像素越高越好？手機攝像頭全解析
說在前面：
由於最近身邊有一些人換了手機或是想要換手機，我特別想發一個能夠為大家介紹手機各方面配置的推送。希望大家在詳細了解後，能夠不被營銷的噱頭蒙蔽，在下次換手機時選出最適合自己的那一個。
鑒於一篇的內容太多大家可能不願意細看，我就把它分成3-4篇來介紹吧。我會儘可能在做到通俗易懂的同時，把相關的參數和原理解釋清楚，並且做出不帶主觀色彩的評價，希望能對大家有所幫助。
這是本系列的第一篇文章
（結尾處有彩蛋哦）
現在有越來越多的人喜歡用手機攝影了，當看到別人的手機拍出的照片比自己的好時，我們常會說：「你手機像素好高啊！」，但當你發現自己的手機是1600萬像素，而別人的手機只有1200萬像素時，是不是有感到過疑惑呢？沒關係，看完這篇文章，相信你能解開疑惑。
手機攝像頭主要由幾個重要的部分構成：CMOS（圖像感測器）、光圈、防抖系統、對焦方式、ISP（圖像處理晶元），它們共同影響著手機拍照能力的高低，下面就分別來介紹這幾個部分。
1
CMOS
通常來說，由於受手機設計要求的限制，一個CMOS感測器不可能做的像單反那樣有幾英寸大（這是手機拍照畫質難以和單反相比的原因），通常為1/3—1/2.3英寸大，那在感光面積一定的情況下，就會有兩種選擇：一是高像素但單位像素麵積小、二是中等像素但單位像素麵積大。
那麼單位像素麵積對拍照有什麼影響嗎？
如果現在你有兩個感光面積相同的CMOS，需要用它們得到一張指定亮度的夜景照片，那麼就需要照片中的每一個像素點亮度的平均值達到一個指定值；在CMOS總感光面積相同的情況下，相同時間內捕捉到的總光量是一定的，這時面積大的單位像素可以在相同時間內捕捉到更多的光，而單位像素麵積小的像素由於進光不足，需要通過更大的電信號調整來彌補亮度，這時就會產生更多的噪點。
打個比方：假設每個像素需要1個單位的光，而在指定時間內一個CMOS總共只能捕捉4個單位的光，這時單位像素麵積小的CMOS就會出現感光不足的現象。
圖一 單位像素麵積大的CMOS
圖二 單位像素麵積小的CMOS
由此可見，過分追求高像素會導致單位像素麵積減小，使照片畫質降低。
在面積相同的情況下，表現最好CMOS的總是能在像素和單位像素麵積間找到均衡的那一類，比如不高不低的1200萬像素，單位像素麵積1.22-1.55μm的主流CMOS，他們的表現會比1600萬像素，單位像素麵積1.12μm的CMOS要好。
如下圖某兩部手機的夜拍效果
（均有防抖，來源見水印）
左 IMX 260 1200萬 1.4μm
右 IMX298 1600萬 1.12μm
講到這裡，就需要解釋一下「底大一級壓死人」（底：CMOS面積）這個說法。有人會問，那個華為P20pro（目前地表拍照絕對性能最強的手機）有4000萬像素，是不是肯定不好啊？
P20pro的主攝像頭感測器型號為IMX600（IMX是索尼公司生產的CMOS的前綴，後面數字並不是越大越好），CMOS面積為1/1.73英寸，遠大於之前常見的1/3—1/2.3英寸，這使它能塞進單位像素麵積1μm的4000萬像素。
大底能夠在單位像素麵積不變的情況下提高像素數量，或在像素數不變的情況下增大單位像素麵積使畫質獲得提升，一般CMOS底越大，成像素質越好。
不過話說回來，其實P20pro的自動拍照是不會用4000萬像素模式的，特別是夜間，其畫質並不很好。那麼它不用4000萬像素是怎麼拍照的呢？這就需要介紹「四像素合一」技術，就像上面圖一圖二兩張圖片，假設下面的是4000萬像素模式，這時通過軟體把四個相鄰的像素合成為一個大像素感光，就能獲得1000萬像素、2μm單位像素麵積的感光效果，獲得更好的畫質，兩種模式對比圖如下（圖片來源：Anandtech）
P20pro4000萬像素模式
P20pro 1000萬像素模式
從明年開始，IMX600這種大底的CMOS就會流行起來，可以說華為在一定程度上推動了手機行業的進步。
所以在選擇時，最好選有大底和大單位像素麵積的CMOS
2
光圈
光圈，是一個用來控制光線透過鏡頭，進入機身內感光面光量的裝置，通常手機鏡頭的光圈值是不能改變的。衡量光圈大小的單位是F值，手機鏡頭的光圈為F2.4-F1.5之間。F值越小，光圈越大，相同時間內的進光量越多。
一般來說，手機的光圈越大越好，大光圈在夜間有著更多的進光量，能夠降低ISO值，獲得更好的畫質（ISO值越高，畫質越差，詳見「你想要的手機攝影技巧」第一篇）
