三易生活 03-27
2亿像素的摄像头,为啥在手机上最多只有一颗
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对于如今的智能手机行业来说,继 "1 英寸超大底 "COMS 之后,"2 亿像素 " 似乎又成为了诸多旗舰机的共同选择。

比如在今年年初,三星发布的 Galaxy S25 Ultra 就继续沿用了独占的 HP2 主摄,并搭配新的 5000 万像素超广角、1000 万像素中焦,以及 5000 万像素潜望式长焦组成后置四摄模组。关于 HP2 主摄的特点,我们三易生活此前就做过相关解析,简单来说,它在光线充足的情况下,无论感光能力还是对焦性能,都要超过那些 1 英寸、看似面积更大的竞争对手。

除了三星之外,包括 vivo、荣耀、小米在内的多个品牌,则选择了尺寸更小一点、但同样高达 2 亿像素的传感器,来作为他们旗舰机型的潜望式长焦方案。

一些相关技术资料显示,这是因为 2 亿像素的传感器 " 自带 4 倍变焦 " 特性。也就是说,其工作在 1250 万像素模式下时,至少可以进行 4 倍基于传感器画面裁切的 " 无损 " 画面缩放。假设相关厂商将其设定为 5 倍焦距的潜望式长焦,这就意味着 2 亿像素的潜望可以至少保证 20 倍焦距上的画面清晰锐利。如果再加上算法因素,那么 "50 倍焦距可用 " 也不是没有可能。

看到这里,可能有些朋友会产生疑问,为什么 2 亿像素的摄像头在如今的智能手机上普遍都 " 只有一颗 " 呢?难道就不能有既是 2 亿像素主摄、又有 2 亿像素长焦的影像旗舰机型吗?

考虑到 vivo X200 Ultra 的主摄和超广角尺寸,理论上 "3*2 亿像素 " 也塞得下

首先,正如前文中介绍 HP2 时提到的那样,在目前的技术水平下,2 亿像素的主摄在 " 占地面积 " 上是要小于 1 英寸方案的。既然小米 15 Ultra 能将 1 英寸主摄和 2 亿像素长焦都 " 塞进去 ",那么从结构设计的角度来说,在现有的机身体积内塞进 2 亿像素的广角和超长焦,难度肯定是更小的。

moto X30 Pro 首发了三星 HP1 2 亿像素方案

那么是不是因为目前三星 " 独占 "HP2,以至于手机厂商找不到画质更好的 2 亿像素主摄方案呢?也不一定。毕竟在推出 HP2 之前,三星最早推出的第一款 2 亿像素 CMOS 方案 HP1,就是明确 " 外售 " 的主摄传感器。

相比于 HP2,它缺少了 D-VTG 双垂直传输门结构,读出速度也降低了一半左右,但 HP1 具备比 HP2 更大的总面积(1/1.22 英寸)、更大的单像素尺寸。而且它也支持 "16 像素合一 " 模式,因此能够实现单 CMOS 的无损 4 倍变焦。所以从理论上来说,除了光线充裕的情况下 HP1 的极限满井容肯定要小于 HP2 之外,到了暗光环境,它甚至是有可能 " 反杀 " 的。

既然物理上能够 " 塞得下 ",功能实现层面上也没有太大的阻碍,为什么就是看不到 " 双 2 亿像素 "、甚至是 " 全 2 亿像素 " 的影像旗舰机型出现呢?

根据最新的一些爆料显示,其实并不是没有手机厂商在考虑类似的设计,但真正造成阻碍的原因出在了更 " 深层次 " 的部分,也就是 SoC 上。

具体来说,关注目前手机行业相关技术的朋友可能都知道,现在绝大多数的主流手机厂商,都有类似于 " 多摄融合 " 的成像算法。特别是在手机处于 " 变焦 " 模式时,用户最终得到的照片往往并非是基于单一摄像头(传感器)通过缩放而来,而是多枚摄像头拍摄的画面 " 融合拼接 " 的结果。

甚至哪怕是在不变焦的情况下,一些厂商可能也会用多个传感器来参与成像。比如用主摄捕捉画面细节,长焦或超广角则记录光线强度等信息,最终 " 融合 " 生成对比度更高、细节更加丰富的画面。

但这样一来,也就意味着对于智能手机 SoC 里的 ISP(图像信号处理单元)来说,它们就必须要有能力可以同时接受来自多个 CMOS 传感器的信息,并对其进行融合计算。

当然,在 " 一般 " 的工况下,无论 2 亿像素、1 亿像素,还是 5000 万像素的传感器,它们通常都会在传感器端进行 " 像素多合一 " 的操作,最终只会提供给 ISP 大约 1250 万像素的图像信息。这对于当前的几乎所有 SoC 来说,都不会构成性能瓶颈。哪怕是骁龙 6 Gen4 这样的中端平台,它在硬件上也能应付三枚 1600 万像素摄像头的 " 融合处理 "。

但问题在于,手机厂商在研发产品的时候不可能只考虑 " 一般工况 ",而是必须要考虑到会有用户手动开启 " 高像素 " 模式,并且必须保证各种影像算法在 " 高像素 " 模式下依旧可以发挥作用。

这样一来,问题也就出现了。因为哪怕骁龙 8 至尊版或天玑 9400,在同时使用三颗摄像头进行 " 融合处理 " 时,它们的 ISP 算力也最高只能支持到 4800 万像素的水准。就算退一步、只考虑 " 双摄融合 ",那么最高的总和像素吞吐量,目前也不能超过 3.2 亿像素。

换句话说,不是说 "2 亿像素 +2 亿像素 " 的摄像头塞不进现在的后摄模组中,而是哪怕以当前旗舰 SoC 的算力,它们也无法同时处理多枚 2 亿像素摄像头带来的、过于庞大的图像信息量。

更为糟糕的是,根据相关爆料显示,这种由于 ISP 算力不足所导致,对于旗舰机型 " 无法使用超过一枚 2 亿像素传感器 " 的限制,很可能直到下一代旗舰平台无法得到解决。换句话说,不管是多颗 2 亿像素组成的超高像素 " 影像阵列 ",还是期待手机上出现再一次的高像素革命(比如多年前就有传言出现的 6.8 亿像素传感器),可能都至少要等到 2026 年年底才能看到初步的结果。

【本文图片来自网络】

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