科技 新浪科技 原來這就是HTC和索尼不做雙攝的原因

原來這就是HTC和索尼不做雙攝的原因

新浪科技 2017-11-30 07:07

   第三代UltraPixel施展拳腳

  智能手機每一次帶來「改頭換面」的革新技術時都會另消費者為之讚歎,因為每次創新,都意味著數碼產品在科技領域有著發展和進步。例如2017年爆發的全面屏,再例如2016年開始流行的雙攝像頭。

  提到雙攝,想必大家早已司空見慣。不管是iPhone還是Android陣容,近期所出的大多旗艦都採用了雙攝的設計,原因很簡單,多一個攝像頭就是用來提升手機的成像。然而,至今依舊存在保留「單攝」的設計血統問世的新機,例如索尼Xperia XZ1、HTC U11+,今天就來測試這兩款單攝旗艦,看看它們單攝的成像素質能否抗住雙攝風靡的潮流,一同來領略一番。

  首先來看下兩款手機的拍照配置:

  本次聊得是後置攝像頭的問題,所以前置配置暫時先不考慮。後置,HTC U11+配備了一顆1200萬CMOS感測器,主光圈為f/1.7,索尼Xperia XZ1則是配備了一顆1900萬CMOS感測器,主光圈為f/2.0。首先對於光圈大小來說,HTC U11+佔據優勢,因為它的光圈更大些,從像素上來說,理論上索尼Xperia XZ1感光元件更大,成像更好。

  拍照功能來說,HTC U11具有足夠的亮點,採用了第3代的UltraPixel則尤為亮眼。熟悉HTC手機的朋友都知道,UltraPixel是其獨有的拍照技術。首先我們都知道,相機成像的好壞和像素大小沒有關係,決定成像好壞的因素之一是 感光元件的大小。(第三次在文中說這件事)

  感光元件從字面上看,和光有關係,畫質的好壞取決於感光元件捕捉到的光子多少來決定,感光元件越大,可捕捉的光子越多,感光性能越好,能夠帶來更細膩的畫質,解析度自然就越高。而為什麼說像素的多少和畫質無關呢?

  這裏可以把感光元件理解為承載像素的一個載體,有一支能寫一萬個字的筆,拿它寫在一張小名片上,很擠,寫在一張A4紙上,很寬敞。載體越大,性能也越好。 同樣,在兩張A4紙上寫字,字寫的特別大,寫不了多少就寫滿了,反之字寫的很小,會寫的特別多,字與字之間相對也十分擁擠。像素也一樣,在感光元件面積一定的情況下,像素越高,pixel size(單個像素尺寸)就越小,理論上圖像的雜訊越大,動態範圍幅度更小,並且可能受到彌散圓的影響,即像素之間的互相影響。

理論上Pixel Size(單個像素尺寸)越大成像越好理論上Pixel Size(單個像素尺寸)越大成像越好

  反之,pixel size越大,圖像的雜訊和動態範圍也就可以控制的更好,而且受彌散圓的影響也更小。蘋果此前一直採用800W的低像素,很大的原因就是為了保持大pixel size。

  再舉個例子: 一共有一百個人,住在一個50平的小草屋裡,很擠,住在一個8000平的大城堡里,很寬裕,兩個房子都可以住得下100個人,如果你要從字面上「能住一百個人的房子」是判斷不出這個房子的大小的。

  這也是為什麼蘋果的800W像素比其他1200W像素的手機拍照效果要好,500W像素的單反照樣秒殺1600W的手機相機,很大的原因就是因為它的房子(感光元件)大,並且它住的人(pixel size)也夠大夠胖,把房子撐起來了。

  回到HTC研發的UltraPixel,你可以理解為它是將每一個像素的體積都放大的技術,HTC UltraPixel相機單個像素點的尺寸達到了目前最大的2μm。與普通1300萬像素智能手機大多使用1.12μm的像素相比,UltraPixel的2μm像素的像素麵積(4μm)是普通手機(1.2544μm)的3倍以上,即單位像素的入光量能夠達到普通1300萬像素智能手機的300%以上。所以說,和主流旗艦相比,同樣像素大小下,顯然採用了UltraPixel技術的手機感光元件更大,成像更優秀。2017年UltraPixel已經發展到第三代了,很顯然,這項技術迎來了它的完全形態。

