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手机厂商为拍照大打出手,索尼、三星却乐疯了?(组图)

新闻来源: PConline 于2020-02-16 21:44:14  提示:新闻观点不代表本网立场

近年来,智能手机的竞争已经逐渐从单纯的比拼性能演变为在拍照方面拼个你死我活。跟单纯的拼绝对性能(如处理器、运存、闪存等)不同,拍照水平的好坏除了需要厂商自身良好的算法调校,更重要的还取决于传感器的选择,一块素质过硬的传感器就是成功的一半。众所周知,索尼是最大的移动图像传感器的供应商,不夸张地说目前市面上有90%的手机都在用来自他家的传感器。在硬件高度同质化的情况下,假如用「公模」传感器不能在拍照上取得优势,那砸钱给索尼单独定制专属于自己的传感器不就行了?于是,真的就有很多厂商这么做了。这里,就为大家回忆一下近几年那些名声在外的定制传感器。

IMX400:真·索尼独占

在介绍索尼为友商所定制的传感器之前,先来看看一款非常特别的传感器,它就是IMX400。为什么说它特别?因为从出生到被弃用,只有索尼的Xperia手机搭载过该款传感器,可以说是索尼半导体部门专门为索尼移动部门所定制的一款传感器。



光看参数,这颗IMX400在当年来说是顶级的:传感器面积为1/2.3英寸,有效像素为1900万像素,单个像素尺寸1.22微米。此外,这颗CMOS集诸多黑科技于一身,是业界首款用于智能手机的三层堆叠式CMOS影像传感器。对比以往的双层堆叠式CMOS,IMX400在传统的背照结构像素层(Pixel Section)和预装电路芯片的信号处理电路层(Circuit Section)中加入了一层DRAM(动态随机存取存储器)层,容量为1Gbit(即125MB)。简单来说就是索尼将一块运存塞进了IMX400里面,让它可以更加快速地交换图像数据。



索尼半导体官方的结构图

一般而言,由于手机CMOS和SoC之间存在传输带宽的限制,因而手机CMOS拍摄获得的大量数据很难及时传到手机的ISP(图像信号处理器)中进行处理,DRAM就充当一个缓存的作用,如果来不及处理的数据就先在DRAM处存着,然后再慢慢传到ISP里。而当ISP无法处理大量CMOS收集到的大量数据时,也可以先把数据存在DRAM中。



索尼官方对比图

这样巧妙的设计带来两个非常大的好处。一是抓拍能力大大提升:在DRAM的帮助下,IMX400仅用1/120秒就能读取一幅1930万像素的静止图像,相比传统产品的1/30秒快了四倍,可以有效避免高速抓怕时的果冻效应,从而带来清晰的图像。



二是可以拍摄960fps超慢速视频。别看960fps超慢速视频在今天已经不是什么稀奇的东西,放在当年主流的旗舰机型中,比如iPhone 7系列和三星Galaxy S8系列最高可以拍摄240fps的慢速视频,而搭载IMX400的索尼Xperia XZ Premium是这个数字的4倍。在主打960fps凝时拍摄的三星Galaxy S9系列出现之前,索尼Xperia旗舰手机就已经支持该功能。



不过,账面数据和产品实力始终还是不同的。从2017年开始,索尼发布了Xperia XZs、Xperia XZ Premium、Xperia XZ1、Xperia XZ1 Compact、Xperia XZ2、Xperia XZ2 Compact、Xperia XZ2 Premium和Xperia XZ3共八款手机,它们无一例外都使用了IMX400作为主摄像头传感器。但是这八款手机的拍照实力,也都无一例外地在众多旗舰手机中排在吊车尾的位置。

如果要用一句来形容索尼手机的拍照的话,大概就是「给你机会你不中用」了。说完不争气的索尼,就开始举一些正面例子吧。

IMX260/333/345/555:“银河战舰”专属


看到「银河」,就知道这部分说的是三星Galaxy了。作为全球手机一哥,三星以往也有找索尼定制传感器的习惯,IMX260/333/345正是三星近几年用在自家旗舰上的索尼定制传感器。



IMX260这颗CMOS首次出现2016年发布的三星Galaxy S7系列上。这颗CMOS为1200万像素,面积为1/2.55英寸(圈起来,要考的),并带来了更大的光圈(F1.7)以及更大的单位像素面积(1.4μm),可以显著提高夜拍能力。三星Galaxy S7系列也没有辜负这颗传感器的硬实力,后来被业界称为「夜视仪」。

