小米的一億像素，到底有什么用？
高像素拍出來的照片，畫面觀感就一定會更好了嗎？不一定。
11 月 5 日，小米在新品發(fā)布會上發(fā)布了小米 CC9，這也是小米旗下第二款搭載一億像素傳感器的手機(jī)。
說到一億像素，大家最先想到的可能是活躍在各大影樓和攝影工作室的中畫幅相機(jī)。這些只能安靜地支在三腳架上的鐵坨坨，一般人很難會使用到。
哪怕富士推出了更加平民化的 GFX 系列，它的價格和操作仍然有一定門檻，大眾也未必能接受。
富士 GFX-100 樣張，單張 JPEG 體積達(dá)到 80MB
更重要的是，單張一億像素的照片體積大。一張照片就占了好幾十 MB 的空間，傳輸分享不方便的同時，儲存起來也更占地方。
所以很少人會專門買一臺一億像素的相機(jī)來記錄生活，這些相機(jī)也只會在專業(yè)拍攝領(lǐng)域里出現(xiàn)。
如今搭載三星傳感器的小米手機(jī)將一億像素帶到手機(jī)拍照圈里，在吸引大眾眼球的同時，也提升了手機(jī)攝影像素的上限。
不過對于大眾來說，即使手機(jī)用上一億像素，卻依然不知道它強(qiáng)在哪里，也不太清楚它究竟有什么意義。
那么，今天我們就來給大家解析一下，小米這次用上的一億像素到底有什么用？
一億像素，意義在哪里？
要談一億像素的話，那就要從三星這款傳感器說起。
早在 8 月 12 日，三星發(fā)布了一款支持 1.08 億像素拍攝的傳感器 ISOCELL Bright HMX，這是在手機(jī)圈里面首款達(dá)到億級像素的傳感器。
作為全球首款億級 CMOS，ISOCELL Bright HMX 采用 1 / 1.33 英寸的大底設(shè)計(jì)。傳感器尺寸雖然比諾基亞 808 用的 1/1.2 英寸 4100 像素 CMOS 傳感器要小，但和三星 GW1、索尼 IMX486 這些常見的 1/2 英寸高像素手機(jī) CMOS 比起來，ISOCELL Bright HMX 的尺寸還是要大一些。
這三款傳感器的單像素大小都是 0.8μm，像素大小并沒有改變，變化的是傳感器的大小。
就目前的 CMOS 發(fā)展看，CMOS 的體積相當(dāng)于一個碗的容積，每一個像素點(diǎn)等于每一粒米，在米粒同等大小的條件下，更大的碗能盛更多的米。那么就等同于更大的底，在單個像素面積相同的條件下能堆積更多的像素點(diǎn)。
ISOCELL Bright HMX 也支持 Tetracell 四像素合成技術(shù)，它可以通過四像素合成一個大像素的形式來增加單像素的感光面積，提升弱光下的成像表現(xiàn)。
當(dāng)然，它也跟其他高像素相機(jī)一樣，日常都還是以 2700 萬像素的模式拍照，一億像素只會存在一個特殊的拍攝模式中，需要手動開啟才能使用。
了解過 ISOCELL Bright HMX 這款傳感器之后，相信有不少用戶都會問：
“我平時就記錄生活，一億像素的拍攝模式對我來說有什么用？”
平日確實(shí)沒有要用上一億像素的必要。
對手機(jī)用戶來說，高像素的意義其實(shí)在于放大。
有更多的像素，意味著有更多的余量可以去做畫面放大，通過另一種方式來實(shí)現(xiàn)高倍數(shù)變焦的功能。要是用戶想拍攝遠(yuǎn)處的物體，有高像素來做放大基礎(chǔ)，拍出來的都會再清晰一點(diǎn)。
這樣的話，廠商也不需要在手機(jī)長焦鏡頭和變焦上多花功夫。用上高像素傳感器，再搭配上對應(yīng)的優(yōu)化算法，手機(jī)就能夠?qū)嵦嵘龜?shù)碼變焦的效果。
除此之外，一億像素傳感器進(jìn)行四像素合之后也能輸出 2700 萬像素。這樣在弱光環(huán)境下，拍照像素也不會太低，這樣對于保留畫面細(xì)節(jié)也有好處。
和四像素合一后剩下 1200 萬像素的三星 GM1 比起來，2700 萬像素其實(shí)還有一點(diǎn)數(shù)碼放大的空間。如果有用戶還想做進(jìn)一步的放大或變焦的話，那四像素合一后還有 2700 萬像素的 ISOCELL Bright HMX 仍能夠滿足需求，這也是高像素帶來的優(yōu)勢。
總體來說，ISOCELL Bright HMX 將一億像素帶到手機(jī)上，主要還是為了給用戶更多的數(shù)碼變焦空間。
雖然，ISOCELL Bright HMX 的像素和傳感器尺寸都比之前的高像素傳感器要大，滿足人們和廠商營銷對參數(shù)的需求。在一億像素模式下拍攝，照片的清晰度和細(xì)節(jié)處理都要比 6400 萬像素和 4800 萬像素都強(qiáng)。
