• 喬布斯說，“手機拍照上主打高像素，是手機廠商利用廣大消費者對照片成像原理知識漏洞的表現。”

小米發布了一款有1億像素的概念型手機，沒錯，是“概念型”。當然，這不是重點，重點是小米都1億像素了，而今年的新款iPhone攝像頭最高像素還是只有1200萬，對比不可謂不強烈。 

很多人說，“敢用iPhone拍臉的人，都是對自己顏值非常自信的人。”換句話說，就是在各大手機廠商叫囂著自家手機拍照性能可以比肩單反的當下，iPhone毫無競爭力，畢竟它已經在1200萬像素關口停滯數年不前了。

但iPhone拍照真的有那么差嗎?像素又真的是決定拍照性能的唯一因素嗎?弄清楚這些問題之前，我們先來聊聊像素對于拍照的重要性。

有關像素的那些事

• 什么是像素?

某百科中對“像素”的描述是這樣的：

“像素是指由圖像的小方格組成的，這些小方塊都有一個明確的位置和被分配的色彩數值，小方格顏色和位置就決定該圖像所呈現出來的樣子。”

這么說可能有些晦澀難懂，我們可以看看下面這張圖： 

以一個方格為單位，很明顯，左邊圖像的像素點比右邊要少很多，反映到最終成像上，右邊圖像的清晰度更高，連花瓣上的露水都清晰可見。簡而言之，理想狀態下，像素越高成像越精細，這也是各大手機廠商爭相追逐高像素的主要原因。

但提升像素并不是一件簡單的事情，這第一道關卡，便是要讓圖像傳感器有足夠的圖像解析能力。而這方面的關鍵技術，常年被三星和索尼，或者說索尼一家壟斷著。

• 索尼與三星之爭，從CCD到CMOS

作為拍照設備的基礎硬件，現今圖像傳感器中最常見的便是CMOS，而我們通常所說的XXXX萬像素像頭中的“XXXX萬”指的就是CMOS上的光電感應元件的數量。

但其實一開始，拍照還僅存于相機領域時，CCD的應用更為廣泛，而索尼就是這方面絕對的龍頭老大。早在1969年，在貝爾實驗室發明出CCD時，索尼便快速入局了。

無論是獨創正孔蓄積層推出HAD感測器并應用到可變速電子快門產品中，還是為了創新性的在每個感光二極管前裝上微小鏡片，又或是推出SUPERHAD CCD技術奠定了CCD基本技術基礎，憑借超大規模集成電路工藝技術的應用，索尼相關產品的像素集成度、成本控制等在業內均位居前列，在市場上也是一騎絕塵。直到2007年前后，手機對圖像傳感器需求大增之后，局面才有了變化。

一直以來，三星都很努力的想在拍照領域大展拳腳，但始終都不具備大規模生產CCD的能力。而隨著智能手機的普及以及市場對拍照需求的提升，能輸出數字信號、工藝簡單、功耗和成本更低的CMOS便成為了首選之項。

相較于CCD，雖然CMOS在感光和圖像分析處理上稍弱，但手機畢竟不是專業相機，要求沒那么高，三星也正是看中了這一點，快速補足此前落下的工藝及產能問題，大規模生產CMOS，加之自家智能手機在市場上表現良好，二者加成竟讓它有了后來者居上的架勢。

當然，索尼也不是后知后覺者，早在2007年便發布了旗下首款Exmor傳感器，不僅內置ADC(模數轉換器)，還是在小尺寸傳感器下實現的，順利拿下了CMOS市場的“準入證書”。2008年，該公司又推出了采用BSI(背照式)技術的Exmor R傳感器，成功打入手機市場，拿到了iPhone 4s的訂單。 

而三星雖然基礎弱、入局時間晚，但憑借著自己在半導體產業的優勢， 趕在2017年CMOS市場徹底爆發之前，推出了ISOCELL圖像傳感器直指索尼Exmor;2018年還推出了1600萬像素ISOCELL Slim 3P9，不僅即插即用式，且支持四像素合一;今年又首發了6400萬像素傳感器GW1，以及推出1.08億像素數圖像傳感器，最新的4370萬像素傳感器ISOCELL Slim GH1的單位像素更是只有0.7μm。

如此看來，在技術上三星似乎已經先于索尼了。但產品好不好，用了才知道。

像素飛漲的背后，是手機廠商急功近利了嗎?

可以看到，在拍照性能越來越受重視的當下，高像素已經成為了消費者購買手機的重要擇選標準，幾乎所有的手機廠商都在這方面卯足了全力。但其實早在2010年，喬布斯就曾表示，“許多手機廠商利用廣大消費者對照片成像原理知識漏洞，在手機拍照上主打高像素，但手機拍照性能高低，像素只是影響要素之一而已。”

這里有個對比：

• 2011年小米發布旗下第一款手機時，后置的是800萬像素攝像頭，而它今年年初發布的小米9，后置主攝已經提升至4800萬像素;
• 同樣在2011年蘋果發的iPhone 4s后置的也是800萬像素攝像頭，但它剛剛發布的新機iPhone 11后置像素卻只有1200萬。而且從2015年iPhone 6s采用1200萬像素攝像頭至今，iPhone在這方面已經5年沒有升級了。
• 同樣是8年時間，小米將像素提升了6倍，而iPhone只翻了一番，難道蘋果不如小米?其實并不完全是這樣。