   「索尼大法」嶄露頭角

  再來看看索尼,索尼Xperia XZ1依舊將Motion Eye? 相機堆疊記憶晶元感測器作為這代最大的賣點之一。這到底是個什麼技術呢?允許我三分鐘為不明白的同學講解一下。說白了,這是索尼在CMOS結構上的創新技術。我們都知道,如今手機攝像頭感測器包括傳統式、背照式和堆棧式三種類型,現如今普遍的是背照式和堆棧式的CMOS結構。

背照式CMOS和堆棧式CMOS結構對比(圖片引自百度百科)背照式CMOS和堆棧式CMOS結構對比(圖片引自百度百科)

  從結構上來說,堆棧式CMOS是背照式CMOS的一個全新升級版本,具有高像素化、高性能化及小型化的特點。從圖片可以看到,無論是背照式CMOS還是堆棧式CMOS都是兩層的,而索尼的Motion Eye? 相機堆疊記憶晶元感測器創新的採用了三層堆疊式,這種感測器的核心技術是在像素層和信號處理電路層之間加入了一層DRAM緩存,形成了三明治結構。

索尼Motion Eye索尼Motion Eye

  也就是說,在原由的基礎上加了一個「DRAM緩存」。有朋友要問了,這個DRAM緩存是幹嘛的?編者來告訴你吧,它主要是可以提供「超級」慢動作的能力,官方聲稱這能夠為索尼手機提供迄今最強的慢動作拍攝能力。

  是的,三層堆疊式CMOS感測器能夠連續讀取120張193萬像素的靜態圖片(比之前提高了4倍),或者以960fps/1000fps的幀率拍攝1080p視頻(比普通感測器提升了8倍),實現真正的超級慢動作回放。讓我們來感受一下:

索尼Xperia XZ1的超級慢動作模式索尼Xperia XZ1的超級慢動作模式

  來自960fps的超級慢動作是不是很炫酷呢,儘管畫質有點小渣。可以說,無論是配置層面,還是技術上例如具備UltraPixel第三代技術的HTC U11+,索尼的Motion Eye? 相機堆疊記憶晶元感測器,這兩款單攝旗艦在拍照領域都具備足夠的亮點和與雙攝抗衡的競爭力。

HTC U11+相機界面HTC U11+相機界面
索尼Xperia XZ1索尼Xperia XZ1

  相機界面,兩款旗艦的延續了屬於自己品牌特色的操作模式:HTC U11+頂部下滑呼出多種模式界面;而索尼Xperia XZ1則是左右滑動切換模式,更多設置點擊屏幕左下角的設置按鈕。拍照時,索尼Xperia XZ1獨有的自動識別場景的小圖標十分獨特,並且追蹤焦點的「對象跟蹤」模式在旗艦中也十分少見,這也與其主打視頻拍攝的賣點相匹配。

   樣張對比 孰強孰弱

  閑話不多說,看下樣張對比:

  測試過程關閉HDR,僅用標準模式拍攝。白天,儘管在陰天的壞境下,兩款手機呈現出的畫面依舊清晰銳利,100%放大后觀察到索尼Xperia XZ1對於細節保留的較為豐富,而HTC U11+似乎更加擅長拍攝暗部的事物,呈現的樣張較為明亮。

  拍攝色彩較多的事物時,兩款手機解析力依舊不錯,細微觀察可以看出,HTC U11+色彩飽和度略高,對顏色調教的更為鮮艷明亮。

  室內環境光線相對較弱,也比較複雜,因此很考驗手機的弱光成像以及防抖性能。觀察樣張可以看出,兩款手機的白平衡偏差較小,拍攝出的樣張也比較接近人眼看到的景象,解析力較白天也沒有損失。似乎索尼Xperia XZ1燈光等發亮的事物有著獨特的演算法技巧,拍攝的燈光要比HTC U11+的更為純凈,並且光暈把控的也不錯。