但如果只從實(shí)際體驗(yàn)和使用的角度理解，這些都還不是 ISOCELL Bright HMX 需要突出的重點(diǎn)。
用最簡單的數(shù)碼放大，為手機(jī)用戶帶來更高倍數(shù)變焦效果，同時也能夠減少廠商研發(fā)、使用手機(jī)長焦、變焦鏡頭的成本，這才是高像素傳感器最核心的東西。
換上一億像素后，手機(jī)拍照就會變好了嗎？
這是不少用戶會問的問題。
對于數(shù)碼照片來說，像素是判斷畫質(zhì)的其中一個核心因素。像素總量的大小，決定照片的大小，也會影響圖像解析力。
正如愛范兒在小米 CC9 Pro 的評測中提到，在光線良好的情況下，一億像素將會帶來比主流的 1200 萬像素與 4800 萬像素極大的解析力優(yōu)勢，1200 萬如果是看個大概，4800 萬是看個清楚，那一億像素的細(xì)節(jié)夸張點(diǎn)說，已經(jīng)可以說是溢出屏幕了。
這個時候，如果你在放大圖片觀察，就能夠看出明顯的優(yōu)勢。
虛化效果對比樣張；小米 CC9 Pro（左）和 iPhone XS（右）
另外，CELL Bright HMX 為了在單像素大小不變的前提下裝上這一億像素，傳感器尺寸也增大至 1/1.3。傳感器面積變大之后，等效系數(shù)也會跟著變化。等效系數(shù)變化之后，拍攝的視角、景深效果也會受到影響。
從圖中能夠看到，小米 CC9 Pro 和 iPhone XS 在被攝物體距離一致的情況下，iPhone 已經(jīng)完全沒了虛化效果，而小米 CC9 Pro 則還能夠看到一些虛化效果。這里，就是傳感器尺寸變大之后帶來的效果。雖然跟像素提升沒有直接關(guān)系，但 CELL Bright HMX 是為了提升像素總量而增大了傳感器尺寸，這也算是一個像素總量增大后帶來的作用吧。
景深變化其實(shí)只是傳感器尺寸變化帶來的一個副產(chǎn)物，CELL Bright HMX 這款傳感器最大的亮點(diǎn)，其實(shí)還是體現(xiàn)在于圖像清晰度和解析力的提升上。在不放大的前提下，像大樓表面窗戶上的內(nèi)容，以及外墻上的紋路這些細(xì)節(jié)。
2700 萬像素
1.08 億全像素
說了這么多高像素能帶來更好的圖像解析力和更大的圖像信息量，但高像素拍出來的照片，畫面觀感就一定會更好了嗎？不一定。
2700 萬像素截圖
1.08 億像素截圖
在同一組樣張中也能看到，小米 CC9 Pro 在 1.08 億全像素模式下并不能開啟自動 HDR 等圖像處理效果。缺少了這些算法的輔助，1.08 億全像素模式的樣張的寬容度表現(xiàn)一般，暗部位置的處理并沒有 2700 萬像素四合一模式來得好。
除了解析力和細(xì)節(jié)處理比較突出之外，整張照片的觀感也相對比較平淡，后期可以調(diào)整的空間也未必會比 2700 萬像素四合一模式來得多，所以照片觀感也未必會比 2700 萬像素模式來得好。
這里其實(shí)是一個取舍。
因?yàn)?4800 萬、6400 萬以及一億像素這些高像素照片的信息量都很大，手機(jī)處理起來也比較吃力。
所以為了降低手機(jī)的處理壓力，手機(jī)在高像素模式時也會減少算法的使用，處理效果自然也不會有低像素模式時那么明顯。
這樣說來，高像素模式就像是一個偏科的孩子，解析力、細(xì)節(jié)呈現(xiàn)這些是它們擅長的，表現(xiàn)就會突出一些，但寬容度等其他其他需要靠算法輔助的，它就未必能像四合一像素模式那樣來的全面。這也是開啟高像素模式之后，照片觀感未必會比普通模式來得好的原因之一。
和相機(jī)比有多大的差距？
用上了尺寸更大的一億像素傳感器后，手機(jī)有沒有挑戰(zhàn)相機(jī)陣營的能力？
而為了了解高像素和相機(jī)的差異，我們也拿出了佳能 EOS 5D Mark iii 和小米 CC9 Pro 做個簡單的對比。
小米 CC9 Pro
EOS 5D Mark iii
在對比樣張中我們能夠看到，換上用上一億像素傳感器的小米 CC9 Pro 在圖像解析力方面有不錯的表現(xiàn)，這方面跟搭載 2400 萬像素全畫幅傳感器的 EOS 5D Mark iii 差距不算太大。
但畫面放大之后就會發(fā)現(xiàn)，EOS 5D Mark iii 的細(xì)節(jié)會比小米 CC9 Pro 來得清晰。像樹葉上的紋路，EOS 5D Mark iii 能夠清晰保留下來，但小米 CC9 Pro 則表現(xiàn)得比較模糊。
