隨著手機(jī)攝像頭發(fā)展得越來(lái)越快,，各類層出不窮的技術(shù)名詞也如潮水一般在我們的眼前席卷開來(lái),，但這些技術(shù)究竟對(duì)拍照畫質(zhì)能有多大影響呢,？消費(fèi)者往往對(duì)此存在疑惑,。本文我們暫且不去討論那些令人眼花繚亂的技術(shù),，僅僅就最基本的CMOS感光芯片,、鏡頭以及軟件調(diào)校這三個(gè)方面去解讀一下市面上的手機(jī)攝像頭,。

隨著手機(jī)攝像頭發(fā)展得越來(lái)越快,，各類層出不窮的技術(shù)名詞也如潮水一般在我們的眼前席卷開來(lái),，但這些技術(shù)究竟對(duì)拍照畫質(zhì)能有多大影響呢？消費(fèi)者往往對(duì)此存在疑惑,。本文我們暫且不去討論那些令人眼花繚亂的技術(shù),，僅僅就最基本的CMOS感光芯片、鏡頭以及軟件調(diào)校這三個(gè)方面去解讀一下市面上的手機(jī)攝像頭,。而通過(guò)對(duì)這三點(diǎn)的判斷,，相信一顆攝像頭的實(shí)力也已經(jīng)能看出大半了。

常見手機(jī)攝像頭成像因素解析

CMOS感光芯片

自從數(shù)字成像技術(shù)替代膠片成像技術(shù)之后,，作為實(shí)現(xiàn)最關(guān)鍵“光電轉(zhuǎn)換”過(guò)程的感光芯片已經(jīng)成為了成像畫質(zhì)最關(guān)鍵的因素,。經(jīng)過(guò)一代代技術(shù)的演變與競(jìng)爭(zhēng),，目前手機(jī)業(yè)界已經(jīng)形成了以堆棧式CMOS芯片作為技術(shù)主體的發(fā)展態(tài)勢(shì)。在感光芯片結(jié)構(gòu)基本定型為堆棧式的前提下,，目前我們消費(fèi)者對(duì)于感光芯片的優(yōu)劣主要能看得到的參數(shù)就是“單芯片感光面積”與“單像素感光面積”,。

●單芯片感光面積

這里的指的主要是感光芯片的“感光總面積”，也就是攝影玩家常說(shuō)的“底有多大”,。目前手機(jī)攝像頭的“底”普遍在1/3.06英寸到1/2.3英寸之間,，當(dāng)然也有像Nokia 808 PureView和Lumia 1020這樣比較奇葩的機(jī)型。下面筆者整理了一份常見手機(jī)與單反CMOS尺寸對(duì)照表,，以方便大家直觀地了解各個(gè)尺寸之間的換算關(guān)系（由于一般描述類似“1/2.3英寸”都是采用的對(duì)角線長(zhǎng)度,，所以面積的上的差距會(huì)比看上大很多）。

1/3.06英寸一般為主流拍照手機(jī)的CMOS尺寸,，典型代表是蘋果iPhone 6,。

1/2.3英寸一般為小型數(shù)碼相機(jī)（DC）的CMOS尺寸，也有部分拍照手機(jī)CMOS達(dá)到了這個(gè)尺寸,，典型代表是索尼Xperia Z3和魅族MX4,。

2/3英寸和1/1.2英寸一般介于“微單”與“小型數(shù)碼相機(jī)”的CMOS尺寸之間，代表機(jī)型分別是Lumia 1020和Nokia 808 PureView,。

4/3英寸還有1.5英寸,，就是典型的微單尺寸了，代表機(jī)型分別是奧林巴斯EP-1和佳能G1X,。

APS-C畫幅就是常見的中低端單反的CMOS尺寸,。

●單像素感光面積

這里指的主要是單個(gè)像素在感光芯片上“分到的感光面積”，計(jì)算公式就是單芯片感光面積除以像素?cái)?shù)量,。目前市面上常見的單像素感光面積普遍在1.12μm×1.12μm左右（以IMX214,、1300萬(wàn)像素為例，以下將直接寫為1.25μm?方便更加直觀得對(duì)比）,，當(dāng)然也同樣有像HTC Utral Pixel攝像頭那樣達(dá)到4μm?的,，當(dāng)然這是特例。以下是筆者整理的主流拍照手機(jī)單像素面積對(duì)照表,，方便大家查閱,。