攝像領域有句行話說，“底大一級壓死人”，通俗解釋就是“在像素相同的情況下，更大尺寸的傳感器每個像素接收到的光線就越多，拍照效果則更好”。反映到手機攝像頭上，就是CMOS面積越大，拍照性能越好。而iPhone攝像頭像素5年沒有變化，拍照性能卻越來越好，就是因為在CMOS面積上做了多次升級。反應到攝像頭外部特征上，最直觀的便是光圈越來越大。

以前幾代的iPhone為例，iPhone4/5使用的均是索尼IMX145，CMOS面積為1/3.2，單位像素為1.4μm;到iPhone 6s，使用的則是索尼為其全新定制的IMX315，CMOS面積為1/3，單個像素面積提升到了1.22μm，光圈為f/2.2;iPhone X的CMOS則最小為1/2.6，其中廣角鏡頭光圈有ƒ/1.8。

也就是說，蘋果一直在致力于提升單個像素質量，例如每個像素光線的攝入量以及色彩深度的協調性等。

而小米方面，從小米8到小米9，攝像頭像素數直接從1200萬翻成了4800萬，但有知乎網友稱，實際拍照效果卻是小米9的涂抹感嚴重，銳度也不如小米8，在最新的DxOMark排名中，也僅為全球第七。 

而今天發布的MIX Alpha所搭載的1.08億像素級CMOS，尺寸雖然高達1/1.33，大像素卻只有1.6μm，也就是說，單個像素質量實際上并沒有達到1億像素該有的水準。

實際上，即便是全畫幅相機，CMOS尺寸都至少是手機的10倍以上，更不用提包括富士、哈蘇的等也都曾推出過像素僅有5000萬的產品，手機攝像頭一下子上億級像素，確實有些匪夷所思。

當然，和像素一樣，CMOS面積也僅是影響拍照效果的重要因素之一，提升拍照性能還有很多其他途徑可走，比如一直卡在“4000萬關口”的華為，就是在濾鏡上下了很大的功夫。

像素之外，我們還能做些什么?

今年3月，華為高調發布了一款號稱可以“隨手一拍，九天攬月”的P30手機，后置“4000萬像素主攝+1600萬超廣角攝像頭+800萬長焦攝像頭”，最大的亮點便是首創全新RYYB傳感器設計，以黃色像素替換三原色中的綠色像素，進光量提升達40%，保證了暗光環境中的成像質量。而剛剛發布的Mate 30 Pro，也沿用了這一設計。

RYYB厲害在哪里呢，這里就先要說說拜耳陣列了。拜耳陣列是現代彩色數碼攝影的重要傳感器設計防水，是實現CCD或CMOS傳感器拍攝彩色圖像的主要技術之一。簡單來說，它是一個4×4陣列，由8個綠色、4個藍色和4個紅色像素組成，也就是我們通常所說的“RGGB”。 

但隨著市場對攝像頭拍照性能要求的提升，越來越多的人發現，在超高清或高清拍攝下，RGGB灰度解析能力不足的情況就被放大了出來，主要原因就是RGB三原色是加色法，對光的吸收較為局限。例如在拍攝高清紡織物時，因纖維之間的顏色差距較小，容易出現串色的情況。

而華為推出的RYYB濾鏡，則是對紅、綠、藍三原色進行了重塑，用黃色替代綠色，即通過犧牲綠色進光量，提高黃色進光量，變相的增加了紅色的進光量(黃色光是紅色光和綠色光混合而成的)，從而來提升攝像頭弱光環境表現能力。反應到實際效果上，就是RYYB的進光量較RGGB提升了40%，P30在夜晚可以清楚的拍攝月亮就得益于此。

不過，一切創新性設計都需要強有力的解析技術支撐，這就涉及到處理器性能了。目前，高端移動SoC主要有三類：

• 高通驍龍800系列，目前已迭代至855 Plus，較855提升有限，大核提速到2.96GHz，被認為是5G過渡芯片;
• 蘋果A系列，目前已迭代至A13，采用第二代7nm制程工藝，單枚芯片擁有85億顆晶體管，每秒運行次數達1萬億次，CPU采用的是“2個高性能核心+4個高效能核心”的組合，GPU為4核，功耗則降低了40%，NPU為8核;
• 華為麒麟900系列，最新推出的為麒麟990，集成了103億個晶體管，采用臺積電7nm+EUV工藝，并魔改架構為“雙大核+雙中核+四小核”。

僅就當前來看，后兩者的關注度比較高，反應到手機上，以解析難度較大的視頻拍攝為例，iPhone 11Pro可以4K / 60fps，以及多個攝像頭同時拍攝;而Mate 30則可實現4K HDR和4K延時拍攝，視頻ISO達51200幀，支持7680 fps超高速視頻拍攝。而拍照方面，防抖、AI虛化、景深、暗夜、微距、長焦、廣角等均可實現。

此外，華為在ISP上也做了硬件升級，如最新發布的麒麟990中就采用了ISP 5.0，可實現實時多實例分割，在人臉檢測場景下，微核能效提升達40%，且支持手機端BM3D單反級圖像降噪技術和雙域聯合視頻降噪技術。

當然，技術手段之外，直接疊加攝像頭也是主要途徑之一，不過如今手機后置最高已經提升至5攝了，就連當年堅持只做單攝的iPhone也推出了后置三攝，但如果以后手機會變成這個樣子，“密恐患者”可能真的很難接受。