  拍攝事物時索尼Xperia XZ1具有先天的優勢,它的自動識別場景功能可以隨時偵測環境進行專門優化,可以看到索尼拍出的事物更加鮮艷,亮麗,觀感上也更加討好眼球。除了色彩還原與光線控制力,索尼Xperia XZ1的細節表現力具備旗艦水準。這顆1900萬像素的鏡頭,可以輕鬆記錄下花朵和樹葉的豐富細節,放大后能看到清晰的、富有層次的花瓣。

  儘管是單攝,兩款手機依舊可以拍出背景虛化的微距圖,100%放大后可以看出,兩款手機摳圖較為精準,和雙攝成像所差無幾。值得一提的是,索尼Xperia XZ1拍攝后的儲存的樣張內存要比HTC U11+多1~2M,理論上格式相同內存大,說明像素高,拍出的細節更豐富。單反相機的raw格式占內存就很大,因為比jpg的壓縮格式保留了更多細節。

   索尼軟體優化待提高

  另外,測試中編者還發現了一個問題,那就是拍攝過程中看取景框中明明是HTC U11+成像更好,索尼Xperia XZ1呈現的景象有些糊,但拍攝后發現索尼Xperia XZ1的樣張還是蠻清楚的,為此編者專門做了個實驗:首先打開相機界面對著一本書,手動對焦后不拍攝直接截圖。

HTC U11+取景框截圖HTC U11+取景框截圖
索尼Xperia XZ1取景框截圖索尼Xperia XZ1取景框截圖

  可以看到,索尼Xperia XZ1已經糊的不成樣子。我們再來看看點擊拍攝后的樣張對比。

HTC U11+拍攝樣張HTC U11+拍攝樣張
索尼Xperia XZ1拍攝樣張索尼Xperia XZ1拍攝樣張

  兩款手機的解析力竟然雖差無幾,放大后都十分清晰可見。為什麼會出現這種情況,我為不懂的同學解釋一下:

  首先,相機的原理是鏡頭採光,拍攝一張照片的工作流程是感測器將光子元素轉化為電子信號,再有圖像處理器將電子信號轉化為人眼可視的圖像文檔。而而取景器看到的只是鏡頭採得的畫面,故無論何種取景方式,取景器的畫面與實際拍攝的畫面都有差異。

  其次,為什麼索尼手機差異會如此之大?編者猜測是優於軟體優化沒有到位,儘管索尼的硬體十分出色,但對於距離「所見即所得」的成像優化上,顯然其他手機品牌要更加成熟。

   總結

  為什麼HTC和索尼不做雙攝,之前索尼移動資深產品經理Kiyama Yosuke也表示過,「目前一顆鏡頭就足以帶來高畫質體驗,索尼也願意將單鏡頭做到極致。」

  再說HTC,早在2011年3月,HTC就推出了支持裸眼3D技術的雙攝手機,當時的雙攝技術,是為了拍攝3D照片與3D視頻,可以說HTC是鼻祖級雙攝廠商。那它為何不再用雙攝,而是用單攝做出了世界上拍照最好的手機產品?編者猜想其原因之一很可能在於HTC的雙攝技術斷代了,似乎受困於手機業務的下滑表現,無力再做全新的雙攝研發。當下HTC被谷歌收購,今後會不會推出雙攝產品我們不得而知。值得一提的是,國際知名的數碼相機畫質衡量網站DxOMark,目前智能手機中拍照性能首位的Google Pixel 2就是一款單攝手機。

DxOMark官方手機拍照打分榜單DxOMark官方手機拍照打分榜單

  我們看完兩款手機的樣張對比后也十分清楚,無論是HTC第三代UltraPixel,還是索尼的全球首款三層堆疊式感測器,它們通過軟體的優化讓手機的成像不輸于雙攝半點,正是軟體優化,才讓單攝擁有抗衡雙攝的底氣,不管是單攝還是雙攝,我們都渴望看到拍照性能更好的智能手機。

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