從上表可以看出，單芯片感光面積大的未必單像素感光面積就大,，這還要取決于像素的數(shù)量而定,。那面對(duì)如此多種的組合，我們應(yīng)該如何去選擇呢,？這里我們就要將像素?cái)?shù)量和單像素感光面積組合起來(lái)看了（由于這兩者乘起來(lái)也就是單芯片感光面積,，所以看一款手機(jī)的“底”有多大也是估計(jì)其拍照畫質(zhì)的一個(gè)粗略參考指標(biāo)，至于更細(xì)致得就要看更詳細(xì)數(shù)據(jù)了）,。

●像素?cái)?shù)量是否越多越好,？

首先,，在保證一定的單像素感光面積下，增加像素?cái)?shù)量是可以提高手機(jī)的解析力的,。換句話來(lái)講,，就是高像素設(shè)備會(huì)比低像素設(shè)備收集到更多的細(xì)節(jié)，你放大來(lái)看會(huì)更清晰,。但是加大像素?cái)?shù)量會(huì)帶來(lái)這樣幾個(gè)問(wèn)題：

1.數(shù)據(jù)量吞吐：典型例子就是Lumia 1020,，由于其自身的ISP處理性能不夠，導(dǎo)致其拍攝后處理時(shí)間較長(zhǎng)影響體驗(yàn),，而且照片也比較占據(jù)內(nèi)存空間,。當(dāng)然現(xiàn)在驍龍801處理器自帶的雙ISP已經(jīng)擁有了足夠的性能去處理高像素的數(shù)據(jù)吞吐量，但是拍攝后占據(jù)內(nèi)存空間的問(wèn)題依然存在,。

2.對(duì)單像素面積的妥協(xié)：由于目前手機(jī)尺寸的關(guān)系,，機(jī)身內(nèi)部對(duì)攝像頭感光元件尺寸也是有很大限制的。所以一般在提升像素?cái)?shù)量的同時(shí),，很難再提升單像素面積,，甚至是降低單像素面積，這樣就會(huì)造成攝像頭對(duì)光線的收集能力減弱（單像素面積越大收集到光線越多）,，從而造成“高感畫質(zhì)”變差,，“寬容度”下降等問(wèn)題。

3.高像素的實(shí)用性：目前我們使用手機(jī)拍攝的圖片基本都是在手機(jī)屏幕上觀看,，那么即便是1920×1080的分辨率也僅僅只需要200萬(wàn)像素,。那假如有朋友需要裁剪呢？800萬(wàn)像素也足夠你裁剪掉3/4的畫面也能夠滿足手機(jī)屏幕的瀏覽需求了,，而且這個(gè)像素?cái)?shù)量也基本能夠滿足4K的需求（3840×2160等于830萬(wàn)像素,，當(dāng)然這是在你不裁剪的情況下）。所以目前動(dòng)輒1300萬(wàn)以上甚至2000萬(wàn)像素在實(shí)用性上看來(lái)并不如800萬(wàn)更好,。（因?yàn)楦呦袼貢?huì)損失寬容度以及高感性能）

●單像素面積與高像素如何進(jìn)行取舍,？

從經(jīng)驗(yàn)上來(lái)講單像素面積越大越好，而像素?cái)?shù)量超過(guò)一定范圍則實(shí)用性大大降低,。所以很明顯的取舍就是在保證足夠使用的像素?cái)?shù)量下,，盡量增大單像素感光面積，這樣對(duì)于畫質(zhì)的影響是最為積極的,。當(dāng)然,，這只是在同一工藝結(jié)構(gòu)水平的CMOS傳感器中的理論比較,，畢竟工藝與結(jié)構(gòu)上的升級(jí)相對(duì)來(lái)講才是更加巨大的,。至于IMX135是不是一定比IMX214要差呢？那還要看鏡組搭配以及軟件調(diào)試的好壞了,。畢竟拍照畫質(zhì)這東西遵循木桶原則,，哪一個(gè)方面做不好效果都不會(huì)好,。

