在昨天的頭條，筆者按照時間順序為讀者朋友介紹了近幾年來比較重要手機影像傳感器。雖然這兩年各家在超廣角、長焦端也進行發力，但消費者最重視、讓廠家投入精力最多的還是主攝傳感器，它也是整部手機上最強大的那顆影像傳感器。因此，本文将會通過讀者朋友更為熟悉的手機廠商逐個切入，分别介紹各廠家各旗艦機型上的主攝傳感器及其背後的先進技術。

手機影像傳感器對比相機等專業設備傳感器存在尺寸方面的巨大劣勢，僅在進光量這一方面就無法和相機相比。所以長久以來，手機廠商們為提升手機捕捉光的能力耗費了大量精力，這之中的重要環節便是采用更高素質的影像傳感器。蘋果作為手機領域的執牛耳者，在這方面的投入自然也十分巨大。

在蘋果新一代iPhone 13系列上，上代旗艦iPhone 12 Pro MAX的主攝IMX603被下放給了13系列的基礎款，而在拳頭産品iPhone 13 Pro和13 Pro Max上，蘋果為它們的後置三攝分别升級了鏡頭與傳感器。其中升級幅度最大的就數它們的主攝傳感器了。在保持最大像素數量1200萬不變的情況下，較之上代12 Pro Max的主攝傳感器IMX603，全新升級的IMX703的總尺寸增加到了1/1.65"，單像素尺寸随之由上代1.7微米增加到了1.9微米。單像素尺寸的增加與主攝鏡頭光圈的增大，使這一代iPhone 13 Pro Max的夜景拍攝能力獲得極大提升。依照官網說法：其主攝最高提升2.2倍光線捕捉能力。

▲iPhone 13 Pro Max的影像模組較前代更加碩大

當然，傳感器尺寸的增加所帶來的提升不僅體現在暗光拍攝上，在成像速度與穩定性、成像質量等方面，這代iPhone也有着顯著的提升。在更換了IMX703後，憑借A15仿生SOC的超強算力輔助，本次iPhone 13 Pro和Pro Max在上代已支持Apple ProRAW格式照片的基礎上，進一步支持錄制4K@60fps杜比視界視頻和Apple ProRes格式視頻的錄制，同時新增的電影模式（目前僅支持1080p@30fps）也提高了可玩性。可以看到，本代iPhone的拍攝能力無疑是更加強大了，超廣角對微距拍攝的支持和長焦端超級夜景的開放也補齊了前代的短闆。

▲蘋果着重宣傳了iPhone 13 Pro的夜景能力提升

除了這些特性外，iPhone還獨家實現了“傳感器位移防抖”技術。有别于傳統OIS防抖馬達驅動鏡組移動補償運動的方案，傳感器防抖則是通過撓曲件的加入使CMOS傳感器懸空的方式實現防抖效果，這種方式避免了由于鏡頭體積與重量的增加驅動馬達也要相應加大的問題，相比于去驅動沉重的鏡頭轉而去控制更輕的傳感器來實現防抖，降低馬達功耗的同時也能提升相機應對高頻震動時的防抖表現，可謂一舉多得。

在全球範圍内，提到Android影像旗艦，人們往往先想到的品牌就是安卓老大哥—三星。年初，三星發布了新一代内置S pen的三星S22 Ultra。和S21 Ultra相比，三星沒有為S22 Ultra更換新的主攝傳感器，而是選擇對自家S5KHM3進行持續優化。

▲三星S21 Ultra和S22 Ultra都選用了1億像素的ISOCELL HM3。

S5KHM3尺寸為1/1.33"，其最大像素數量來到了誇張的1.08億，單像素尺寸為0.8微米，支持通過像素九合一來到1200萬像素并将單像素尺寸提高到2.4微米。HM3支持三星Smart ISO Pro技術，可使像素智能感光，同時捕捉高ISO幀和低ISO幀，利用高ISO獲取到的暗部信息和低ISO獲取到的高光信息進行融合，在降噪後将其合成為一張12bit色深的高動态範圍圖像，同時減少僞像，保留圖像更多細節信息。

