前段時(shí)間，三星最新推出的三星HM1傳感器相信很多人都有所了解。這款傳感器可以帶來(lái)比較明顯的解析力增益。在大面積和高分辨率的顯示屏上觀看時(shí)，這款傳感器具有十分明顯的高頻信息還原優(yōu)勢(shì)。

該傳感器是建立在0.8微米單像素邊長(zhǎng)基礎(chǔ)上的總面積擴(kuò)容，來(lái)到了1/1.33英寸，所以LW/PH值自然會(huì)有所增加，至于像素尺寸的問(wèn)題，結(jié)合奈奎斯特采樣定律的基本訴求：采樣頻率需要2倍于原始信號(hào)頻率才能有效還原，即便是可見(jiàn)光的最長(zhǎng)波長(zhǎng)780nm，以F1.8光圈理想鏡頭進(jìn)行成像，衍射圖案峰值間距也有1.71微米左右，0.8微米像素略高于奈奎斯特采樣標(biāo)準(zhǔn)，所以在制造工藝有保障的前提下，像素的確是越小越好。

事實(shí)上，對(duì)手機(jī)成像真正的限制是鏡頭，1/1.33英寸的成像圈直徑來(lái)到了12mm，與15.86mm得1英寸已經(jīng)比較接近，而大家如果仔細(xì)觀察市面上的1英寸相機(jī)不難發(fā)現(xiàn)，它們的鏡頭設(shè)計(jì)體型都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于手機(jī)，所以如果單純比光學(xué)素質(zhì)，1英寸相機(jī)因自由度更高所以勝面很大，也正因?yàn)榇蟮资謾C(jī)傳感器對(duì)鏡頭光學(xué)總長(zhǎng)有著非?？量痰囊螅砸话銇?lái)說(shuō)手機(jī)成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是光學(xué)與數(shù)字校正的聯(lián)動(dòng)，以此來(lái)彌補(bǔ)較低硬件天花板帶來(lái)的不足。

基本上1億像素級(jí)別的手機(jī)攝像頭因?yàn)閷?duì)像差校正提出了更高的要求，所以一般會(huì)標(biāo)配8P鏡頭，也就是總計(jì)8片塑料鏡片。對(duì)于光學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，鏡片多意味著校正手段的增多，比如后組的增多有利于降低第一鏡片的焦距，避免光焦度過(guò)于集中，利于提高成像質(zhì)量，除此之外還有一個(gè)重要的作用就是改進(jìn)新增的中后段鏡組物像兩面矢高比例，擴(kuò)大像方視場(chǎng)角，增大像高，以滿足大底成像需求。

除此之外，為提高性能上限，再加上丙烯酸酯、聚苯乙烯等塑料模壓加工的成本也相對(duì)較低，所以手機(jī)鏡頭的每一片鏡片基本上都是雙旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面(而且8片從絕對(duì)量來(lái)說(shuō)也不算多)，也在盡力拔高光學(xué)上限。

大體來(lái)說(shuō)，這枚新鏡頭在HM1上的表現(xiàn)還是很不錯(cuò)的，大家如果有注意到的話，在此前的視頻測(cè)試中我都截取的邊緣部分，即便如此1.08億也是非常能打，而且拍攝時(shí)滯其實(shí)也很短，并沒(méi)有什么卡頓感。而且這顆鏡頭的暗角控制做得很好，即便是ISO 640的弱光拍攝，RAW文件極限邊緣也沒(méi)有出現(xiàn)強(qiáng)吃動(dòng)態(tài)范圍而激增的噪聲：

這應(yīng)該會(huì)出乎很多人預(yù)料，但對(duì)于8P設(shè)計(jì)+微透鏡平移技術(shù)結(jié)合來(lái)說(shuō)，新一代手機(jī)攝像頭模組有此表現(xiàn)也算常規(guī)操作了。

而且它強(qiáng)光下輸出RAW文件的后期空間也還不錯(cuò)，高光-100、暗部+100這種操作也算是游刃有余：

因?yàn)樗臋C(jī)內(nèi)JPEG輸出會(huì)狂拉銳度并大幅降噪，所以會(huì)丟失不少暗部信息和高頻紋理，有工夫的話完全可以自己調(diào)。當(dāng)然，如果只是在手機(jī)上看圖像的話就無(wú)所謂了，隨意使用即可，不過(guò)即便1.08億輸出也能做機(jī)內(nèi)HDR，這一點(diǎn)倒是很方便，畢竟1.08億不能輸出RAW，后期空間要小不少。

三星自用的HM1基于Nonacell技術(shù)，即支持9個(gè)像素合并為1，所以默認(rèn)狀態(tài)下的靜態(tài)輸出為10800萬(wàn)/9=1200萬(wàn)，合并像素的最大目的是提高信噪比，但它的實(shí)現(xiàn)前提是在以讀取噪聲為主導(dǎo)的拍攝環(huán)境，也就是弱光條件下。

像素合并有幾種方式，主要按信號(hào)輸出前與輸出后來(lái)區(qū)分，信號(hào)輸出前就進(jìn)行合并的方案處于電荷域，信號(hào)輸出后合并的方案則是電壓域或數(shù)字域，它們的區(qū)別在于：假設(shè)對(duì)傳感器進(jìn)行均勻曝光且所有通道量子效率完全相同，那么無(wú)論哪種合并方式，n x n個(gè)像素的合并都意味著信號(hào)值增加了n x n倍，但電荷域n x n個(gè)像素合并輸出的讀取噪聲只有1個(gè)單位，所以合并后的信噪比增益為n^2倍;而電壓域或數(shù)字域因?yàn)槭窍茸x出、后合并，就意味著讀取噪聲也會(huì)與信號(hào)同步增加，其增幅為n x n的平方根，也就是n個(gè)單位，這樣一來(lái)，信噪比的增益幅度就是n x n/n=n倍。

換言之，9合1合并如果是電荷域，讀取噪聲信噪比增益就是足足9倍，電壓域或數(shù)字域就只有3倍，據(jù)我所知，三星目前合并像素型手機(jī)圖像傳感器都是共享浮置擴(kuò)散電容設(shè)計(jì)，這就意味著它屬于電荷域像素合并，顯然，因?yàn)槿袼剌敵鲂枰抨?duì)遷移電子，所以讀出速度會(huì)相對(duì)慢一些，這也是為什么很多高像素傳感器全像素輸出時(shí)無(wú)法連拍的原因。而電壓域或數(shù)字域的像素合并案例是索尼6100萬(wàn)像素全畫(huà)幅IMX455，它提供了2x2和3x3合并模式，對(duì)于以全像素輸出為主要用途的傳統(tǒng)相機(jī)來(lái)說(shuō)，做此選擇也屬正常。