前言

大家在選購手機時，都會糾結手機拍攝的能力，這與廠商的Lens（鏡頭）設計、相關算法、Sensor（傳感器）和ISP（影像處理器）等密切相關。其中Sensor（傳感器）作為手機成像的重要基礎，其尺寸大小、像素設計和設計工藝等都會一定程度影響最終成像。

不同的Sensor，差距會非常大嗎？為了驗證這一問題，筆者找來了搭載IMX700、IMX766、S5KHMX和GN1的手機，在本文做個測試，這些Sensor在2021年是十分熱門的，多用作手機主攝。

下面是參與測試的Sensor信息一覽，其中尺寸最大的是IMX700，高達1/1.28英寸，像素最高的是S5KHMX，高達1.08億像素，所有Sensor都支持像素合并以增大單個像素大小，提升成像水平。

（本次參與測試的4款不同Sensor信息）

本文共六個環節，分别是測試各Sensor的基準畫質、高感畫質、寬容度、夜景表現、白平衡與色彩、不同照度下的對焦速度，下面測試正式開始。

一、基準畫質

首先是基準畫質測試，為了公平起見，筆者将各Sensor用字母A-D标記，使用手機自帶的專業模式拍攝，以減少AI算法對成像效果的影響，用重型三腳架和大型齒輪雲台穩固設備保證畫面穩定。

畫面曝光正常時，原生iso（感光度）越低，畫質越細膩。由于傳感器廠商沒有公布這些Sensor的原生iso範圍，因此筆者手動調節手機所支持的iso拍攝（有可能使用到了拓展iso）。一般鏡頭的中心成像最佳，但各家廠商不同的Lens設計方案會影響極限邊緣畫質，測試的圖片将截取中心和非極限邊緣的區域作為參考。

測試場景：室内穩定光源下的分辨率标版

（測試場景）

中心畫質是一項非常有意義的參考指标，在Lens的最佳成像區域可以體現Sensor最好的畫質。由于絕大部分手機Sensor比例為4:3，因此筆者按照标版的數字标識對齊，這也是一種避免光線幹擾，可視化呈現Sensor畫質的測試方法。

（拍攝樣例）

我們先來看看這些Sensor在最低iso時中心畫質表現，大家請觀察下圖畫面中的細線和其間隔的銳利程度、清晰度，還有畫面整體的對比度。Sensor A、D的畫質最為紮實，對比度也相當高，Sensor C的對比度和銳度表現不錯。

接着是展示最低iso較邊緣畫質，選取放大的區域位于圖片偏右下角，大家可以觀察數字的清晰程度和細線邊緣的銳利程度。Sensor D的畫質最紮實，對比度和銳度都比較高；而Sensor A、B、C的對比度相近。

二、高感畫質

到這裡想必大家對這4款Sensor的最佳畫質有一定了解了吧，不過光線不佳時的高iso場景下，它們的畫質又如何呢？這幾款Sensor所支持的最高iso範圍是1600~12800，為了公平起見，筆者使用1600的iso為基準再做一次測試。

可以看到，當iso達到1600時，所有Sensor的中心畫質都出現了一定的下降，塗抹和銳化的痕迹逐漸顯現。Sensor D的畫面對比度和清晰度最高，但是畫面較暗。

高iso下的較邊緣區域的畫質塗抹的痕迹和銳化的痕迹非常明顯，但是各Sensor的畫面線條依舊可辨。

三、寬容度

寬容度也是衡量Sensor的重要指标之一，Sensor寬容度越大，記錄的明暗信息更多，後期調整相對更靈活。随着HDR算法的加入，“底大一家壓死人”的定律逐還适用嗎？

由于大部分手機用戶不會專門拍攝RAW或高像素的素材做後期處理

大部分用戶常手動關閉HDR；

大部分手機修圖軟件不支持RAW格式；

大部分用戶的圖片處理流程一般為JPG拉拉曝光套套濾鏡。

因此筆者用默認像素大小的JPG的格式，拍攝了典型的欠曝場景、過曝場景和HDR場景。圖像iso為各Sensor的最小值，非HDR場景用專業模式拍攝。

測試場景：公司過道的窗戶旁

（興華同學滿臉寫着“高興”）

筆者抓來了路過的興華同學上鏡當工具人參與成像測試，首先拍攝了人物正常曝光的樣張。調整前，天空完全過曝的，看看通過相應的後期手段能否拉回一部分天空的細節。

（拍攝樣例）

筆者将所拍攝的JPG導入到Adobe Photoshop中，用Camera Raw将曝光壓低兩檔，并将高光和白色的數值拉到了最低。很遺憾的是，所有的Sensor拍攝的圖片均不能拉回天空的細節，依舊死白一片。