2手機(jī)攝像頭鏡組部分解析回頂部

攝像頭的鏡組

與數(shù)碼相機(jī)的原理一致，CMOS決定了手機(jī)攝像頭至關(guān)重要的總像素和感光面積,，而手機(jī)成像時(shí)的光圈和焦距則完全由手機(jī)鏡頭來(lái)控制,，鏡頭采用的不同也是直接導(dǎo)致成像效果差異的主要原因。

●決定手機(jī)的光圈和焦距

首先我們必須知道,，手機(jī)鏡頭由于空間所限,，無(wú)法做到光圈大小和光學(xué)焦距的調(diào)節(jié)，這就意味著所有的手機(jī)鏡頭都是恒定光圈的定焦鏡頭,。很多手機(jī)廠商宣稱它們的手機(jī)鏡頭光圈達(dá)到了F/2.4甚至F/2.2,，這是一個(gè)相對(duì)而言的光圈標(biāo)準(zhǔn)值，數(shù)字越小代表可用光圈越大,，但是依然不能跟數(shù)碼相機(jī)鏡頭的光圈相提并論,。

兩種不同的手機(jī)鏡頭模組

接下來(lái)就是鏡頭焦距，除了已經(jīng)過(guò)時(shí)的MF（手動(dòng)對(duì)焦）鏡頭之外,，目前手機(jī)上分為AF（自動(dòng)對(duì)焦）和ZOOM（光學(xué)變焦）兩種級(jí)別,，一般使用的是AF級(jí)固定焦距鏡頭，也就是拍照應(yīng)用打開之后的默認(rèn)焦距,，在這個(gè)焦段下,，通過(guò)鏡頭和CMOS協(xié)作就可以在屏幕上顯示圖畫，并且顯示的畫幅是固定的,。雖然有些手機(jī)支持10倍數(shù)碼變焦,，但往往都是通過(guò)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)，最終效果并不理想,。而少數(shù)支持光學(xué)無(wú)損變焦的是ZOOM級(jí)別的變焦鏡頭,，其外形已經(jīng)接近專業(yè)相機(jī)的鏡頭了。

以iPhone 4S和iPhone 5為例,，以下兩張圖分別為它們的拍攝樣張,，其中iPhone 5的照片是蘋果官方提供的，而iPhone 4S則是外媒記者專門到拍攝地點(diǎn)特地拍攝的,。

iPhone 4S拍攝樣張（35mm等效焦距）

iPhone 5拍攝樣張（33mm等效焦距）

從照片的EXIF數(shù)據(jù)分析,，蘋果iPhone 5內(nèi)置的鏡頭等效焦距為33毫米，而iPhone 4S的鏡頭等效焦距則為35毫米,，這樣一來(lái)iPhone 5的拍攝范圍要稍微大一些（焦距不同和鏡頭優(yōu)劣并無(wú)關(guān)系）,。單單從這一張照片的表現(xiàn)上看，iPhone 5要好于iPhone 4S,，圖像的邊緣銳利飽和度也更高,，而且由于焦距的差別，取景范圍會(huì)廣一些,。

●手機(jī)鏡頭的內(nèi)部構(gòu)造

在微小的手機(jī)鏡頭里面,，主要分布著Sensor,、IR和Lens最重要的三重結(jié)構(gòu)，分別是圖像感應(yīng)器,、紅外濾波片和鏡片,。其中影響手機(jī)鏡頭部分最重要的因素就是Lens的構(gòu)造。