此外,搭载IMX260的Galaxy S7系列还首次把「全像素双核对焦」带进手机领域。所谓「全像素双核对焦」,是指把CMOS里的全部像素点一分为二(双核),而两个像素点可以独立成像,然后计算机能通过对比两个独立成像之间的差别,计算出被摄对象与我们的实际距离,从而实现快速对焦和跟踪对焦。



三星Galaxy S7系列使用的全像素双核传感技术通过将像素点一分为二,计算信号差,最后再驱动镜头模组,其在速度上面更具优势。简单来说,三星Galaxy S7系列上的全像素双核传感技术具有更快的对焦速度,而且还能提供流畅的跟踪对焦。



全像素双核对焦技术在Galaxy S7系列身上大获成功之后,逐渐成为了很多安卓旗舰的必备功能。当然,全像素双核对焦之所以会成为安卓旗舰标配功能还有另外一个原因,就是后来IMX362、IMX363作为IMX260的「外售版」开始大量向国产厂商出货。



IMX333同样是三星找索尼定制的传感器,虽说型号不一样,但其核心特性与上一代的IMX260如出一辙,因此也被视为IMX260改个名字的「马甲」,但实际上IMX333还是有所改进的,比如解析力等等。单凭核心规格去判断是「马甲」是有失公允的,最好的说明就是三星Galaxy S8系列的成像水平相比上一代又有了提升。



2018年的三星Galaxy S9系列搭载了全新定制的IMX345传感器。在继承前两代优良传统的基础上,IMX345最大的改变是增加了F1.5/F2.4可变光圈和DRAM层,也就是说夜景成像水平再上一层楼,并且可以拍摄原生的960fps超慢动作视频了,其他核心参数与上一代无异。



2019年发布的三星Galaxy S10系列所有版本都采用了三星自家的传感器,直到前几天的Galaxy S20系列上,我们又看到了久违的索尼定制传感器出现在三星旗舰上。



在打磨了4年之后,三星终于给Galaxy S20和S20+换上了尺寸更大的CMOS——IMX555。这颗IMX555仍为三星独爱的1200万像素,但是尺寸升级到1/1.76英寸,理论上可以带来更好的夜拍表现,而且全像素双核对焦、DRAM层等特性全部保留。

所以说,三星不是一颗传感器连着用了5年,而是每年都换了一颗表面看上去一样、但内在不一样的传感器。

IMX398:可能是最早玩定制的国内厂商


在我的印象中,OPPO应该是国内首家玩定制传感器的厂商,最起码也应该是第一家大张旗鼓宣传自己是定制传感器的国内厂商。2016年的OPPO R9s,就用了一颗OPPO联合索尼定制的IMX398传感器。



OPPO R9s上的这颗全球首发的IMX398采用1600万像素,光圈大小为F1.7,单像素大小为1.12μm,最重要是同样加入了双核对焦功能,除了对焦速度加快外,进光量也增大。



我们在当年的评测中也测试过,在IMX398的加持下,OPPO R9s的成像水平确实有了很大提升。OPPO也算是第一个吃到定制传感器这只「螃蟹」的国内厂商了。于是,时隔几年之后,OPPO再度联合索尼推出定制传感器。根据去年OPPO公布的消息,Find X2将会用上与索尼联合定制的传感器,并首发全像素全向对焦技术。



根据现有的资料显示,全像素全向对焦技术(All Pixel Omni-directional PDAF),又称2x2 On-Chip Lens(OCL)解决方案,是可以实现高速对焦,高分辨率,高感度,高动态范围的,图像传感器的新技术。更详细的技术细节,就要等到OPPO Find X2发布的那天才知道了。

IMX600——可能是最成功的定制传感器

看到这个熟悉的型号,就知道这就是那颗首发用在华为P20 Pro身上的神级传感器了。



IMX600是华为出动芬兰研究所、日本图像所联手索尼定制的传感器,采用4000万像素,传感器面积达到1/1.73英寸,QuadBayer结构,F1.8光圈,等效焦距27mm,支持相位对焦、4D预测追焦、4K视频拍摄以及960fps 720P慢动作视频拍摄。这颗CMOS也是当时以及后来很长一段时间里底最大的手机传感器。