▲HM3 支持Smart ISO Pro技術，可以輸出12bit色深的圖片。

在此基礎上，HM3還支持交錯式高動态範圍技術（Staggered HDR），利用電子快門滾動的特性将第一行的短曝光和下一行的曝光同時進行，在同一單位時間内實現更快地完成HDR拍攝，在拍攝高對比度、大光比場景時也能遊刃有餘。相比傳統的多幀HDR合成，此技術有利于降低拖像、重影等情況發生的概率。

▲Staggered HDR技術可同時拍攝不同曝光時長的照片并将他們進行合成。

在視頻方面，這顆傳感器最高支持錄制8K@30fps、4K@120fps 以及 1080p@240fps 規格的視頻。有骁龍8 Gen1新一代ISP和優化後算法等的合力加持，三星S22 Ultra在全焦段，尤其是超長焦段的成像水平比S21U獲得很大提升。可以說，三星S22 Ultra在今年上半年乃至全年，仍然是拍照機皇寶座的有力競争者。

▲三星S22 Ultra的影像系統覆蓋了從13mm超廣角到230mm超長焦的多焦段。

提到手機攝影，最繞不開的廠商就是索尼。這不僅僅是因為索尼在相機、電影機領域的強大實力，更因為索尼是全球最大的CMOS傳感器供應商。在手機産品上，索尼在去年推出了自家影像旗艦—索尼Xperia PRO-I。這個産品最大的亮點就是它搭載的1"主攝傳感器，這是來自黑卡數碼相機RX100 Ⅶ（俗稱黑卡7）的同款傳感器，并經過了對手機的專項優化後來到了手機端。

▲Xperia PRO-I主攝鏡頭擁有F/2.0和F/4.0的可變雙光圈設計。

由于手機體積和鏡頭高度的限制，Xperia PRO-I隻能利用這顆2100萬像素傳感器60%的像場（視頻拍攝時則僅有52.7%)，換算後的等效尺寸為1/1.31"，有效像素數量為1200萬，單像素尺寸2.4微米。此傳感器在手機端擁有315個能夠覆蓋90%畫面的相位檢測自動對焦點，同時引入“眼部對焦”與“物體追蹤”功能，可在多種場景中實現快速且準确的自動對焦功能。

▲索尼給Xperia PRO-I提供了高規格鏡頭模組和黑卡微單的同款大底。

為了配得上這顆超級傳感器，索尼為它搭配了移動版BIONZ X 影像處理器和前端 LSI，鏡頭方面則在其六枚鏡片中加入一枚蔡司非球面玻璃鏡片，并實現了F/2.0、F/4.0可變光圈。堆料滿滿的Xperia PRO-I在各個焦段都有着較為不錯的表現，對于索尼粉絲來說是一部讓人驚歎的影像旗艦。

看完了國際大廠的表現，我們把目光轉回國内。近年來，國産手機的進步我們有目共睹，而進步最大的方面便是影像拍攝實力。接下來，就讓我們看看國産旗艦們都選擇了什麼主攝傳感器方案。

隻要是關注手機攝影的朋友，就一定不會忘記華為P20 Pro上的那顆IMX600給業内外帶來的震撼。自華為P20系列之後，在國人的人認知中，華為就和拍照好畫上了等号。在較為艱難的近幾年間，華為仍然推出了P40系列、Mate40系列等衆多優秀産品。雖然華為并不是第一個采用非傳統拜耳陣列CMOS傳感器的廠商，但它對此類傳感器的打磨确實是獨樹一幟。

▲華為Mate 40系列無論是在設計、性能和影像等方面都可稱之為當年的标杆。

在華為Mate 40 Pro上的IMX700通過将RGGB陣列上的綠色濾光片替換為了黃色，改為獨特的RYYB濾光陣列。黃色雖不是三原色，但卻是紅色與綠色的結合，黃色像素可以同時吸收兩種光信号減少進光量折損，實現40%的進光量提升。