手機(jī)鏡頭的內(nèi)部構(gòu)造圖

Lens一般有兩種材料,，一種是球面玻璃（Glass）,，代號(hào)為G；另一種是非球面塑膠（Plastic）,，代號(hào)為P,，手機(jī)鏡頭制造商在前面用數(shù)字表示鏡片數(shù)量。例如廠商們宣傳的5P或6P鏡片,，意思就是它們的手機(jī)鏡頭采用的是5層或6層塑膠鏡片,。

事實(shí)上，真正成像好的鏡頭理論上必須使用玻璃鏡片才能夠達(dá)到,，比如使用4G鏡片,。我們知道玻璃鏡片的透光率高于塑膠鏡片，而且光學(xué)折射和熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)低于塑膠,，但是唯一的缺點(diǎn)就是制造成本高,、工序復(fù)雜，在成本低廉的手機(jī)上不可能大規(guī)模采用,，沒有誰(shuí)愿意花費(fèi)高昂的代價(jià)使用全玻璃鏡片,。好在目前非球面塑膠的工藝在逐漸提高，基本可以滿足民用攝像領(lǐng)域,。

手機(jī)鏡片之間的兩種鍍膜

另外,，稍微提一下鏡頭鍍膜。鏡頭鍍膜分為增透膜和濾色片鍍膜兩種,，分布于手機(jī)鏡片之間,。增透膜主要用于提高光線在鏡片之間的通過(guò)率，從而改善鬼影和眩光問(wèn)題（由于鏡片構(gòu)造所限,，只能稱之為改善,，無(wú)法徹底杜絕）；濾色片鍍膜主要用于控制畫面的色彩均衡,。在透光率和清晰度這兩個(gè)矛盾之間,，并不是單純認(rèn)為鏡片越多越好或者越少越好，而是達(dá)到整體的協(xié)調(diào)性才是最重要的,。事實(shí)上,，最外面一層的保護(hù)玻璃，姑且也可以認(rèn)為是一層鏡片，而且是影響透光率最為主要的鏡片,，所以用手機(jī)拍照之前記得一定要保證鏡頭是干凈的。

●手機(jī)鏡頭的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

手機(jī)的大范圍普及不過(guò)是最近十幾年的事情,，世界上第一臺(tái)拍照手機(jī)來(lái)自日本夏普,，世界上第一臺(tái)千萬(wàn)像素拍照手機(jī)來(lái)自三星，而將手機(jī)攝像頭發(fā)揚(yáng)光大的的卻要?dú)w功于諾基亞和索尼,。不僅僅是因?yàn)樗鼈兊氖謾C(jī)出貨量很大,，而是率先引入了手機(jī)鏡頭的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

手機(jī)所采用的三種鏡頭認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

按照時(shí)間順序,，以上圖表列舉了三種最為常見的手機(jī)鏡頭認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和典型手機(jī)廠商,。一般認(rèn)為，配備標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證鏡頭的手機(jī)攝像頭,，其拍照素質(zhì)將更有保障,。

當(dāng)然，也不必因此而神化手機(jī)鏡頭的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),。事實(shí)上,，這些經(jīng)過(guò)認(rèn)證的手機(jī)鏡頭并非由認(rèn)證機(jī)構(gòu)原廠生產(chǎn)，而是指它們的鏡頭達(dá)到了該鏡頭認(rèn)證商的制造標(biāo)準(zhǔn)或性能標(biāo)準(zhǔn),，一定程度上具備更穩(wěn)定的使用價(jià)值,，起碼能讓用戶感受一些品牌的魅力，獲取用戶的好奇和信任,。

3攝像頭軟件調(diào)校實(shí)拍對(duì)比及總結(jié)回頂部

攝像頭的軟件調(diào)校

上文分別說(shuō)到,，CMOS感光元件和鏡頭是兩個(gè)影響拍照質(zhì)量的重要因素，那么最后要說(shuō)到的因素就是廠商對(duì)攝像頭的調(diào)試了,。在手機(jī)拍照中,，廠商的調(diào)試和優(yōu)化可以說(shuō)是成像的最后一道關(guān)卡，是直接影響拍照質(zhì)量的,。毫不夸張地說(shuō),，哪怕感光元件、攝像頭等并不占優(yōu)勢(shì),，只要廠商對(duì)攝像頭,、成像的算法優(yōu)化、調(diào)試得好的話,，拍照出來(lái)的質(zhì)量依然是桿桿的,。這就好比一樣的食材煮同樣的菜式，好的廚師能將最普通的食材烹飪成最美味的佳肴,。因此,，拍照質(zhì)量也是十分考驗(yàn)手機(jī)廠商的優(yōu)化功力。