這里要清楚的是，EOS 5D Mark iii 并不是全畫幅的高像素機(jī)身，如果要比像素和圖像解析力的話，它身上的優(yōu)勢也不大。如果要換上像同門的 EOS 5DS 系列或者尼康 D8X0 還有索尼 α7R 系列等高像素機(jī)身，相機(jī)的優(yōu)勢會來得更明顯。
小米 CC9 Pro
EOS 5D Mark iii
另外，EOS 5D Mark iii 整體細(xì)節(jié)的處理也會比小米 CC9 Pro 要好不少，皮卡丘身上的毛發(fā)細(xì)節(jié)，EOS 5D Mark iii 也拍得更清晰一些。
畢竟，傳感器尺寸的差異就是擺在那里。搭配鏡頭上的光學(xué)優(yōu)勢，哪怕手機(jī)要用上像素量更大的傳感器，它還是撼動不了相機(jī)的地位，差距還在那里。
所以，還是那句話：
底大一級，真的能壓死人。
富士在小米發(fā)布會之后那張「歡迎圖」，可能就用更直觀的的方式，來告訴用戶們這個道理。
算法、大底、高像素，誰才是手機(jī)攝影的未來
從 3200 萬到 4800 萬，再從 6400 萬提升到一億像素，像素提升已經(jīng)成為了手機(jī)拍照其中一個重點(diǎn)的發(fā)展方向。
更大的像素總量，為用戶帶來更多放大和數(shù)碼變焦的空間，讓他們在沒有長焦鏡頭的情況下也能拍到更遠(yuǎn)的畫面。
而在像素總量變大的同時，傳感器尺寸也在不斷變大。換上感光面積更大的傳感器之后，手機(jī)相機(jī)也能夠獲取更好的拍攝效果。搭配圖像算法的進(jìn)步，一般人也能靠手機(jī)也能夠拍出好看的照片。這個，也是越來越多人用手機(jī)拍攝的原因之一。
優(yōu)秀的 AI 處理和圖像算法能夠提升圖片的觀感，也能降低拍照的門檻。像蘋果和 Google，當(dāng)算法足夠優(yōu)秀的時候，普通人在構(gòu)圖不出問題的前提下，簡單按個快門就能夠拍出一張不錯的照片。
除此之外，手機(jī)也可以通過算法提升自身夜間拍攝的能力，也能模擬出相機(jī)用大光圈鏡頭拍攝出的虛化效果。
只是，算法的提升也無法突破硬件上的瓶頸。
就像只有算法模擬，手機(jī)只能拍出類似相機(jī)用大光圈鏡頭的虛化效果。但如果要放大對比的話，手機(jī)處理出來的虛化效果還是沒有相機(jī)來得自然，這些就是物理上存在的差距。
不過，如果只考慮提升像素或增大傳感器面積，這條路其實(shí)也未必能走太遠(yuǎn)。
從今天的對比中我們就能夠看到，不斷增大像素也只不過是為了提升圖像解析力，又或者是給用戶帶來更多數(shù)碼變焦的空間。但如果要增強(qiáng)畫面整體觀感，只靠提升像素其實(shí)還不夠。
再加上，像素增大的同時，圖片的體積也會增大，這樣也會為儲存、分享和后續(xù)處理帶來不便。
另外，不斷變大的傳感器也在影響著手機(jī)的形態(tài)。當(dāng)廠商選用尺寸更大的傳感器時，相機(jī)鏡頭等整個后置相機(jī)模組也會不斷變大。
這個規(guī)律，我們也能從 iPhone 5s、iPhone 6、iPhone 7 的后置鏡頭變化中看出來，隨著機(jī)身越來越薄、CMOS 尺寸越來越大，相機(jī)凸起的程度就越漸明顯：
從圖表中能夠看到，iPhone 5S 到 iPhone XS 的進(jìn)化過程中，傳感器面積增大的同時，鏡頭凸起也變得越來越明顯。顯然，超大尺寸的 CMOS 并不符合之后手機(jī)越做越薄的設(shè)計(jì)需求。
除了 iPhone，我們還能找其他極端一點(diǎn)的例子。如松下曾經(jīng)發(fā)布過的 CM1 手機(jī)，是一款搭載 1 英寸 CMOS 的手機(jī)，傳感器尺寸跟索尼「黑卡」一樣大，比現(xiàn)在的手機(jī)還要大不少。
但是松下 CM1 的后置鏡頭就要比常見的手機(jī)要大不少，拍照的時候，CM1 基本上就跟以前常見的卡片機(jī)幾乎一樣了。盡管拍攝畫質(zhì)會比其他手機(jī)好，但這樣的設(shè)計(jì)又厚又重，收納的時候也遠(yuǎn)沒有現(xiàn)在的手機(jī)來得方便，最后松下也不得不放棄這個想法。
所以提升像素或增加傳感器尺寸，又或者說單獨(dú)提升算法質(zhì)量，這些對于手機(jī)拍照來說是有一定的提升能力。但只提升單項(xiàng)的話，還是會存在瓶頸。
只有將三者都融合在一起，相輔相成地進(jìn)步，這樣才能夠進(jìn)一步提升手機(jī)拍攝能力，達(dá)到一個更好的平衡狀態(tài)。
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