在IMX600的加持下,华为P20 Pro可以在白天使用具有高解析力的4000万像素成像;而夜景则使用1000W像素成像,经过像素4合1之后,单位像素高达2μm,夜景拍摄更出色,成功从三星手中抢过了夜视仪的称号。



凭借这颗强悍的定制CMOS,华为P20 Pro登上了DxOMark的榜首,从此开始了华为在拍照领域领跑全球的高光时刻。



跟三星一样,在取得了巨大成功之后,华为开始打磨这颗CMOS。2019年,华为P30 Pro采用了1/1.7英寸的4000万像素Quad Bayer主摄,在弱光环境下能输出1000万像素的照片, F/1.6超大光圈,等效全画幅27mm,配有OIS光学防抖。



更重要的是,这颗主摄采用了全新的RYYB图像排列,进光量相较于传统的RGB排列增加40%,相比RGBW排列增加20%,ISO最高可达409600,夜拍实力非常惊人。凭借强大的实力,P30 Pro以及下半年登场的Mate30 Pro 5G继续常年占据着DXOMark排行榜的第一名。



华为官方从来没有公布过这颗RYYB传感器的具体型号,民间曾流传过像「IMX650」、「IMX600Y」这样的型号。但有一点是无可否认的,它仍然隶属于IMX600系列,属于小改款。如无意外,今年的华为P40 Pro将给大家带来全新的IMX700传感器。

三星S5KHMX、S5KHM1:传说中的“方向错了”

光看前面大家可能会以为这是索尼专场,实际上,三星传感器的实力逐渐追了上来,要不然去年三星也不会如此自信地在Galaxy S10系列和Note10系列上用自家的传感器作为主摄。不过,2019年三星传感器的最高光时刻,当属那颗1亿像素的ISOCELL Bright HMX,具体型号为S5KHMX。



三星这颗S5KHMX传感器最让人印象深刻的当然是达到了1.08亿像素,感光元件达到1/1.33英寸,是目前已经商用的手机传感器中最大的,单像素大小为0.8μm;经过像素4合1之后处理后,可输出2700万像素的照片,单像素面积为1.6μm,极大地提升夜拍表现。



更让人感到意外的是,这颗CMOS是小米联合三星定制的,后来用于小米CC9 Pro上,并以121分短暂登上过DxOMark的榜首位置。小米CC9 Pro仅用了一颗骁龙730G的ISP和尚未成熟的算法就登上了世界第一,这也让人对骁龙865+1.08亿像素CMOS充满了期待。



于是,同样搭载S5KHMX传感器、但有着更强ISP的小米10 Pro以124分的成绩从华为Mate30 Pro 5G手中抢走了第一名。



不过不知道小米10 Pro第一的位置能坐多久,因为同样搭载1.08亿像素传感器的三星Galaxy S20 Ultra的成绩还没公布。但是,三星的旗舰是不可能跟友商共用同一颗CMOS,因此Galaxy S20 Ultra用的是另一颗1亿像素传感器,名为ISOCELL Bright HM1,具体型号为S5KHM1。



这颗S5KHM1是跟着Galaxy S20 Ultra一起首次亮相的,核心规格与小米定制的那颗S5KHMX基本一致,不同在于这颗S5KHM1拥有几个三星独占的特性:

独创的Nonacell像素9合1技术,可输出12MP、单像素面积2.4μm的超大像素照片,相比Tetracell像素4合1技术进光率提升一倍以上;

支持8K视频录制、实时HDR拍摄、Smart-ISO感光技术、Super-PD相位对焦,以及基于陀螺仪的EIS电子防抖(OIS光学防抖另外支持);

支持1.08亿像素HDR直出,可以直接输出12MP分辨率的3倍变焦图像。

这么多年过去了,三星依然忘记不了1200万像素,即使用上了1亿像素,还是要想尽办法压榨到1200万像素。不同于索尼,三星移动有能力把三星半导体所提供的最强硬件发挥到最强。

结语




随着拍照大战愈演愈烈,谁能联合产业链上游厂商进行传感器的定制,才能占得先机,以上除了索尼移动之外都是很好的例子。2020年,我们会看到更多厂商推出定制传感器的旗舰手机,DxOMark估计有的忙了。
网编:睿文

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