榮耀熊軍民微博長文解釋“為何億級像素方向錯了”
榮耀業務部副總裁熊軍民在微博發布長文,解釋為何#億級像素方向錯了#這個話題。他表示,像素數和單像素尺寸是一對“矛盾體”,在手機尺寸有限的情況下,二者不可兼得。熊軍民表示,“手機攝影是一個系統性的工程,是一個木桶。像素這塊木板高了,其他方面沒有跟上,除了贏得一句噱頭外,實際上並不能提高木桶的容量”。
榮耀老熊再發微博討論1億像素問題
隨後他解釋,在手機本身尺寸有限的情況下,追求一個極端像素數,就不得不選擇一個對於旗艦手機而言,相對較小的單像素尺寸。單像素尺寸小就會導致照片信噪比低、寬容度低。他認為對於旗艦手機拍照來說,應盡可能規避單像素尺寸小帶來的副作用。
此前,小米集團副總裁、中國區總裁、紅米Redmi品牌總經理盧偉冰與熊軍民在微博因億級像素的話題互懟。盧偉冰稱榮耀“碰瓷1億像素”,皆因“庫存”。
以下為熊軍民微博原文:
關於“一億像素方向錯了”的問題,這幾天討論得非常火熱。
手機攝影是一個系統工程,需要芯片、算法、光學設計等等很多方面共同配合,才能達到較為理想的狀態。
今天我們先把芯片、光學設計、算法等內容放一邊,單單聊一聊手機圖像傳感器:一億像素0.8μm傳感器對於旗艦手機而言,到底有哪些先天不足的地方?
我們知道,使用手機拍照時,光線經過鏡頭和光圈後,會照射在圖像傳感器上。圖像傳感器遍布著一個個像素點,它們會將光子轉換為電信號。
像素點越多,或者說,像素越高,圖像的分辨率就越高,對提高圖像質量具有一定作用。
低像素VS 高像素
但是,手機攝影是一個系統性的工程,是一個木桶。像素這塊木板高了,其他方面沒有跟上,除了贏得一句噱頭外,實際上並不能提高木桶的容量。
像素數和單像素尺寸是平衡的藝術
一般來說,圖像傳感器的有效感光區域尺寸=像素數*單像素尺寸。
手機畢竟本身尺寸有限,內部元器件眾多,因此,手機的圖像傳感器大小不太可能短時間內大幅提升。在圖像傳感器的有效感光區域尺寸受限的前提下,像素數和單像素尺寸就成了矛盾體,一旦選擇追求高像素數,就必須縮小單像素尺寸。可以說,這兩者之間的關係,是平衡的藝術。
當前業界的一億像素傳感器,儘管本身的物理尺寸已經很大,但由於追求一個極端像素數,而不得不選擇了一個對於旗艦手機而言,相對較小的單像素尺寸——0.8μm。誠然,這枚傳感器可以像素四合一,從而獲得更大的單像素尺寸,但是在這種情況下,像素數也會下降,實際上已經不是一億像素。可以說,超高像素和超大像素尺寸,這兩者在當前的手機圖像傳感器上還不能兼得。
0.8μm是業界常見的單像素尺寸,過去在手機拍照上也有非常不錯的表現。但近年來,旗艦手機有更多的追求,不約而同地開始採用更大的像素尺寸。比如華為 Mate 30系列和榮耀V30系列,其單像素尺寸為1μm;iPhone 11 Pro Max的單像素尺寸為1.4μm。
為什麼旗艦機選擇更大的單像素尺寸,而不選擇0.8μm呢?很簡單,因為單像素尺寸的大小,會直接影響圖像的質量。
超高像素的代價:信噪比低
信噪比SNR(Signal to noise ratio),簡單來說,是有用的圖像信號和無用的噪聲信號兩者的比值。信噪比越高,成像質量越好;相反,噪點越多,畫面就越不純淨。
顯而易見,在拍照時,我們一定會追求更高的信噪比,而信噪比和單像素尺寸有著十分密切的關係。
一般而言,單像素尺寸越大,在相同的光照強度下,單個像素接受的光子就會越多,產生的電信號越多,信噪比就越高。反之,單像素尺寸越小,圖片噪點越多,信噪比就越低。這一點,在光照不足的拍攝環境下體現得尤其明顯。
超高像素的代價:寬容度低
寬容度,也叫圖像的動態範圍,決定了圖像最亮部分和最暗部分兩者之間的差距。單幀圖像的寬容度和單個像素的“滿井容量大小”(Full-Well Capacity,FWC)有關。所謂的FWC,是指單個像素的光電二極管最多能夠存儲的、經由光電效應轉化的電子數量的多少。
FWC是由單個像素的光電二極管面積大小決定的,像素越大,FWC就越大,圖像的動態範圍也越大。反之亦然。
毫無疑問,大像素尺寸能夠提高圖像的信噪比和寬容度,對提升圖像的成像質量有很大幫助。近幾年的旗艦手機大多追求1μm以上的像素尺寸,原因正在於此。
反觀一億像素0.8μm傳感器,在暗光和逆光場景下,圖像的暗部噪點往往比較大,圖像放大後,細節相對模糊,這都是單像素尺寸較小的副作用。這些問題,對於旗艦手機拍照而言,應該是盡可能去規避的。