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地表最强旗舰:P40 Pro+和三星S20 Ultra,一亿像素就这?

由 端木泰华 发布于 科技

最近,小编上手了1.08亿像素主摄的三星Galaxy S20 Ultra 5G,再加上前段时间入手了目前最大的华为P40 Pro+,已经集齐“地球拍照最强”的两款手机了。

“手持神器,先拍为敬”。一顿扫街下来,本以为1.08亿的三星Galaxy S20 Ultra 5G会拍出更清晰的照片,但在实拍过程中,小编发现,两者之间在清晰度上的差距并不明显。不信咱们一起来看看样张:

在同一地点,用三星S20 Ultra和华为P40 Pro+两款手机的「高像素模式」拍出了上图样张。整体来看,华为P40 Pro+和三星Galaxy S20 Ultra高像素模式的样张画面观感接近,只不过三星Galaxy S20 Ultra天空更加艳丽,天空云彩的宽容度也更好;华为P40 Pro+左上角有过曝的感觉。

局部放大图中,三星S20 Ultra在楼宇装饰、图案纹理的细节确实更加丰富,有对比于华为P40 Pro+稍强一点的解析力,但画面中的锐化效果明显,对光线的表现并不好。

看到这里,大家也能清楚地感知:1.08亿像素和5000万像素清晰度差距不大,至少比我想象中的小很多了。难道不是像素越高越清晰吗?这究竟是为啥?

原理分析:高像素和大像素的权衡

相信很多人也和小编有同样的疑惑,明明买了高像素的手机,结果拍出来的照片还不如低像素的手机。最经典的例子:前些年苹果以800万、1200万像素吊打1600万像素、2400万像素等一众安卓手机。到底这是为何呢?咱们从原理出发来分析一下。

无论相机还是手机,成像原理都离不开小孔成像。简单来说(不准确,大概示意):小孔成像中的光屏就是相机的CMOS,而像素量则是指CMOS上可以感受光学信息的点的数量。咱们拍出的图片,就是由这些像素点信息通过计算得出的。在环境光线充足的情况下,像素量越高,意味着感受光信号的点越密集,画面会更清晰。

但当CMOS面积相同/接近的条件下,像素量越大,意味着单位像素尺寸越小,高感性能越差。尤其当像素密度增加时,像素间更易互相干扰,降低像素的信噪比,从而导致伪像、噪点等画质劣化现象。

我们再来看二者的硬件配置:

华为P40 Pro+的5000万像素主摄采用IMX700,不仅支持RYYB滤色阵列,其CMOS面积还是业内最大的1/1.28英寸,单位像素尺寸为1.22μm。

三星Galaxy S20 Ultra的1.08亿像素主摄采用S5KHMX,CMOS面积为1/1.33英寸,单位像素尺寸0.8μm。

综合硬件配置及成像原理来看:三星Galaxy S20 Ultra 5G像素值高、但是CMOS面积低于华为P40 Pro+,且三星Galaxy S20 Ultra 5G的像素面积较华为P40 Pro+更小,因此导致两者清晰度相差不大。

样张解析:高像素和大像素面积各有所长

高像素和像素面积,到底谁对清晰度的影响更大呢?目前业界并没有达成共识,还是比较有争议的。

但是小编发现了一个比较有意思的现象:在光线充足的情况下,三星Galaxy S20 Ultra 5G的1.08亿像素的确有着更强的解析力;在光线不足的条件下,大像素面积的华为P40 Pro+在清晰度方面表现更好。下面直接上样张:

在光照量充足的条件下。三星Galaxy S20 Ultra 5G 1.08亿像素优势得到淋漓尽致的体现,即使与大楼相距近50米,三星Galaxy S20 Ultra 5G依然能清晰地展现出楼宇表面的花纹细节;而华为P40 Pro+的在细节解析力方面与三星Galaxy S20 Ultra 5G相差较多,侧面花纹若隐若现。

而在光线极暗的夜间,二者因像素密度带来的成像差距得被进一步放大。图中可以看到,两款手机的样张虽均有不同程度的溢光。但放大高光部分的塔尖来看,华为P40 Pro+在灯带部分的高光压制更为出色,背景天空的纯净度较高;而三星Galaxy S20 Ultra 5G的背景天空则是满屏噪点,惨不忍睹。

这里小编小结一下,两款手机的实际拍摄表现相当。具体来看,当环境光线充足时,三星Galaxy S20 Ultra 5G的1.08亿像素,的确有着解析力优势。但当光线条件一般时,大像素面积+RYYB阵列的华为P40 Pro+反而会更具优势,画面细节、高光及噪点控制都更为出色。

计算摄影时代,高像素更离不开算法保障

除了硬件配置,软件算法也对手机成像有很大影响。小编回想起几年前自己使用的iPhone 6S,虽然只有1200万像素,但凭借过硬的白平衡调校、HDR算法等软件技术,使其拍出的照片质量比我身边好友2000万像素的安卓手机还高。

从实际拍摄角度来说,手机的“高像素”在大多数场景下还只是噱头,虽能提升画面细节表现,但宽容度、噪点控制都不尽人意,更像一个“偏科生”。但近两年来,从IMX586的4800万像素,到IMX689的6400万像素,再到S5KHMX的一亿像素,安卓阵营仿佛一直在提升手机像素这条路上“执迷不悟”。

与之相对的,手机ISP算力却并未同步呈现指数级增长。像素量的爆炸式增加,使得ISP无法提供足够的算力,保障高像素下的成像表现(最典型的机型:小米CC9 Pro,一亿像素配了一颗中端SoC,小牛拉大车)。为了兼顾成像体验与高像素,厂商们便不约而同地选择了“多像素合一”技术。

就比如小编手中的华为P40 Pro+支持像素四合一技术,最大像素面积为2.44μm;而三星Galaxy S20 Ultra更支持像素九合一技术,最大像素面积为2.4μm。因此,在默认模式下,两款手机均有着大像素面积,可输出高质量的1200万像素图片。

值得一提的是,华为P40 Pro+还搭载XD Fusion引擎,能够额外承担ISP对图片降噪、色彩控制的任务。此外,由于采用“多像素合一”技术降低了成片像素量,也会大大降低手机ISP的运算压力,从而能更好地控制白平衡、HDR等关键算法。更出色的相机算法,正是目前iPhone摄像头素质不领先,但成片效果依然处于旗舰水平的关键。

总结

对于“高像素”这个概念,我们应该辩证地看待:当光线充足时,更高的像素可以让画面的细节更加丰富;当光线不足的时,高像素则像一把双刃剑,可能会起影响到画质的纯净度和动态范围。

因此,当我们评判手机拍照实力时,绝不能“唯像素论”,要综合考量CMOS面积、像素面积、软件算法等多方面因素。对于如今安卓阵营两大顶级旗舰来说,像素量、像素面积的单独提升,都会遇到瓶颈。只有平衡像素量、像素面积、以及拍照算法,才能带来画质的提升。