隨著科技的進(jìn)步，手機相機從最初的30w像素，進(jìn)化到了現(xiàn)在的1200w、4800w、6400w甚至是1億像素。

現(xiàn)在的手機最大的賣點似乎已經(jīng)變成了相機，連千元機都開始湊熱鬧，紛紛用起了6400w像素的相機，不然總感覺落后的不行。

參數(shù)美麗，實際體驗就好了嗎？

同樣采用IMX380的魅族15，表現(xiàn)就比魅族16系列，華為Mate20系列差的多。為什么同樣的參數(shù)，拍照體驗卻天差地別，難道我們都被“虛假宣傳”騙了嗎？

憑什么華為穩(wěn)坐手機拍照第一名，參數(shù)之外還有什么呢？

▲來自華為官網(wǎng)的P40 Pro 10X長焦鏡頭拆解示意圖

▲不同于表象，智能手機的相機模組實際是由 主板（CPB）+CMOS（SENSOR）+固定器（HOLDER）和鏡頭（LENS）組成。上圖是CMOS實物圖，我們常說的1200w像素，實際上就是CMOS的分辨率，數(shù)碼圈常說的IMX363、IMX586、IMX600實際上是CMOS的型號名稱。

▲鏡頭分解示意圖（圖片源自網(wǎng)絡(luò)）

一個相機鏡頭，往往是由多片鏡片組成的（鏡片分樹脂和玻璃兩種材質(zhì)，玻璃光學(xué)性能通常更好）。鏡片越多，對于光線的聚焦能力越強，成像的對比度就越高。5P鏡頭就能滿足日常使用需求，iPhone系列很早已經(jīng)用上了6P鏡頭。

但是也不是越多越好，通常取一個平衡的數(shù)量。由于鏡片都是機器打磨，不同組合的鏡片形狀不同，所以會出現(xiàn)公差的問題。公差會帶來光軸偏移，鏡片數(shù)量越多，問題越嚴(yán)重，對廠商的品控、優(yōu)化能力要求極高。

▲大底大光圈虛化效果強勁，進(jìn)光量更足，畫面亮度更高。但是如果鏡片品質(zhì)控制不好，就會出現(xiàn)嚴(yán)重的邊緣劣化和畸變情況。（圖片源自網(wǎng)絡(luò)）

但是普通消費者對這些細(xì)節(jié)問題感知不強，而這些細(xì)節(jié)恰恰是手機成本大頭來源，所以性價比越高的手機，通常品控和選料也會相應(yīng)的放低。這些細(xì)節(jié)決定了一款手機的做工水平。

CMOS就等于人的眼睛。CMOS越大，能夠“看到”的東西也就越多，畫面就越亮，也就是我們常說的“底大一級壓死人”。但是由于手機的空間限制，超過9mm的手機都非常厚了，所以手機拍照在先天上就是不如相機的。

旗艦手機在鏡片、CMOS成本都充足的情況下，P20 Pro是如何將三星、蘋果打個措手不及？

▲豪賭一把，RYYB來了

上圖是目前手機CMOS的兩種主流排列方式，兩者之間在原理上相近，但是一個方案偏激，一個方案更加保守。

▲最主流的RGGB（iPhone、三星、OV、小米）拜耳陣列

相信大家對“柯達(dá)影像”這個公司并不陌生。RGGB的拜耳陣列，就是柯達(dá)影像的影像科學(xué)家Bryce Bayer發(fā)明的。他根據(jù)人眼的構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)了人類眼睛對于紅綠藍(lán)三原色中的綠色敏感度最高，設(shè)計了CMOS上分覆蓋的1紅色、2綠色、1藍(lán)色濾鏡的拜耳陣列。該陣列可以將CMOS收集到的灰度信號轉(zhuǎn)化為彩色信息，從而使得相機成像效果最接近人眼所觀測到的顏色。

