哪款手机用哪个？相机传感器型号及参数作用解析

哪款手机用哪个？相机传感器型号及参数作用解析

手机摄像头系统由镜头、传感器、光圈和ISP（图像信号处理器，一般集成在SoC中）等部件组成。 结合软件算法，这几点的优劣基本决定了一款手机的拍照性能。 在硬件方面，由于尺寸和成本的限制，手机的镜头和光圈无法玩出花样，传感器的重要性就更加凸显了。 由于成本、产品定位和外观设计（摄像头凸起）的考虑，手机厂商会在不同的机型上采用不同的图像传感器。 本文将介绍主流传感器的参数，参数对成像的影响，以及用在哪些手机上。

传感器参数的含义

有效像素、传感器尺寸和（等效）单位像素尺寸是手机摄像头传感器的核心参数。

传感器尺寸有什么影响？

忽略软件算法和其他因素，传感器尺寸越大越好。 因为传感器尺寸决定了捕获多少光。 拍照时，传感器上的每个像素都记录着“光线信息”，传感器尺寸越大，意味着信息越丰富。 这也意味着“大底”传感器可以带来更高的动态范围、更广的ISO范围和更少的噪点。 直接的表现就是在明暗条件复杂的场景下有更好的曝光和细节还原，暗光环境下有更好的曝光和噪点控制。 如果能在暗光、明暗条件复杂的场景中表现出色，那么手机在其他场景下的表现也不会差。

摄像头传感器（来源：网络）

另外，在其他参数和拍摄条件（距离）一致的情况下，传感器尺寸越大，物理背景虚化效果越好。 无论算法产生的模糊照片有多好，它们都不如物理模糊那样自然。 大多数手机传感器都很小，因此您只能在非常近的距离拍摄具有物理散景的照片。 松下DMC-CM1是传感器尺寸最大的手机。 1 英寸的传感器可以在不太近的距离拍摄出美丽的物理背景虚化照片。

具有自然效果的非模糊模式下的物理背景模糊

那么，在其他参数（镜头焦距）和拍摄条件（距离）一致的情况下手机传感器，传感器尺寸越大，成像角度越大。 对于小型传感器设备，需要具有更宽视角（更短焦距）的镜头才能获得合适的视角。

Lumia 1020 有一个突出的摄像头凸起，1/1.5 英寸传感器比 99% 的手机都大

大尺寸传感器的缺点是它们占用大量空间。 因为不仅传感器本身很大，而且大尺寸的传感器还需要大尺寸的镜头来覆盖。 如果镜头和传感器都很大，那么手机的厚度和摄像头凸起的体积必然会增加，同时也会占用手机其他部分的空间。 选择什么尺寸的传感器一直是手机厂商的权衡。

单位像素大小有什么影响？

单位像素的大小决定了传感器的感光能力。 尺寸越大，弱光拍摄能力越好。 最直观的表现就是噪音水平。

单位像素大小=传感器宽度/照片分辨率宽度

从公式可以看出，有效像素、传感器尺寸和单位像素尺寸是相互影响的。 如果一个传感器的单位像素尺寸很大，那么它的传感器尺寸一般不会小。 但是，某些传感器像素太高。 这时候无论传感器体积有多大，都无法避免单位像素尺寸变小。 此时会使用四合一像素，将一个大像素与四个小像素合成，将像素数量减少到原来的四分之一。 尽量使用足够大的等效单位像素尺寸来弥补小像素感光度不足的缺点。

有效像素有什么影响？

有效像素越大，分辨率越高，照片细节越清晰。

4800万像素放大更清晰（来源：SONY）

但是，由于大像素会导致单位像素尺寸变小，所以在光线不佳的场景下，高像素照片的噪点会相对明显。 目前解决高像素传感器弱光噪点的方法就是刚才提到的像素四合一，下文将介绍采用该技术的传感器。

主流机型参数一览

索尼和三星在智能手机图像传感器市场占据主导地位，其中索尼的市场份额最大，几乎所有主流手机都配备了索尼传感器。 下图为2015年之后（不含2015年）发布的主流手机搭载的摄像头传感器的主要参数。

各种传感器的手机有哪些？

手机厂商会根据产品定位、主要功能、产品设计和供应链情况，确定产品选用的传感器型号，并匹配相应的软件算法。 看完了主要参数，我们再来看看参数表中有哪些机型使用了相机传感器，以及传感器的总体表现。

属于高端传感器，主要应用于2017年的旗舰机，如谷歌Pixel 2系列、努比亚Z17S、vivo和HTC U11等，但由于竞争激烈，很多中端手机也配备了，如魅族 M15、魅族 E3、华硕 3 Zoom 和 Moto Z2 Play。