▲RYYB方案相較傳統方案可以獲得額外40％的進光量。

除開濾波陣列特殊，IMX700采用1/1.28"的大底，擁有5000萬像素，支持像素四合一輸出1250萬像素的照片，同時支持基于Dual PD的全像素OCTA PD—全像素八核對焦（該技術基于全像素雙核對焦，且IMX700為QuadBayer排列，二者相乘即為8），放在今年也依然是頂級的手機圖像傳感器。當然，大底和RYYB所帶來的寬容度低、圖像偏色等問題在這顆傳感器上也存在，華為也是在經過三、四代手機的叠代，才逐漸解決了相關的問題。

由于第三方原因，導緻在華為最新旗艦P50 Pro上隻能采取折中方案，主攝傳感器的選用改為IMX766。但華為通過添加僅記錄明度信息的黑白鏡頭、多焦融合等方式，結合華為自身強大的計算攝影能力彌補了硬件上的不足，使得P50 Pro的影像能力依然不失頂級旗艦風範。這也讓我們更加期待未來華為旗艦在高端市場上的表現。

除了華為，另一家國産廠商小米近些年來在定制頂級傳感器方面也從未吝惜投入。無論是小米10 Ultra上的那顆來自豪威的OV48C（48MP、1/1.32")，還是小米12 Pro上的IMX707（RGGB版本IMX700），都獲得了不錯的市場反響；但最讓消費者們印象深刻的，還是随着去年小米11 Ultra一同亮相的S5KGN2。這顆GN2的尺寸為1/1.12"，5000萬像素，支持像素四合一。超大的傳感器尺寸帶來了超高的信噪比（SNR）表現，在信噪比計算過程中我們可以推導出一個大緻結論，即傳感器信噪比基本正比于邊長比，這也就是大底傳感器相比于小底傳感器擁有更好暗光拍攝能力的原因所在。在相同環境下大底可以獲得更高的亮度和更純淨的畫質。

就這顆GN2而言，其在ISO400下的畫質與IMX363（1/2.55")在ISO100下的可以達到同一水平。在對焦方式上，GN2支持三星Dual Pixel Pro技術，此技術也可理解為三星對全像素雙核對焦的升級方案。全像素雙核對焦采用将一個像素點進行切割的方式把一個像素點分為左右兩個光電二極管分别感光，由位置差異導緻的入射光線差異使兩個二極管接受的光線也有差異。比對所有像素的左右二極管接收的信息，依照相應算法便可得知準确的合焦位置。但由于所有像素均為單向切割，故傳感器也隻能檢測單向相位差，在另一方向上的對焦表現則比較一般。

▲小米是首個采用1/1.12英寸定制大底的手機廠商。

這裡就引出了三星的Dual Pixel Pro方案，三星對兩組綠色像素進行了方向不同的對角線切割，從而獲得檢測多方向相位差的能力，增強傳感器對焦性能。

▲三星Dual Pixel Pro技術示意圖。

在本文及上篇提到的包括IMX800在内的衆多傳感器中，它們大多數都采用了多像素合成技術，而且它們之中的大多數又是采用QuadBayer陣列的，所以我們在這裡以QuadBayer為例來講解采用多像素合成傳感器的成像過程。

手機像素本來隻能記錄光線明暗信息，所以傳感器也隻能記錄明暗信息，無法記錄色彩，此時，引入彩色濾光片陣列（CFA）就可以解決這個問題。

▲加入彩色濾光片陣列使得傳感器具有了記錄色彩信息的能力

最常見的拜耳（Bayer）陣列就是由rgb光學三原色的濾光片交替排列組成，由于人眼對綠色更敏感，所以綠色藍色紅色濾光片的比例為2:1:1，此時有了彩色濾光片的加入傳感器就有了同時記錄明度信息和色彩信息的能力。由于手機圖像傳感器面積較小導緻單像素面積較小。為了解決這一問題CIS廠商們就引入了QuadBayer陣列—以四個同色像素為一組将每組濾光片交替排列組成QuadBayer陣列，但由于手機的圖像處理芯片（ISP）是無法直接識别QuadBayer信息的，所以要先将QuadBayer信息轉化為手機可以識别的Bayer信息。