拜耳陣列的工作原理

由于CMOS本身只能收集到“強度”不同的電信號，原始圖像是黑白的。為了讓相機最終能輸出彩色的信息，就要通過CMOS上方覆蓋的三原色濾鏡來過濾不要的顏色，留下需要的色彩。

在鏡片過濾掉會影響成像效果的紅外光和紫外光，只留下我們需要的可見光譜。在2x2的像素網(wǎng)格中，除了紅色、綠色、藍(lán)色以外的顏色會被過濾掉。

▲由于透明的物體，只允許和自己顏色一致的光線通過，所以不同顏色的濾光片，可以過濾掉其他顏色，只留下紅綠藍(lán)三色的光線。而CMOS可以根據(jù)濾光片的位置，將收集到的不同強度的電信號轉(zhuǎn)化，從而得到我們看到的彩色畫面。（不懂為什么紅色濾光片只能通過紅色的朋友，你的初中物理需要重新學(xué)習(xí)）

拜耳陣列的缺陷

由于CMOS面積有限，進(jìn)來的光線本來就很少（這也是為什么夜間拍攝畫面亮度暗的原因），一個2X2的像素點之間，紅色只能收集紅色光，綠色只能收集綠色光，而其他顏色的光線就全部被損失掉了。就會折損掉一定的光線強度。

那么，為什么是紅藍(lán)綠的光學(xué)三原色呢？（色彩三原色是另一個概念）

▲因為不同比例的顏色相加，能夠得出不同的色彩

▲“獨一無二”的RYYB排列（華為）

拍照的時候，光線一暗，我們就拍不清楚畫面。2016年，三星S7正式開啟了“夜視儀”時代，三星旗艦手機在夜間拍照中風(fēng)頭一時無兩，甚至能夠在極度黑暗的情況下拍到肉眼看不見的畫面。

2018年，華為和索尼聯(lián)合研發(fā)的IMX600 CMOS上市，在4000w像素，1/1.7英寸，1.0um單位像素的基礎(chǔ)上，豪賭了一把，用了誰也想不到的RYYB陣列。同年P(guān)20 Pro橫空出世，宣告著外國廠商“壟斷”手機拍照排名時代的結(jié)束。

▲底大一級壓死人？那我就比你大兩級（圖片源自網(wǎng)絡(luò)）

▲和RGGB相比，RYYB在2X2像素上分布的是2黃色、1紅色、1藍(lán)色，直接替換掉了綠色。RYYB的黃色像素點上可以同時通過綠色、紅色兩種光線。而濾光片上的紅色，其實是洋紅，能夠通過紅色、藍(lán)色兩種光線，藍(lán)色是青色，能夠通過綠色和藍(lán)色。

此舉讓RYYB在進(jìn)光量上比RGGB提升近40%。讓P20 Pro的極限ISO達(dá)到了iPhone XS Max的64倍。

大底、高像素、高進(jìn)光量直接讓華為坐穩(wěn)手機拍照頭把交椅，很長一段時間都沒有被友商打破。

RYYB的優(yōu)點，同時也是自己最大的缺陷

RYYB保留了紅光和藍(lán)光，用黃光替換了綠光，進(jìn)光量的確是激增。但是最終CMOS合成彩色畫面，還是需要紅藍(lán)綠三色，所以只能通過算法在機內(nèi)運算，“猜出”原本的綠色。此舉對ISP算力要求極高，并且算法也不是容易解決的問題，一不小心就會翻車。

為了避免侵權(quán)，我們用簡單的圖示來模擬下色偏。

隨著時間的推進(jìn)，RYYB的色彩算法已經(jīng)日趨成熟，IMX600超前的硬件構(gòu)想，在過去2年后仍然沒有被完全超越。

雖然RYYB帶來了全新的構(gòu)思，但是其復(fù)雜的算法和高昂的定制費用，注定了其不會變成業(yè)界主流。

2020年，“把IMX600交給其他廠家，他們能做的更好”這句話仍然沒有應(yīng)驗，或許跟風(fēng)能讓你成為業(yè)界一流，但是永遠(yuǎn)無法成為世界頂尖。