30秒快讀
1、手機攝像頭從一個升級到五個，現在手機圈開始爭論的一億像素又是什麼？
2、難道一億像素方向錯了？華為手機與小米之間的口水仗升級。如今手機圈還是大部分認同算法比硬體更重要。
日前，華為消費業務CEO餘承東發微博稱：「一億像素實際拍照效果不如大底大像素的Sensor（影像傳感器），即便一億像素通過多個小像素合成大像素，效果也還是有折扣與差距。」
圖源/微博
華為「討伐」一億像素劍指小米10系列，其主攝CMOS圖像傳感器（CIS）來自三星；而「大底大像素」說的是華為P40系列，其主攝採用的是索尼CIS。前者尺寸為1/1.33英寸，單個像素尺寸為0.8μm，後者對應為1/1.28英寸和1.22μm。
小米一億像素的優勢在於超高的解析力和更細膩的畫質，而華為側重在不同光線場景下的整體成像效果，雙方在手機影像上的側重點和理念指向了不同演進路徑。
華為和小米身後代表著龐大的粉絲和用戶群體，兩家手機廠商頻繁擦出的火花中，「一億像素」儼然正成為最「閃亮」的那一個。
01
高像素、大像素不如自研算法香
手機拍照也靠晶片，但此晶片非人們熟悉的「彼晶片」，影像晶片與CPU、GPU等計算類晶片有很大不同，甚至跟摩爾定律也搭不上關係。
感光晶片元件用來感知光線，越小的工藝節點就像是「小眼睛」，而華為和小米手機的爭論點就好比：是更多隻「小眼睛」看得清，還是更少的「大眼睛」看得明白，當然，華為和小米手機還會對這些「眼睛」看到的、拍到的，通過AI算法提煉成像，最終輸出照片。
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像素越高，手機拍攝出來的畫質就越細膩，但單位像素的感光性能會相應變差，單位像素成像質量也會降低，而手機影像工程師的工作就是調和優化這對矛盾。
「傳感器是用來感光的，它所收集的光子越多，拍照效果才會越好。」 長期關注成像、移動與半導體行業發展的資深人士黃燁鋒解釋，換句話說，單個像素越小，其收集到的光子越少，則單位感光能力越差；反之，單位感光能力越強，尤其在光線比較暗的情況下成片效果會更好。
「這也解釋了為什麼兩個尺寸差不多的CIS，像素越多的那個拍出來的畫質反而會更差。」黃燁鋒說，像素收集光子的過程，就類似於在某片空地（空地代表CIS）上放滿盆子（盆子代表像素），拍照就像下雨，最終雨點落進盆子裡，「我們簡單地把一個像素集滿光子的能力定義為『滿阱容量』，也就是盆子能盛多少雨水。」
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「為了把CIS的像素做小，同時又不要讓CIS在感光表現上顯著變差，索尼、三星、OPPO、vivo等手機廠商在技術上的投入相當大。例如，因為像素的上表面積變小了，那麼就要把像素阱做深，1.0μm像素時代的阱深厚度為 2.5-2.7μm，現在則加深到了3.9μm。」黃燁鋒指出，在像素阱做深之後，為了避免臨近像素之間產生串擾，DTI深槽隔離技術便被研發出來，而在DTI技術方向上，索尼和三星的技術路線又大為不同，前者採用的是B-DTI，後者所用的是F-DTI。
今年3月，影像評測機構DxOMark在一篇文章中提到，智慧型手機發展10多年來，成像質量提升超過 4EV，其中1.3EV 是來自圖像傳感器/光學技術的提升，另外3EV則來自圖像處理器或者說智慧型手機的處理能力提升。
手持幾代iPhone（5s至11 Pro Max）在低光下（5勒克斯）拍攝的照片。圖源/DXOMARK
該表列出了過去15年中單眼相機和智慧型手機攝像頭的主要技術改進，大致按增加的光圈數表示。圖源/DXOMARK
「也就是說，在手機上，傳統光學堆料帶來的收益真高不到哪兒去，尤其是現在這個時代，更多手機拍照質量提升來自於性能和算法升級。」黃燁鋒表示，現在手機的高像素、多攝像頭本質上都是為後期處理提供更大的數據量和信息量，有了這些數據，才有了背景虛化、HDR、超級夜景以及像素多合一降噪等「魔法」。
如果使用的算法足夠聰明，可以巧妙地組合圖像，那麼堆疊多張曝光時間較短的圖像可以減少時域噪點，從而減少圖像噪點。圖源/DXOMARK
相比相機，手機鏡頭無法彌補光學結構上的缺陷，畢竟還用不上真正的大底和大光圈，只能通過算法來縮小差距，從這個角度來看，光學堆料和算法/算力提升是相輔相成的。所以，單從手機採用的影像晶片來看，小米和華為手機間的差異並不是特別大，正如餘承東所說的那樣，決定手機拍照和成像效果是由像素數、像素大小、處理器元件、軟體算法、新品能力共同協同的結果。
02
索尼是CIS市場「一哥」
雖然手機拍照功能怎麼都趕不上相機，但手機拍照性能依然是近幾年來廠商們競逐的焦點，這也是一億像素之爭為何掀起如此大波瀾的主要原因。
市場調研機構GfK高級分析師兼客戶總監孫景輝表示：「從感知上來說，拍照功能是一個最直觀、最容易比較的賣點，比像素、比攝像頭個數、比各種場景的效果、比樣張也是消費者最容易懂的點。」她還指出，手機的拍照功能是排在性價比、外觀設計、內存等消費者基礎購機考慮因素之後的首要位置。
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第一手機界研究院院長孫燕飈表示，在手機功能同質化激烈競爭的當下，拍照是比較容易體現產品特色或差異的功能；隨著AI的發展、像素的提升，手機相機會有更多的應用空間，「比如當手機像素越來越高后，我們在離停車場收費站很遠的地方就能遠距離掃碼支付而不用特別靠近。」
據了解，手機攝像頭模組主要包括鏡頭、音圈馬達、圖像傳感器、紅外截止濾光片等器件，其中圖像傳感器的價值量最高，佔整顆鏡頭價值量的一半以上。
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國元證券一份研報顯示，不同部件的價值量受手機攝像頭數量和像素影響不同，圖像傳感器的價值量受像素變化影響較為明顯。在2018年CIS市場上，索尼的市場佔有率最大（49.6%），在高端市場保持較為顯著的技術優勢，而三星藉助自有品牌智慧型手機、平板電腦和其他消費電子設備，市場佔有率位列第二（19.6%）。
「毫無疑問，整個手機行業優先選擇使用索尼的感光晶片，就如同採用高通的處理器一樣。」孫燕飈指出，在高端旗艦手機市場上，索尼的感光晶片市場佔有率超過了60%，市場需求量大的時候，還會出現索尼感光晶片供不應求的情況，「誰下的單子更大，那麼貨就會更偏向誰，無論從全球銷量，還是高端機型，老實說，會偏向華為一點。」
經過多年發展，華為已經開始與索尼合作獨家定製傳感器。除此之外，華為手機影像方面的進步也離不開產業鏈上下遊的更多支持。「攝像頭從兩個到三個，再從三個到四個甚至到五個，華為在攝像頭堆砌上的確得到了手機產業鏈的巨大支持；攝像頭擺放成方形還是圓形，也考驗著華為的工藝設計能力，在這些方面我覺得華為有一些領先優勢。」孫燕飈說。
作者／IT時報記者 李玉洋
編輯／挨踢妹
排版／馮誠傑
圖片／東方IC 微博 DXOMARK 網絡
來源／《IT時報》公眾號vittimes