手機都有一億像素了,而比手機畫幅大很多的全畫幅相機為什麼沒有上億像素?

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目前手機攝像頭主攝的主流像素數量大約在4000w-6000w之間,而三星的一億像素傳感器已經用在了S20U和小米10系列上,雖說表面一億像素看著很厲害,但是手機的傳感器因為尺寸仍然較小,所以即使能達到一億像素,也需要多像素合一的技術來提升單像素尺寸,從而提升畫質,所以手機傳感器更多的是靠高像素進行多合一來提升畫質的。

而傳感器更大的全畫幅單反相機並沒有使用所謂的多像素合一技術,這些專業設備的傳感器是多少像素就會輸出多少像素,可以說是實打實的像素輸出,因此目前的主流微單和單反像素數量都還在2400w-3000w左右,能上4000w像素的都是上萬元的旗艦機了。從這方面來說,即使是一億像素手機傳感器,四合一之後也不過是2500w像素,但是單像素面積和輸出質量仍然比不過2500w像素的全畫幅相機,這就是所謂的“底大一級壓死人”。

目前,手機的拍照畫質提升瓶頸並不在於像素數量,儘管像素數量也需要穩步提升,但是更需要提升的還是傳感器尺寸、暗光和快門表現,如果一昧走提高像素的路子並不是正確的選擇。


嘟嘟聊數碼


1.成像系統層面——相機鏡頭的絕對碾壓,CMOS底面積的絕對碾壓

成像是一個系統的活,前端有鏡頭,中間有CMOS芯片,後端有算法處理,先要有這個概念。

對攝影器材稍有了解的人都知道,相機身上最貴的部分是哪個?不用說,肯定是鏡頭。相機的鏡頭種類繁多,有各種用途的鏡頭可以選擇和替換,並且在焦段,透光,防抖,防畸變等方面的性能與手機鏡頭壓根不在一個次元。現在市面上的手機鏡頭百分之99都是塑料材質,並且大多數為定焦鏡頭,就算是近一兩年推出的光學變焦鏡頭,它的性能就算與市面上最差的相機鏡頭相比,也有幾個量級的差距。就算是再不懂行的人,看一看相機鏡頭與手機鏡頭的外觀也能認識到這一點。

再說CMOS的底面積,最通俗的一句話就是“底大一級壓死人”。不說什麼微觀結構、噪聲之類的專業理論,最通俗解釋就是CMOS傳感器的面積越大,接受光的能力越強,同樣的光照進來,面積大接受的當然多。同樣像素,如果傳感器越大,那麼單個像素的面積也就越大,能夠接收的光線也就越多。光線多有啥好處?光就是這個世界給你的信號,接受越多,信號越強。信號越強當然畫質越好。手機的CMOS芯片底面積大小,各位把手機翻過來一看就有一個概念;而相機的CMOS底面積,可以參考下面這幅圖。

手機在一開始的前端輸了,在CMOS底面積上又輸了,所以它怎麼辦呢?當然要在芯片本身想辦法——鏡頭做不好,底面積做不大,那就做高像素啊。所以高像素的CMOS登場了。說白了,手機的CMOS做這麼高的像素,是為了彌補它成像系統的先天缺陷,解決一些場景的問題。其中最主要的就是解決變焦問題和高感光度(ISO)問題。

前面說過,手機鏡頭絕大多數是定焦鏡頭,就算是新出的光學變焦到10倍已經不得了,並且因為變焦鏡頭體積有限還存在畸變,衍射等一系列問題。所以解決變焦問題的普遍方法就是數碼變焦。數碼變焦的本質是剪裁。設想如果CMOS本來就800萬像素,數碼變焦一下成了200萬,照片一下子就全糊了;但是原本是4800萬像素,數碼變焦後還能有1000左右的像素,那總歸是很實用的。


手機上的高ISO因為CMOS芯片硬件原因並不全部通過硬件實現,高ISO效果有很大部分是高像素+軟件算法降噪實現的,這裡具體的原理比較複雜不展開,反正總之就是需要高像素。最簡單的例子,你在夜晚用同一臺手機的1200萬像素模式和4800萬模式分別拍夜景,一眼就能看出區別,1200萬模式的效果肯定要差一些。

2.用戶需求層面——普通用戶用不著8K以上的成像

看懂了第一點,這一點就很好理解。由於相機的鏡頭超好和CMOS芯片的底面積超大,不會存在手機上的種種問題,需要拿高像素去彌補。這裡我們來算一筆賬,4K分辨率是4096×2160,也不過1000W左右像素,8K分辨率拿常見的7680×4320來說,也僅僅需要3300W像素足矣。所以現在市面上主流的普通消費級單反像素都在3000W~4000W的水平。

也不是說,現在所有相機都沒有上億的像素。比如,富士GFX100就有1.02億像素,它的售價大約為7萬人民幣;哈蘇H6D-400C更是有4億像素,但是它的售價達到了38萬人民幣。看看這些價格,是不是覺得還是手裡4000W像素的佳能香。這些高端甚至是專業的相機,能拍出16K,24K,甚至32K的照片,但是一般的用戶用得著嗎?用得起嗎?所以,這一部分相機自然的被排除在外了,就認為全畫幅相機就沒有上億像素,哈哈~

3.商業成本層面——低成品率與低研發回報的雙重打擊

集成半導體工藝上,大尺寸傳感器良品率一直是個問題。大底面積的CMOS傳感器芯片也面臨著此困境,研發投入至今也沒有明顯的提升。所以導致大底高像素的CMOS芯片價格奇高不說,還使得在這方面的研發和新技術應用變得異常謹慎。

大面積CMOS芯片的低成品率與低迴報的持續打擊,使得廠商的積極性逐漸下降。反觀手機的小尺寸CMOS,索尼半導體在這個市場上賺的盆滿缽滿,向前推進的動力自然就很強。現在的局面的是,新技術一般都先應用於小尺寸也就是手機的CMOS芯片,相機上BSI、堆棧式的大底面積應用比手機晚了很多。


好了,以上就是我個人對於相機上為什麼不採用上億像素的CMOS圖像芯片的解讀,希望對解答樓主的疑問有所幫助。


好逑君Q


手機都有一億像素了,而比手機畫幅大很多的全畫幅相機為什麼沒有上億像素?

答,手機目前有一億像素,全畫幅相機沒有上億像素的原因如下:

(一)全畫幅相機相機目前為什麼沒有上億像素的相機?

一定大小的感光元件上如果做的像素太多,1.會影響高感光度下的畫質,2.會影響影像的寬容度,所以相機雖然隨著技術的進步,像素數在不斷增加,但是目前還沒有上億像素的全畫幅相機,索尼 A7R4只是在應用了像素轉換多重拍攝功能後,在拍攝建築和靜物時可以達到兩億四千萬像素

(二)手機為什麼能做到一億像素?因為:

  1. 手機的感光元件面積已經大大提高,遠遠超過了卡片相機,長焦相機
  2. 手機在機內修法,AI 運用上,更勝一籌,較好的解決了感光元件面積的限制
  3. 手機用戶定位在普通民眾的日常拍攝,沒有全畫幅相機的專業考慮
  4. 手機廠家為了商品競爭,儘量的加在手機相機的像素數
  5. 雖然有些手機可以拍攝一億像素的照片,但是為了保證畫質,以及機內處理的方便,在普通默認模式下,仍然是1200萬到2500萬像素
  6. 有的手機應用了類似索尼 A7R3的像素轉換多重拍攝模式,可以拍攝16合1的照片,並且是在機內完成,使單個像素面積達到了0.48微米






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