傑 發表於 2015-10-18 17:02
感謝陳大每次都PO知識文
讓小弟受益良多
期待有更多的文章!!

知識可以增長進步的動力。也許我們很多不是從事這方面的工作。但透過分享可以得到以前所不知的領域。我覺得這是一個不錯的方式。

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資深大大

泰熊2015-10-18 17:45

感光、畫素、機身厚度 都是相剋的屬性啊...
真的想要維持住機身厚度又提升畫素,勢必會犧牲掉感光Orz

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新手鄉民

tristan70112015-10-18 17:52

說明得很清楚明白,受教了。
但一般消費者還是在像數大小繞圈圈。

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資深大大

陳誠誼2015-10-18 18:08

泰熊 發表於 2015-10-18 17:45
感光、畫素、機身厚度 都是相剋的屬性啊...
真的想要維持住機身厚度又提升畫素,勢必會犧牲掉感光Orz
...

是啊!所以才需要突破啊。我知道很困難。但是我相信科技終將勝利。

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陳誠誼2015-10-18 18:12

tristan7011 發表於 2015-10-18 17:52
說明得很清楚明白,受教了。
但一般消費者還是在像數大小繞圈圈。

也對,一般的消費者恐怕也是這樣繞圈圈。不過以圖片來說明一切。應該是比較好的方式。

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專業鄉民

5102015-10-18 21:45

真希望等到像素大、像素尺寸小還有機身小的那天
不管是相機或手機
期待外星科技到來!!!

~HTC論壇進擊三週年~我要用HTC One (M8)狂嗨我的每一天
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