但是，廠商會(huì)對(duì)手機(jī)攝像頭會(huì)進(jìn)行什么樣的調(diào)試優(yōu)化,，這是涉及手機(jī)廠商的攝像頭方面的技術(shù)專利,，一般只是公布其技術(shù)名詞，基本上是不對(duì)外公布其細(xì)節(jié)的,。因此筆者也沒有辦法在這里探究每個(gè)手機(jī)廠商具體的調(diào)試方案的具體參數(shù),，那么最直接的比較方法就是為大家呈現(xiàn)不同廠商手機(jī)的拍照效果。

索尼IMX214傳感器憑借其優(yōu)秀的畫質(zhì)已經(jīng)被現(xiàn)在眾多的主流旗艦機(jī)所采用,，所以筆者就挑選了數(shù)款搭載IMX214傳感器的機(jī)型來(lái)進(jìn)行對(duì)比,，來(lái)看看它們之間的相機(jī)優(yōu)化差別。它們分別是一加,、Find7,、錘子T1和小米4，接下來(lái)就來(lái)對(duì)比樣張（點(diǎn)擊可查看原圖）：

一加,、Find7

錘子T1,、小米4

從第一組的照片中就可以看出四款手機(jī)之間的拍照差異了。小米4的照片色彩最為濃烈,，飽和度比較高,，但是色彩過(guò)渡略顯生硬，一加手機(jī)的次之,；而Find7和錘子T1在色彩方面就相對(duì)保守些許,。

一加、Find7

錘子T1,、小米4

在此場(chǎng)景中,，一加、Find7的拍照效果大致相當(dāng),，色彩的傾向和風(fēng)格都趨于一致,，畫面看起來(lái)也是比較舒服的；錘子T1色溫略偏冷,，而小米4的樣張色溫則明顯偏暖,。可見在白平衡方面,，前三家廠商的算法和調(diào)節(jié)效果都是比較相近的,。

一加、Find7

錘子T1,、小米4

在這組樣張中,，一加和Find7的照片風(fēng)格也是大致相同，兩者看起來(lái)是近乎一致的,，只不過(guò)錘子T1和小米4在色彩方面也是更為鮮艷一些,。

從以上的三組對(duì)比樣張中可以看出，雖然四款機(jī)型均是搭載了相同的索尼IMX214傳感器，但最后得出的照片相互是呈現(xiàn)出不同差別的,。如在色彩方面,，小米4就調(diào)校得比較鮮艷，可見不同廠家的成像算法和對(duì)攝像頭的調(diào)試,，會(huì)影響照片最終的畫質(zhì)效果,、色彩風(fēng)格、畫面觀感和白平衡等表現(xiàn),。

總結(jié)：

手機(jī)攝像頭的發(fā)展可以說(shuō)一日千里，其中對(duì)拍攝畫質(zhì)提升十分巨大的技術(shù)筆者也并沒有完全覆蓋到,。比如傳感器層面上的三星ISOCELL技術(shù)就能夠大幅提高進(jìn)光量,，這使得其單像素面積雖不大但也能獲得很好的畫質(zhì)；鏡組方面也還有光學(xué)防抖技術(shù)能夠提升快門時(shí)間,，對(duì)進(jìn)光量也有著巨大的提升,。所以消費(fèi)者要擦亮自己的眼睛，一切最終還是要用樣張來(lái)說(shuō)話,。筆者推薦最好自己去專賣店試一試,，這樣才能夠最接近實(shí)際使用中的效果。