除了Sensor A，隐藏在背景高光中的一部分樹葉倒是被還原了少許。看來在拍攝的時候，如果不開啟HDR，手機拍攝畫面中高亮處的細節基本無法還原。

既然過曝時天空的細節拉不回來了，那麼讓天空正常曝光，通過後期手段提亮人物，效果又如何呢？畢竟數碼攝影中有一句老話叫“甯欠勿曝”，那就試試看。

（拍攝樣例）

筆者将所拍攝的JPG導入到Adobe Photoshop中，用Camera Raw将曝光提高兩檔，将高光數值-100，陰影數值 100。可以看到這4款Sensor都能在保證天空有細節的情況下，将興華同學大緻還原出來，但是畫質都十分的感人，并伴有大量的明度、彩色噪點，暗部也有些許的色彩失真。

從剛才的兩組照片看，由于手機Sensor與主流相機Sensor的尺寸差距太大，若不依靠算法，則被“底大即正義”的物理定律壓制得死死的，過曝或者欠曝的恢複調整都會對畫質造成較大的損失，這也是為喜歡用手機JPG修圖的同學提供一個參考了。

那麼打開HDR算法後，畫面的觀感如何呢？這就與手機廠商的HDR算法技術有關了。

（拍攝樣例）

根據實拍場景來看，Sensor A、D還原更真實自然，Sensor B天空色彩更豔麗。也許是不同的曝光優先權衡，Sensor C的人物看起來更讨喜，但天空區域已有些過曝。

興華同學急着去開會，于是筆者就趕緊放他走了，看完這幾款Sensor的畫質和寬容度的測試表現，你有什麼想說的呢？閱讀完本文後歡迎在評論區一起互動。

四、夜景表現

夜景拍攝一直是手機的噩夢，小底Sensor直接拍出來的照片還沒眼睛看到的清晰，同時細節損失嚴重。現在的Sensor為了應對夜景，某些型号還采用了RYYB的像素排列以增大進光量，同時加持了強大的夜景算法。那麼打開設備自帶的夜景模式，這些Sensor夜景表現如何呢？筆者将這些手機固定上三腳架，并啟用設備的三腳架模式拍攝。

測試場景：晚上公司正門

（測試場景）

夜景模式的原理與大光比時的HDR類似，都是由高速幀與低速幀相疊加合成，讓成片具備“高”動态範圍。

（拍攝樣例）

這種“高”動态範圍的體現就是高光不過曝，暗部有細節。在夜景這種更為複雜的大光比環境，看看哪款Sensor的夜景能力更吸睛。筆者截取了畫面高亮的部分，就是我們PConline的Logo，可以明顯的感受到Sensor D的高光壓制能力最為強悍，其次是Sensor A，而其餘的Sensor都有過曝的情況出現，Sensor A夜景模式的畫面紮實度相當占優。

再來看看暗處的情況，Sensor A、C的暗處既有大量細節又有明顯的色彩層次。總的來說，在畫面的高光、暗處的權衡，Sensor A、D各有千秋，其次就是Sensor C，而Sensor B仍需努力。

五、白平衡與色彩

“直出”的意思就是圖片沒有經過修飾輸出，因此圖片的白平衡和色彩傾向就決定“直出”的味道了，在此環節大家可以自行感受各Sensor的直出效果。

測試場景：組裡影棚

（測試場景）

六、對焦速度

最後一個環節，就是測試各Sensor在光線不同時的對焦速度，這裡筆者擺放了兩個距離不同的玩偶，一個在較近處，一個在較遠處，用150W的影視燈控制環境光的亮度。

測試場景：組裡影棚

（測試場景）

筆者首先将影視燈的亮度調整至100%，可以看到各Sensor的對焦速度都相當迅速，基本都是指哪打哪，毫不拖泥帶水。

那麼當光線不佳時，各Sensor的對焦速度将發生什麼變化呢？于是筆者将造型燈的亮度降至1%。結果顯而易見，各Sensor的對焦速度出現了一定的下降，表現最佳的是Sensor C、D，速度下降不明顯。

七、結語

最後就是對應的Sensor型号了，Sensor A是GN1，Sensor B是S5KHMX，Sensor C是IMX766，Sensor D是IMX700。雖然它們的參數各異，但是某些環節的表現，差距也沒有想象中的大。

從整個測試結果中可以看出，手機Sensor雖然存在參數差距，但不放大200%-300%看，其實并不明顯，這些Sensor的綜合能力都十分優秀，但是在寬容度的環節上，“底大一級壓死人”的物理定律仍是羁絆，同時這些Sensor的HDR、夜景模式出片效果與我們肉眼所見仍有較大的差距。

（iPhone 13 Pro Max主攝搭載定制的IMX703）

近幾年，我們也可以看到，許多廠商采用了定制Sensor的方案，在Sensor的尺寸無法明顯增大的情況下，聚焦優化像素排列和像素設計，增強色彩采集、光線感知能力和對焦速度，還在一定程度上提升了畫質或分辨率。結合越來越成熟的算法和圖像信息鍊路的優化後，相信2022年的手機影像将會有精彩十足的表現，感謝大家的閱讀。

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