不同的光圈的進光量倍數關係大致如下圖
一般來說，F1.8以上才能叫大光圈，那些說F2.0甚至F2.2是大光圈的純是營銷的噱頭。
在手機行業中，三星S9系列的F1.5-F2.4兩檔可變光圈是一種創新，它能夠自動調整光圈值來獲得更好的畫質。
所以要儘可能選擇有更大光圈的手機。
3
OIS
OIS指光學防抖部件，如果對夜拍畫質有一定的要求，一定要選擇有OIS光學防抖的手機。光學防抖能使快門時間拉長，降低ISO值，獲得更好的畫質（詳見「你想要的手機攝影技巧」第1篇）。
即使兩台手機使用了相同參數的CMOS，有無光學防抖的區別也是很大的，比如這裡有兩部手機（型號略）的CMOS均為1200萬像素，單位像素麵積1.4μm，但後者有光學防抖，夜景畫質的差別就十分明顯（圖片來源：微博「i冰宇宙」）
IMX362 F1.9 快門時間1/14s ISO 8701
IMX260 F1.7 快門時間1/5s ISO 1250
4
對焦方式
手機常見的對焦方式有：相位對焦、激光對焦、混合對焦、全像素雙核對焦、雙核對焦
相位對焦：最普通的對焦方式，對焦速度一般。
激光對焦：在對近物對焦時速度很快，並且夜間對焦速度有很大優勢。
混合對焦：一般是相位對焦和激光對焦結合，白天使用相位對焦，夜間使用激光對焦。
全像素雙核對焦：來源於單反的對焦方式，白天對焦速度極快，夜間對焦速度一般。
雙核對焦：全像素雙核對焦的「低配版」，對焦速度較之稍慢，但仍比相位對焦快不少。
對焦對畫質的影響倒不大，但從拍照體驗的角度來說，全像素雙核對焦有很大的優勢，白天拍照時基本打開相機就已經完成了對焦，又快又准，已經有越來越多的手機採用這種對焦方式（vivo宣傳的2x1200萬像素，不過是指採用了全像素雙核對焦的1200萬像素CMOS）。
5
ISP
ISP指圖像處理晶元及其優化演算法，每個手機廠商的優化水平是有差別的，比如部分索尼手機用的IMX400素質很好，但優化欠佳，導致實際拍照效果不如底子小的IMX363；又比如蘋果從iPhone6s到iPhone8，相機的CMOS參數都是相同的，但靠著每年ISP優化和光圈值的提升，拍照效果逐年提升（所謂的擠牙膏）。但近些年來各廠商間的優化水平差距在不斷縮小，所以一般就沒必要太在意廠商的優化了。
6
外掛DRAM
它是指在相機元件里加入了一塊大小不等的DRAM內存，可以使拍照時所得的數據極快的保存到這塊內存中，以此實現960FPS的慢動作視頻（一秒捕捉960幀高清畫面，一般手機為120FPS慢動作）、多幀合成降噪（比如三星S9系列夜拍時可以瞬間拍攝12張照片併合成為一張輸出，大大提高畫質）、60FPS採樣（1秒60張的高速連拍）等功能，能夠增強畫質並且提升相機的可玩性。
7
副攝像頭
現在已經進入了手機雙攝時代，但仍有很多人不明白第二個鏡頭（副攝像頭）的作用是什麼。
總的來說，副攝像頭主要有幾種類型：長焦鏡頭、背景虛化鏡頭、黑白鏡頭。
長焦鏡頭：主要用來進行2倍光學變焦的，主副鏡頭像素相同、同時工作，利用焦距的差進行變焦；同時，它也可以用來參與背景虛化。
背景虛化鏡頭：一般只參與背景虛化，像素低，不參與成像，很多時候的作用是「為了有雙攝而加的一個鏡頭」。
黑白鏡頭：有著比彩色鏡頭更強的感光能力，多用來輔助成像，提高圖片畫質，也可以參與背景虛化。
而在P20pro獨特的的三攝像頭中，兩個副攝像頭是黑白+長焦的組合，它的長焦鏡頭是獨立工作的，能夠進行三倍光學變焦。
一般來說，多攝像頭主要是用來進行變焦和背景虛化（人像模式）的，而照片的畫質仍極大地取決於主攝像頭的素質，這也是單攝的三星S9拍出的照片畫質好於絕大多數雙攝手機的原因
8
說在最後
到這裡，對手機攝像頭參數的介紹就結束了。
如果你對手機拍照能力有較高要求，在之後換手機時就要詳細了解待選手機的攝像頭的各項參數，並多看實拍圖對比。
綜上而言，一款拍照能力強大的手機需要有的配置是：大底的CMOS、大單位像素麵積、防抖和大光圈
最後就是所謂的「彩蛋」啦~
看完整篇文章，你是不是還不知道有哪些常見型號的CMOS呢？是不是還不知道它們的參數和素質的高低呢？
在這裡，我把截止目前近兩年常見的手機主攝像頭及其參數按CMOS素質從高到低的順序統計成表，供大家了解查閱~
十分感謝你能耐心的看完本篇的所有介紹，希望它能增進你對手機攝像頭的了解，讓我們下期再見吧~
