在智能手機領(lǐng)域，配備“超高像素攝像頭”一直都是廠商用于宣傳的不二法門，畢竟在絕大多數(shù)普通消費者的潛意識中，像素越高就等于拍照越好。我們暫且不論這個想法正確與否，還是先將目光投向高像素的“真假”之爭上吧。

突破4000萬像素關(guān)口

2012年，諾基亞808 PureView首次配備了高達(dá)4100萬像素的卡爾蔡司鏡頭（圖1），刷新了手機攝像頭領(lǐng)域的像素紀(jì)錄?？上?，在以Android和iOS系統(tǒng)為主的生態(tài)圈中，直到2018年初上市的華為P20 Pro，才再次實現(xiàn)4000萬像素的回歸。步入2019年后，4800萬像素逐漸成為智能手機圈的主流，上到頂級旗艦，下到千元機都紛紛獵裝了這種超高像素的攝像頭（圖2）。

圖1 當(dāng)年相機模組的厚度非?！案腥恕?，再看如今手機的纖薄身材，讓人不禁感嘆科技的進(jìn)步

圖2 哪怕是千元級別的手機也紛紛用上了4800萬像素AI多攝

問題來了，貌似早在2014年就有Android手機支持3200萬、5000萬和6400萬像素拍照，2015年還有手機帶來了1.2億像素的拍攝能力。為什么多年后的新品在攝像頭像素參數(shù)方面反而下降了？

來自超像素技術(shù)的加成

在2014年前后，很多新品在拍照能力上都突破天際，明明標(biāo)配的是一顆1300萬、1600萬或2400萬像素的攝像頭，卻可以拍攝像素值數(shù)倍于這組數(shù)字的照片。比如，OPPO旗下手機利用了“超清畫質(zhì)模式”，讓Find 7、R5可以進(jìn)行5000萬像素，N3和R7進(jìn)行高達(dá)6400萬像素的拍照體驗（圖3）。隨后，主打拍照體驗的金立E8更是通過“超像素模式”帶來了一億兩千萬像素即1.2億像素的拍照能力（圖4），其創(chuàng)下的拍照像素紀(jì)錄至今還沒有被人打破。

實際上，無論“超清畫質(zhì)模式”還是“超像素模式”，它們的基本原理都是相同的。OPPO采用的超清畫質(zhì)算法是連續(xù)拍攝10張照片進(jìn)行合成，金立的超像素算法則是采用5張連續(xù)拍攝的照片進(jìn)行多幀合成，中間過程生成的照片不會保留到ROM（閃存）之中。在將多張照片進(jìn)行合成的過程中，涉及到將每張照片中物體邊緣、紋理細(xì)節(jié)最清晰的部分，通過“多幀超分辨率零噪聲模式”等技術(shù)進(jìn)行重建，讓用戶最終看到的只是一張超高像素的完美照片。

然而，這種通過軟件手段將拍照分辨率“躍升”的能力存在很多先天不足，比如需要CPU、內(nèi)存和閃存的處理速度足夠快，合成照片的細(xì)節(jié)是否完美還取決于成像算法的優(yōu)化。此外，超像素技術(shù)會顯著提升照片容量，5000萬像素的照片大小會從3MB左右一下猛增到8MB至20MB，1.2億像素在復(fù)雜的場景下也有望突破50MB容量大關(guān)，從按下快門拍攝一張照片還需要等待5秒以上，并且期間拍照界面按鈕都會變成灰色，不再響應(yīng)其他操作，非常影響實際體驗。

可惜，當(dāng)年的手機無論是存儲容量還是處理速度都無法完美駕馭這種超像素技術(shù)，而拍攝超高分辨率的照片本身也不是剛需功能，在“隨手一拍就是大片”的理念下，這種華而不實的功能逐漸被后續(xù)新品所拋棄，而智能手機們也轉(zhuǎn)向了更具實際價值的AI場景的優(yōu)化算法上（圖55）。

超像素的逆向思維

就在手機總在試圖拍攝更高分辨率的照片時，還有一種將像素由多變少的逆向思維也需要引起我們的重視。其中最具代表性的就是Lumia 1020的PureView超采樣技術(shù)和HTC的UltraPixel超像素技術(shù)。

武裝4100萬像素攝像頭的Lumia 1020在拍照時根據(jù)畫幅尺寸可以同時拍攝一張3800萬像素（4:3畫幅）或3400萬像素（16:9畫幅）的照片，外加一張500萬像素的照片。其中，主要用于社交分享的500萬像素照片，在細(xì)節(jié)的表現(xiàn)力上可以秒殺當(dāng)時一眾同像素或更高像素的競品，原因就是它是通過“超采樣”技術(shù)，將每7/8個像素合成為一個“超級像素”，相當(dāng)于系統(tǒng)自動將4100萬像素的圖像“濃縮”至500萬像素，如今4000萬/4800萬/6400萬/1.08億像素傳感器主打的Quad Bayer陣列和四合一像素聚合技術(shù)，就與PureView超采樣技術(shù)有著異曲同工之妙。

HTC的UltraPixel超像素技術(shù)特指一種特殊定制的傳感器在競品紛紛用上800萬、1300萬和1600萬像素時，這款手機的攝像頭卻僅有408萬像素，它的傳感器尺寸為1/3.0英寸，但單個像素的感光面積卻達(dá)到了2μm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同期手機常見的1.1μm像素尺寸，感光效率高出300%，翻譯過來就是夜拍時的細(xì)節(jié)表現(xiàn)更完美。

可惜，UltraPixel超像素相機的像素太低，并不利于營銷，而且正常光線拍照和更細(xì)膩的分辨率才是市場的主流。因此，HTC很快也放棄了這種非主流的逆向思維方式。時至今日，已成主流的4800萬像素傳感器通過四合一像素聚合技術(shù)也能獲得1.6μm的單個像素感光面積（圖8），再加上“手持超級夜景”等拍照模式和AI算法的加持，夜拍表現(xiàn)也逐漸趨于完美（圖9）。

真一億像素時代來臨

2019年8月初，小米在北京舉行的未來影像技術(shù)溝通會中曝光了來自三星旗下，擁有1.08億像素的傳感器——ISOCELL Bright HMX（圖10）。至此，智能手機終于用上了在物理層面真正破億的攝像頭，可以拍照分辨率高達(dá)12032×9024像素的照片?？梢哉f，ISOCELL Bright HMX是迄今為止像素數(shù)量最高的手機傳感器，沒有之一。

編輯：hfy