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地表最強旗艦:P40 Pro+和三星S20 Ultra,一億像素就這?

由 端木泰華 發佈於 科技

最近,小編上手了1.08億像素主攝的三星Galaxy S20 Ultra 5G,再加上前段時間入手了目前最大的華為P40 Pro+,已經集齊“地球拍照最強”的兩款手機了。

“手持神器,先拍為敬”。一頓掃街下來,本以為1.08億的三星Galaxy S20 Ultra 5G會拍出更清晰的照片,但在實拍過程中,小編髮現,兩者之間在清晰度上的差距並不明顯。不信咱們一起來看看樣張:

在同一地點,用三星S20 Ultra和華為P40 Pro+兩款手機的「高像素模式」拍出了上圖樣張。整體來看,華為P40 Pro+和三星Galaxy S20 Ultra高像素模式的樣張畫面觀感接近,只不過三星Galaxy S20 Ultra天空更加豔麗,天空雲彩的寬容度也更好;華為P40 Pro+左上角有過曝的感覺。

局部放大圖中,三星S20 Ultra在樓宇裝飾、圖案紋理的細節確實更加豐富,有對比於華為P40 Pro+稍強一點的解析力,但畫面中的鋭化效果明顯,對光線的表現並不好。

看到這裏,大家也能清楚地感知:1.08億像素和5000萬像素清晰度差距不大,至少比我想象中的小很多了。難道不是像素越高越清晰嗎?這究竟是為啥?

原理分析:高像素和大像素的權衡

相信很多人也和小編有同樣的疑惑,明明買了高像素的手機,結果拍出來的照片還不如低像素的手機。最經典的例子:前些年蘋果以800萬、1200萬像素吊打1600萬像素、2400萬像素等一眾安卓手機。到底這是為何呢?咱們從原理出發來分析一下。

無論相機還是手機,成像原理都離不開小孔成像。簡單來説(不準確,大概示意):小孔成像中的光屏就是相機的CMOS,而像素量則是指CMOS上可以感受光學信息的點的數量。咱們拍出的圖片,就是由這些像素點信息通過計算得出的。在環境光線充足的情況下,像素量越高,意味着感受光信號的點越密集,畫面會更清晰。

但當CMOS面積相同/接近的條件下,像素量越大,意味着單位像素尺寸越小,高感性能越差。尤其當像素密度增加時,像素間更易互相干擾,降低像素的信噪比,從而導致偽像、噪點等畫質劣化現象。

我們再來看二者的硬件配置:

華為P40 Pro+的5000萬像素主攝採用IMX700,不僅支持RYYB濾色陣列,其CMOS面積還是業內最大的1/1.28英寸,單位像素尺寸為1.22μm。

三星Galaxy S20 Ultra的1.08億像素主攝採用S5KHMX,CMOS面積為1/1.33英寸,單位像素尺寸0.8μm。

綜合硬件配置及成像原理來看:三星Galaxy S20 Ultra 5G像素值高、但是CMOS面積低於華為P40 Pro+,且三星Galaxy S20 Ultra 5G的像素面積較華為P40 Pro+更小,因此導致兩者清晰度相差不大。

樣張解析:高像素和大像素面積各有所長

高像素和像素面積,到底誰對清晰度的影響更大呢?目前業界並沒有達成共識,還是比較有爭議的。

但是小編髮現了一個比較有意思的現象:在光線充足的情況下,三星Galaxy S20 Ultra 5G的1.08億像素的確有着更強的解析力;在光線不足的條件下,大像素面積的華為P40 Pro+在清晰度方面表現更好。下面直接上樣張:

在光照量充足的條件下。三星Galaxy S20 Ultra 5G 1.08億像素優勢得到淋漓盡致的體現,即使與大樓相距近50米,三星Galaxy S20 Ultra 5G依然能清晰地展現出樓宇表面的花紋細節;而華為P40 Pro+的在細節解析力方面與三星Galaxy S20 Ultra 5G相差較多,側面花紋若隱若現。

而在光線極暗的夜間,二者因像素密度帶來的成像差距得被進一步放大。圖中可以看到,兩款手機的樣張雖均有不同程度的溢光。但放大高光部分的塔尖來看,華為P40 Pro+在燈帶部分的高光壓制更為出色,背景天空的純淨度較高;而三星Galaxy S20 Ultra 5G的背景天空則是滿屏噪點,慘不忍睹。

這裏小編小結一下,兩款手機的實際拍攝表現相當。具體來看,當環境光線充足時,三星Galaxy S20 Ultra 5G的1.08億像素,的確有着解析力優勢。但當光線條件一般時,大像素面積+RYYB陣列的華為P40 Pro+反而會更具優勢,畫面細節、高光及噪點控制都更為出色。

計算攝影時代,高像素更離不開算法保障

除了硬件配置,軟件算法也對手機成像有很大影響。小編回想起幾年前自己使用的iPhone 6S,雖然只有1200萬像素,但憑藉過硬的白平衡調校、HDR算法等軟件技術,使其拍出的照片質量比我身邊好友2000萬像素的安卓手機還高。

從實際拍攝角度來説,手機的“高像素”在大多數場景下還只是噱頭,雖能提升畫面細節表現,但寬容度、噪點控制都不盡人意,更像一個“偏科生”。但近兩年來,從IMX586的4800萬像素,到IMX689的6400萬像素,再到S5KHMX的一億像素,安卓陣營彷彿一直在提升手機像素這條路上“執迷不悟”。

與之相對的,手機ISP算力卻並未同步呈現指數級增長。像素量的爆炸式增加,使得ISP無法提供足夠的算力,保障高像素下的成像表現(最典型的機型:小米CC9 Pro,一億像素配了一顆中端SoC,小牛拉大車)。為了兼顧成像體驗與高像素,廠商們便不約而同地選擇了“多像素合一”技術。

就比如小編手中的華為P40 Pro+支持像素四合一技術,最大像素面積為2.44μm;而三星Galaxy S20 Ultra更支持像素九合一技術,最大像素面積為2.4μm。因此,在默認模式下,兩款手機均有着大像素面積,可輸出高質量的1200萬像素圖片。

值得一提的是,華為P40 Pro+還搭載XD Fusion引擎,能夠額外承擔ISP對圖片降噪、色彩控制的任務。此外,由於採用“多像素合一”技術降低了成片像素量,也會大大降低手機ISP的運算壓力,從而能更好地控制白平衡、HDR等關鍵算法。更出色的相機算法,正是目前iPhone攝像頭素質不領先,但成片效果依然處於旗艦水平的關鍵。

總結

對於“高像素”這個概念,我們應該辯證地看待:當光線充足時,更高的像素可以讓畫面的細節更加豐富;當光線不足的時,高像素則像一把雙刃劍,可能會起影響到畫質的純淨度和動態範圍。

因此,當我們評判手機拍照實力時,絕不能“唯像素論”,要綜合考量CMOS面積、像素面積、軟件算法等多方面因素。對於如今安卓陣營兩大頂級旗艦來説,像素量、像素面積的單獨提升,都會遇到瓶頸。只有平衡像素量、像素面積、以及拍照算法,才能帶來畫質的提升。