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vivo X20的“2x1200萬圖元”,原來是這麼回事

對於許多人來說, 近期最熱門的手機莫過於vivo X20了——時髦的“全面屏”設計, 全新的拍照系統, 延續傳統的HiFi音質, 當然還有相對其他品牌的全面屏旗艦來說更加適中的價格, 都讓這部娛樂強機呈現出更強的市場競爭力。

不過, 相信稍微有瞭解過這台設備的朋友, 多少都會對官方產品資料上的一處說法感到疑惑:

沒錯, 就是這個“2x1200萬圖元”攝像頭……首先, 它並非指的是雙攝系統, 因為X20的前置並無雙攝, 而後置則另有一個500萬圖元的深度攝像頭, 自然也不是1200萬+1200萬的組合。

不過, 在X20的相機APP裡, 我們倒是能看到一個預設不開啟的選項:打開之後, 相機的拍照圖元會“飆升”到2400萬——真的變成“1200萬x2”了!

這樣, 問題就來了——既然如此, 為什麼vivo不直接說X20是“2400萬圖元攝像頭”, 而要使用“1200萬x2”這樣的拗口表示呢?相機明明可以拍攝2400萬圖元的照片, 但預設卻不開啟又是為什麼呢?其實, 要解答這些問題, 就得從vivo X20特殊的相機CMOS說起。

過去, 我們說到CMOS的“圖元”, 指的都是感測器上負責光-電信號轉換的的二極體數量。 每一個二極體就對應實際生成的照片上的一個圖元, 所以有多少個二極體, 就可以說這個CMOS有多少個圖元:800萬、1600萬、乃至2070萬圖元就是這麼來的。

但是——實際上在CMOS(感測器)成像的過程中, 參與工作的不只是有最終負責信號轉換的二極體, 還有它上面負責將光線聚焦、垂直射入到二極體上的“微型鏡頭”。 這些小鏡頭每一個與隔壁的鏡頭單元之間都是用不透光的材料隔開的——而它們所捕捉到的光線——在過去的設計中, 也就是“一個圖元”所需的通光量。

這種“一個鏡頭”+“一個二極體”最終生成“一個圖元”的結構, 很多年來都一直是CMOS的經典設計, 而因為“鏡頭”和“二極體”數量相等, 過去也就沒人糾結在計算CMOS的圖元數量時是該數鏡頭還是該數二極體的數量。

可是, 這個問題到了“全圖元雙核對焦”的時代, 就變得完全不一樣了——因為在這一類特殊的CMOS中, 每個通光的鏡頭下方, 放置有兩個都沒有正對鏡頭的光電二極體。

如此一來, 左右兩個二極體接受到的鏡頭成像就會存在位置偏移——通過計算這個偏移量, 從而推測出正確的鏡頭對焦距離, 這就是“雙核對焦”技術的本質。 而如果一個感測器上所有的圖元井都有兩個光電二極體在裡面, 這就叫做“全圖元雙核對焦”了!

以最早採用全圖元雙核對焦的三星Galaxy S7為例, 它使用了一顆1/2.6吋的全圖元雙核對焦感測器, 在整個感測器上一共有1200萬個“鏡頭”, 但每個鏡頭下方是兩個光電感測器, 也就是說它的感測器數量是1200萬x2=2400萬個。

這些感測器在對焦的過程中, 每一個都是獨立工作的, 相當於整個感測器有多達2400萬個相位對焦點——而相比之下, 目前手機上傳統的相位對焦感測器才只能有192個對焦點,

很明顯, 對焦點數量越多, 對焦速度就越快——而這就是“全圖元雙核對焦”對焦速度特別快的秘密。

但是, 2400萬個感測器到了拍照的環節, 就會產生新的問題——在面積並不大(1/2.6吋在手機CMOS中僅僅是中等尺寸)的CMOS上“塞”進多達2400萬個光電二極體, 每個二極體的受光面積之小可想而知。 而且, 處在同一個圖元井之中的兩個光電二極體, 由於相互之間沒有遮蔽, 很容易導致信號相互干擾, 造成更多的噪點。

為了解決這個問題,絕大部分配備全圖元雙核對焦CMOS的手機在拍照成像時,會將一個圖元井內部的兩個二極體“當作”一個來用:將它們的光線資訊合成作為一個而非兩個圖元。這樣一來就相當於變相擴大圖元面積,增強了相機的感光能力,還能避免噪點干擾的現象出現。從最早的三星Galaxy S7到後來的vivo XPlay6、三星S8、HTC U11莫不如此。而它們的拍照品質也都是有目共睹,達到了業界頂尖的水準。

有意思的是,vivo在X20上卻打破了這一常規:允許用戶手動選擇在拍照成像的環節不使用雙圖元合成機制,而是直接輸出“完整的”2400萬個圖元。這樣做有什麼好處呢?其實好處並不大:因為剛剛也說了,這種模式下每個圖元採集到的光線信號太少,圖元之間又很容易發生干擾,反映到畫質上就是雖然拍攝的“圖元”變高了,但理論上噪點也會明顯增加,畫面的純淨程度和明亮程度都應該會下降。

但是,別忘了X20有一個“殺手鐧”就是內置的自研拍照DSP(數位訊號處理器)——靠著它的計算能力,X20在“2400萬”模式下的畫質並沒有明顯的下降。雖然官方並不完全建議使用者使用該模式拍照(所以它預設不開啟),但它確實提供了更多的相機可玩性,同時也讓vivo“默默地”秀了一次技術。

有句話怎麼說來著?“技術宅拯救世界”——雖然vivo並不是“技術宅”,但它這次在X20上展示的“技術力”還是很足以讓人為止喝彩一把的。

為了解決這個問題,絕大部分配備全圖元雙核對焦CMOS的手機在拍照成像時,會將一個圖元井內部的兩個二極體“當作”一個來用:將它們的光線資訊合成作為一個而非兩個圖元。這樣一來就相當於變相擴大圖元面積,增強了相機的感光能力,還能避免噪點干擾的現象出現。從最早的三星Galaxy S7到後來的vivo XPlay6、三星S8、HTC U11莫不如此。而它們的拍照品質也都是有目共睹,達到了業界頂尖的水準。

有意思的是,vivo在X20上卻打破了這一常規:允許用戶手動選擇在拍照成像的環節不使用雙圖元合成機制,而是直接輸出“完整的”2400萬個圖元。這樣做有什麼好處呢?其實好處並不大:因為剛剛也說了,這種模式下每個圖元採集到的光線信號太少,圖元之間又很容易發生干擾,反映到畫質上就是雖然拍攝的“圖元”變高了,但理論上噪點也會明顯增加,畫面的純淨程度和明亮程度都應該會下降。

但是,別忘了X20有一個“殺手鐧”就是內置的自研拍照DSP(數位訊號處理器)——靠著它的計算能力,X20在“2400萬”模式下的畫質並沒有明顯的下降。雖然官方並不完全建議使用者使用該模式拍照(所以它預設不開啟),但它確實提供了更多的相機可玩性,同時也讓vivo“默默地”秀了一次技術。

有句話怎麼說來著?“技術宅拯救世界”——雖然vivo並不是“技術宅”,但它這次在X20上展示的“技術力”還是很足以讓人為止喝彩一把的。

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