▲在默認模式下，各家機型大都以多合一模式輸出。

在常規模式（四合一）下，傳感器直接将同組像素四合一集合讀取，以合成後的大像素輸出Bayer RAW以提升信噪比獲得更好的暗光表現。而在高像素模式下，則要通過像素重排來實現圖像信息的正确輸出。目前市面上常見的支持像素多合一的傳感器已大都具備片上Remosaic功能，即直接在傳感器端完成通過線性插值将QuadBayer信息轉化為Bayer信息的過程，手機ISP直接接收可處理的Bayer信息。

過程如下：在QuadBayer陣列下的36個特定像素群中取四組16個綠色像素為一大組，通過在這些綠色像素中取平均值的方法算出剩餘20個像素的信息，以此将所有36個像素的信息值（綠色）計算而出，并将18個符合Bayer陣列的像素留下其餘的空出，此時可得一大組符合Bayer陣列排列的綠色子像素。紅色與藍色的算色過程比綠色多一步，要先以取平均值的方式将紅色/藍色計算為類綠色像素組排列的形式，此時重複綠色像素計算步驟，可得紅/藍子像素排列，将得到的三種像素排列結合即可得到一組完整的Bayer陣列的像素群，對傳感器上的全部像素群都這樣做即可得到完整的Bayer信息。更多像素合一的傳感器高像素模式像素重排過程也是一樣的，隻是計算量會更大。這一過程原理稍微有些複雜，讀者朋友們可以結合配圖進行理解。

▲在QuadBayer陣列下，所有紅綠藍色像素均以此規律排列。

▲綠色像素的QuadBayer 轉Bayer過程。

▲紅/藍色像素QuadBayer 轉Bayer 過程。

被迫與華為分家，蟄伏一年之後的榮耀在今年3月發布了旗下全新超大杯旗艦手機——榮耀Magic4至臻版。它最受市場關注的就是它全焦段強悍的影像能力。

▲榮耀Magic4至臻版首發了雙自由曲面6400萬超廣角攝像頭。

榮耀Magic4至臻版的主攝采用了一顆1/1.12"的5000萬像素超大底定制傳感器，達到了S5KGN2的相同規格，配合定制的8P F/1.6大光圈的高規格鏡頭，實現了等效1"大底配F/1.8光圈鏡頭的進光量。超廣角端則全球首發了雙自由曲面超廣角鏡頭鏡頭，在視角達到126°的情況下還能較好地控制畸變；手機一同搭載的還有一顆光譜增強攝像頭、3.5倍潛望長焦、8×8的dTOF和一顆Flicker傳感器，并為這套系統單獨搭配獨立影像芯片和獨家算法，實現全鏡頭參與全焦段融合，一舉沖上DXOMark拍照榜首位。在其他方面，Magic4至臻版也是全面拉滿，可以說是一部在各方面均無短闆的旗艦手機。

▲榮耀Magic4至臻版是一部十分全面的旗艦手機。

在5月發布的榮耀70系列上，榮耀采用了索尼新一代1/1.49"尺寸的5400萬像素IMX800大底傳感器，在拍照水平上比上代數字系列有了更強的實力。

vivo手機的銷量一直在國内名列前茅，不過早期它在線上的聲量不算太大。但在最近數年間，vivo的線上關注度有了明顯提升。其中一個重要原因在于vivo旗艦手機在影像拍攝領域的表現相當出色。近日發布的X80系列更是将vivo手機的拍攝水平拔到了一個新高度。

X80标準版主攝首發搭載了IMX866傳感器，Pro上則采用了定制傳感器GNV。GNV（1/1.3" 50MP）相較于前篇已有介紹故不再展開講解，而标準版的IMX866 反而值得說道說道。IMX866尺寸為1/1.49"，采用RGBW陣列，擁有5000萬像素，采用與一加10 Pro上IMX789相同的16:11畫幅，在拍攝照片時将畫幅裁切至4:3（此時有效尺寸為1/1.56")，在拍攝視頻時裁切為16:9，此舉的好處在于傳感器在視頻拍攝的同時可以利用自身盡可能多的像場，避免傳統傳感器在視頻拍攝時裁切導緻的視角變窄的問題，帶來更好觀感。

