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在當前的智能手機影像傳感器(CMOS)市場中,索尼和三星兩家可以說牢牢把持住技術+銷量的第一梯隊。它們的產品性能是如此強勢、技術上領先的幅度是如此之大,以至於使得其他的競爭對手全部淪爲根本不受關注、甚至是得不到消費者信任的“邊緣品牌”。

索尼和三星在CMOS技術上本身就存在着一些奇特的“默契”,但這顯然不意味着它們之間就不存在激烈的競爭關係。特別是作爲其中市場知名度略輸那麼一丟丟的一方,三星當然有着比索尼更強烈的慾望來證明自己的實力。如何證明?那當然還得要靠產品來說話。

左側爲6400萬像素GW1,右側爲新一代4800萬像素GM2

於是,沒有事先預告、沒有盛大的發佈會,三星就這麼靜靜地扔出一顆“大殺器”——全新的GW1影像傳感器,以高達6400萬的驚人像素甩開“索尼大法”,得意地站上移動CMOS領域的像素制高點。

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6400萬像素!

“四合一像素”——當今所有小像素面積CMOS的標配

手機是肯定塞不進單反那麼大尺寸的CMOS的——所以,三星GW1的真實尺寸有多大呢?在官網的相關文章中,我們沒有找到具體的CMOS外形數據。但是可以瞭解到這款6400萬像素的三星GW1 CMOS依然使用和此前GM1、GD1一樣的0.8微米像素尺寸設計,具備“四像素合一”的陣列結構。

說得更直白一點,全新的三星GW1到底還是一款小像素設計的CMOS,而與GM1一樣大小的像素尺寸也就意味着,它的實際感光總面積應該也就正好和它的像素數量(6400萬)一樣,比當前的GM1(1/2英寸、4800萬像素)剛好多出50%而已——雖然在手機裏不算小了,但和真正的相機CMOS相比,依然是個“小不點”。

  • 然而,手機上的“高像素”曾經可是黑歷史

估計有一部分朋友得開始皺眉頭:難道智能手機的相機發展了這麼多年,好不容易纔擺脫了“像素多=拍照好”的錯誤觀念,現在又要開倒車?

這種擔心並不是沒有道理的——要知道,在智能手機的歷史上,單純地追求“高像素”,最後發現其並不能帶來更好的成像效果的事情,早就已經發生了不止一兩次了。

比如說,早在諾基亞塞班智能手機的時代,大名鼎鼎的老機皇N95就“僅僅”只有500萬像素,但其成像素質卻能夠秒殺同期一衆800萬像素的所謂“拍照手機”。到了安卓初期,1300萬像素的索尼IMX135曾經蔚然成風,但論成像素質,相信用過的人都會大搖其頭。乃至後來知名的高像素花架子、2070萬像素的索尼IMX220,更是成了一代“黑歷史”。

直到2013年,當時還算得上智能手機巨頭的HTC推出他們全新設計的旗艦HTC One,擁有一顆在當時充滿爭議的400萬像素主相機,才總算是爲現代智能手機的相機設計指出一條明路。

HTC很清楚,智能手機的相機體積實在太過有限,在那綠豆大小的面積上,單位時間所能接受到的光線強度本來就已經很有限。如果一味追求高像素,只會讓每個像素“分”到的光線信息更少,而曝光不足,直接導致的結果就是色彩失準和噪點增多。爲此,還不如放棄一部分像素數量,讓CMOS上的單個感光單元更大,以此來改善最終的拍照畫質。爲此,他們大膽地採用僅有400萬像素的定製CMOS,讓每一個感光單元擁有高達2.0微米的超大尺寸,最終構成智能手機歷史上第一個具備“暗光成像”理念的相機設計。

當然,大家都知道,HTC One在推出的當時並沒有立刻得到理解。但明眼人都看得出來,它對後來的智能手機CMOS設計造成深遠的影響:後來三星自家知名的ISOCELL Fast系列(也就是大家俗稱的全像素雙核對焦CMOS)、初代谷歌Pixel所使用的IMX378、華爲P20和魅族16th上的IMX380,還有曾經一度被許多手機廠商追捧的IMX362、363,都採用了大底、大像素、不追求像素總數的“超感光”設計,也各自收穫市場上的成功。

  • 技術擊敗了信仰:“大底大像素”終成過往

然而,就在許多人認爲,“智能手機高像素=高畫質”的誤區已經遭到破解的時候,突然,4000萬、4800萬像素的小像素設計CMOS“捲土重來”,而且大受歡迎。及至今日三星GW1這顆6400萬怪物的出世,更是基本實錘“高像素復辟”的勢頭已然不可避免。

那麼,爲什麼在大家已經體驗過大尺寸像素、低像素數量所帶來的畫質優勢之後,最終還是都不約而同地迴歸“像素大戰”呢?

1200萬像素勝過4000萬像素,但卻得不到大衆承認

其實,最簡單、也最“俗”的理由就在於:普通消費者並不明白什麼叫做像素大小、什麼叫做CMOS尺寸,特別是對於那些從來就沒用過旗艦級手機的人來說,甚至可能壓根就沒體會過“大底”是什麼感覺,“噪點少”又是怎樣的體驗。這種情況下,“高像素就是好”顯然在市場宣傳上有着得天獨厚的優勢。

其次,從技術層面上來說,對於索尼、三星這些上游廠商來說,他們其實也懂得有一部分消費者喜歡高像素、也有一部分消費者偏好高畫質的道理。所以,如果你關注一下近年來的這幾款高像素傳感器(索尼IMX600、IMX607、IMX586,三星GM1、GW1)就會發現,它們其實普遍採用了比過去的“大底大像素”CMOS更大的總體面積,同時運用諸如像素隔離、四像素合成技術、單幀HDR算法、RYYB陣列等一系列結構設計上的改進,實際上也在着手解決傳統高像素傳感器固有的感光差、像素串擾多、畫面動態水平不足等一系列問題。在三星最新的這款6400萬像素GW1傳感器上,還迎來了全新的雙轉換增益電路設計——通過使用兩套靈敏度不同的半導體結構,GW1能夠同時兼顧高感光度和高動態範圍——比如說,它的動態範圍就高達100dB,甚至比此前的那些大像素傳感器(越70dB)還要高了一大截——色彩表現和寬容度自然更加值得期待。

當然,這也就意味着,“大像素設計”已然失去了它在畫質上的優勢,至少這一次,它可能真的要和智能手機作別了。

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