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为什么相机传感器尺寸比更多百万像素更重要

智能手机相机质量保持越来越好,大量图像传感器处于这种改进的核心。
经过
4月4日,2021年4月4日
三星Galaxy S20超相机模块,带有大型相机传感器

相机质量是最新的智能手机竞争比赛,伟大的照片最大的贡献者之一是相机传感器。虽然大型百万像素数是越来越流行的趋势,但它的尺寸是相机图像传感器的大小,实际上更重要。华为,三星和其他人在最近几代人中展出了较大的图像传感器。但为什么相机传感器尺寸看似如此至关重要,以获得最好的照片?

要了解原因,我们需要立即返回拍照的基本原则 - 光捕获。一个更大的传感器捕获比小的传感器更多,并且更多的光线产生更好的图片。至少那是它的主旨,但它比它更有更多。

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尽可能多地拍摄光明

在基本级别,传感器尺寸确定相机可用于创建图像的光线。在分辨率下,详细发挥作用,这是捕获的光量,以确定相机的曝光平衡,动态范围,甚至清晰度。这就是为什么16MP和20MP的DSLR摄像机仍然看起来比今天更好108MP智能手机

大型传感器导致更高的动态范围和更清洁的图像。

大多数智能手机传感器通常只测量仅1 / 2.55英寸或约1cm,尽管高端智能手机越来越多地填充1 / 1.7英寸和更大的传感器。通过对比,DSLR相机传感器在一个英寸上方的时钟,容易制作4或5倍尺寸。智能手机传感器通过比较简单地是微小的,尽管一些品牌正在关闭传统点和射击传感器尺寸的差距。这华为P40系列是移动行业最大的1 / 1.28英寸三星Galaxy S21 Ultra在1/33英寸后落后于落后。

传感器越大,它越来越捕获一套快门速度ISO(暴露敏感性),和光圈。虽然您可以使用更长的曝光抵消小型传感器缺点,但这使得图片更容易模糊从握手和场景运动模糊。无论传感器的分辨率如何,模糊都会降低图像清晰度。类似地,更宽的孔镜片更难以在不引入透镜失真伪影的情况下构建,更不用说改变视场。正如您可能猜到的那样,在低光摄影中,更多的光线也比较小的较大的传感器更好。

相机photosites,负责将场景转换为电信号的比特,爱情。这些可以以不同的方式排列,具体取决于传感器。较旧的智能手机使用了传统的拜耳传感器,其相当于每次摄像头的一个像素。虽然现代高分辨率手机相机已经转向四杯拜耳传感器,但每个镜头均为四个甚至九个像素。换句话说,四个像素共享单个滤色器,其通过称为像素盒的技术,模仿较大的电力的属性。更稍后更多。

无论哪种方式,越光的电力接收,动态范围越好(光和暗之间的可感知步骤)它们可以产生。想想它就像一种“确定性”,任何给定的像素比它的邻居更轻或更暗。通过击中传感器和最小噪音,判断大量光线更容易。

Photosite根据相机的分辨率和传感器的尺寸而变化。保持传感器尺寸恒定意味着拍摄大小随着分辨率的增加而缩小。或者,对于设定的分辨率,光核的变速越大,传感器变越大。

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这是重要的,因为将电力在小传感器中挤压在一起。它们的近距离意味着偶尔从一个像素泄漏到相邻像素中。这是传感器噪声,并且通常在低光图片和纯色的颜色中显得明显地显示出来。较小的传感器和小型电力增加噪音并降低动态范围。三星试图用其Isocell相机传感器技术解决这个问题。

为什么相机传感器尺寸物质?

工作人员选择Chris T相机Panasonic G85  - 相机传感器尺寸

随着较大和更大的分辨率(现在高于100MP),更大的相机传感器从未如此重要。保持像素尺寸合理对于最大化48,64和108MP摄像机的分辨率至关重要。虽然我们尚未看到智能手机相机,用于从这些数字中提取您期望的全部细节级别。即便如此,这些传感器也比以往任何时候都更详细地捕获。

最近的移动空间的趋势是像素融合技术,允许这些高分辨率传感器组合像素以便更好的光捕获。这些较大的传感器和延长较大像素,大大提高了低光摄影的质量。即使在Dimly Lit环境中,这也导致噪音较小和更好的颜色。Quad Bayer Pixel Binning相机也可以产生令人印象深刻的HDR图像。

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更大的传感器对超越分辨率的镜头的外观和质量产生影响。如前所述,更快的快门速度和较低的ISO可确保您的图像看起来清晰,锐利。您也不需要如此宽的光圈来捕捉大量光,从而减少了镜头失真的机会,例如从色差的紫色晕。

较大的传感器是在更好的低光射击后面的驱动力。

更大的传感器也影响图像焦距,部分地产生了我们与DSLR相关的花哨寻找的散景模糊效果,其中受试者出现隔离,图像的其余部分模糊。对于设置的光圈,随着传感器尺寸的增加,字段的深度变窄,创建更明显的前景和背景模糊。虽然小型移动传感器不能竞争DSLR的效果,但较大的传感器有助于关闭间隙。

智能手机传感器比较

为了展示智能手机空间目前可用的各种图像传感器,我们在过去几年中跟踪了一系列高端手机的主要传感器尺寸。

它是在2020/2011年的智能手机摄像机上持续到2013年诺基亚Lumia 1020提供的1 / 1.5英寸传感器,这是一个历史悠久的移动摄影的历史泰坦。较大的传感器肯定不是一个新的想法,但现在准备拥抱携手的审美妥协,具有更大的传感器。

这也值得注意的是谷歌像素5.iPhone 11.在现代旗舰传感器尺寸的底部排名,但被视为他们一代最好的相机手机。显然,传感器尺寸在拍摄伟大的情况下并不是一切。计算摄影和智能软件肯定有助于提高图像质量。

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只是一块拼图

OPPO找到X2 Pro后面相机宏 - 相机传感器尺寸

较大的图像传感器是移动摄影拼图的重要组成部分,但它们不是唯一的作品。一个卓越的相机还需要辉煌的镜头,功能强大的图像处理链和软件,使您可以尽可能轻松地获得最耗尽的硬件。看看整个包装是必不可少的,而不仅仅是规格纸上的一部分或大数字。

智能手机相机质量也越来越受到的推动计算摄影和机器学习。请参阅Google Pixel 5和经济实惠的像素4a,继续按高于其重量。以至于智能软件经常击败生百万像素用于图像质量。即便如此,伟大的软件也可以与糟糕的硬件进行这么多。智能摄像机需要从基础构建,图像传感器尺寸是比赛中的基本成分,更好的智能手机相机。

编者注:本文最初发表于2020年3月,并已更新,以反映电话摄像头成像的最新发展。