▲IMX 866應采用了基于QuadBayer 的RGBW 方案

IMX866像素具體排列方式基于現有信息可知：它采用基于QuadBayer的新RGBW的像素排列方式，即将四個同色像素中的兩個替換為白色。這樣做的好處是四合一模式下在不影響顔色通道的空間分辨率的同時提升了進光量，并順帶解決了傳統RGBW排列W像素易爆阱容的問題，但也正是因為這個原因使得它全像素輸出時會比傳統rgb更難還原出準确色彩。但無論是何種RGBW陣列，想要發揮其全部實力都對芯片算力和軟件算法提出更高的要求。

▲IMX 866在視頻拍攝時比傳統比例傳感器擁有更廣的視野。

vivo為X80全系搭配的自研V1 獨立影像芯片則可以很好地解決這一問題。與該系列搭配的還有蔡司的T*鍍膜和頂級鏡頭組。顯然，vivo對這一代X80系列手機寄予厚望，将它作為了開啟vivo下一個十年的裡程碑之作。

▲vivo X80全系搭載蔡司T*光學鏡頭和自研芯片V1 。

與vivo相似，OPPO在國内也是一直緻力于影像技術的研發。幾年前，OPPO重啟了Find X系列，該系列受到了來自線上線下兩個市場的一緻好評。除了積極探索未來手機的發展方向，Find X系列也肩負起了探索未來旗艦影像發展方向的重任。

在影像上首先為OPPO赢得贊譽的是Find X2 Pro，在它身上OPPO定制了一顆高素質主攝傳感器IMX689（1/1.43" 48MP），其在2020年便擁有了2×2 OCL（片上微透鏡）、雙原生ISO、12bit采樣等頂級傳感器技術。2×2 OCL技術相比于1×1與2×1 OCL等方案，它使四個像素處于同一微透鏡下，使得全部像素參與對焦，在大幅提高傳感器暗光對焦能力的同時，實現全像素全向對焦。在X2系列之後的兩代Find則踐行雙主攝戰略，手機上搭載兩顆IMX766分别作為主攝和超廣角的傳感器。

▲因采用懸浮防抖，Find X5 Pro的主攝模組要比同用IMX766的Find X3大不少。

▲OPPO系大量性價比機型搭載了IMX766，使預算不高的消費者也能用上影像不錯的手機。

這個方案的優點在于可以讓廣角與超廣角兩個焦段在成像質量、白平衡等方面較好的保持一緻。IMX766（1/1.56" 50MP)想必讀者朋友們也不陌生，它擁有2×2 OCL、DOL-HDR等技術，這些由于文章之前都有所講解故這裡不再贅述。目前，OPPO已經将IMX766向低價位機型大量下放，這有助于推動行業着力提性價比機型的拍攝水平，讓預算沒有那麼充足的消費者也能感受到手機攝影的樂趣。

▲主流旗艦圖像傳感器的實際尺寸對比。

可以看到，頭部手機廠商們在影像方面的投入是十分巨大的。可以預料，未來它們在這方面的投入還會持續增加，旗艦機比之今日的影像能力還會有大幅提升，這對我們消費者當然是一個好消息。得益于此，我們将更容易使我們手上的手機拍出高質量的照片，更為便捷地記錄美好生活中的精彩時刻。

看到這裡，相信讀者朋友對當前手機影響傳感器的發展進程和重要技術已有了更深入的了解。但紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。僅将這些手機們的紙面實力呈現給大家看是遠遠不夠的，我們将在未來為大家帶來多款旗艦手機的實拍效果，讓大家可以從中了解不同的硬件與調校将帶來怎樣的表現。頂級Android影像旗艦們和iPhone相比，到底更擅長哪些環境的拍攝。

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