努比亚Z17S

谷歌Pixel 2系列在2018年前三季度称霸手机拍照，虽然谷歌的算法功不可没，但也从侧面证明了其优秀的品质和不小的潜力。

是的，是升级版，主要参数是一样的。 同时，它也是2018年最为人熟知的传感器，因为目前大部分旗舰机或者擅长拍照的手机都配备了它，比如谷歌Pixel 3系列、小米8、vivo NEX 、坚果 Pro 2S 和诺基亚 X7。 其中，最后两款是主打拍照的中端机，进一步体现了厂商对高端传感器下沉策略的肯定。

坚果 Pro 2S

刚刚提到的这几款机型在相应的价位上都提供了顶级的拍照能力，其品质也值得肯定。

三星一直有找索尼为其旗舰定制相机传感器的传统，也就是为三星S8系列定制的传感器，后来被Note8采用。 在三星算法的加持下，也展现出了强大的实力，尤其是像夜视仪一样的夜拍。

三星Note8

从主要参数来看，和，一样。 索尼对三星S7系列的定制与和有着千丝万缕的联系。 虽然新的传感器通常性能更好，但这些在不同时期问世的传感器仍然有很多共同的基因。

是三星让索尼为S9系列定制了三层堆叠传感器，然后照例给到了下半年的旗舰Note9。 传感器本身的质量非常出色，但它最大的亮点是内置的 DRAM。 DRAM是动态随机存取存储器，类似于电脑上的内存和显卡的显存。 在摄像头传感器上，加入DRAM的目的是为了实现更高帧率的视频录制。

三星W2019采用与Note9相同的摄像头

借助DRAM，三星S9系列和Note9可以实现720P分辨率的超级慢动作视频。

在三星S9系列和Note9之前，索尼已经拥有两代可以拍摄超级慢动作视频的手机。 索尼XZ2系列和XZ3可以实现1080P分辨率的超级慢动作视频录制。 这都要归功于全球首创的手机内置DRAM的三层堆叠传感器。

传统的背照式传感器有两层：照亮像素和信号环路处理，在这两层之间添加了 DRAM 层。

从2017年2月开始，索尼发布了八款手机，分别是XZs、XZ、XZ1、XZ1、XZ2、XZ2、XZ2和XZ3，均采用传感器作为主摄像头。

索尼XZ2

从参数上看，传感器的尺寸比上面提到的高端传感器要大，但由于像素尺寸高，传感器的单位像素尺寸并不占优势。 整体来说性能还是很强的，也算是索尼自家机型的小火炉了。

它是2016年规格最好的传感器，使用它的手机有当年霸榜的谷歌Pixel系列和性价比旗舰小米5S。 和2015年的一样，它也被应用到手机以外的其他设备上，比如刷卡机。

可以看作是升级版，两者的参数是一样的。 与相比，它拥有与索尼相同的大底和更高的单位像素尺寸，性能非常强大。 从手机的成像能力来看，确实是综合性能最强、开放使用的高端传感器。

魅族15

搭载它的代表手机有魅族15系列、魅族16th系列、魅族16X和华为P20。 所有这些手机都以其价位提供一流的相机体验。

它由华为和索尼联合打造，旨在确立手机拍照的领先地位。 1/1.7英寸的传感器尺寸仅比“上古时代”的诺基亚808、Lumia 1020和松下DMC-CM1小，是当代最主流的手机。

P20 Pro和Mate 20 Pro可以直接拍出40兆像素的照片（分辨率7296 x 6472），但由于此时的单位像素尺寸只有1微米，所以40像素模式只适用于光线充足的拍摄环境.

幸运的是，这两款手机还具有 10 兆像素模式（默认启用）。 在拍摄 10 兆像素（分辨率 3648 x 2736）照片时，四合一像素技术将带来 2 微米等效单位像素尺寸。 不理想时的最佳性能。

华为P20 Pro

就实际表现而言，华为P20 Pro和Mate 20 Pro无疑是顶级的。 可惜被华为垄断了，不然我们可能会看到其他厂商算法带来的不同效果。

它是目前最火的传感器，延续了华为垄断的思路，将大底、高像素、像素四合一技术开放给其他厂商。

荣耀V20

1/2英寸的传感器尺寸只是比较小，像素四合一带来的1.6微米等效单位像素尺寸也很给力。 如果调教得当，手机史上最高的4800万像素可以带来高分辨率（光线充足的情况下）。

目前搭载的手机有华为nova 4和荣耀V20。 小米在不久前的发布会上也表示，年后发布的红米Note 7 Pro将采用这颗CMOS。

它是OPPO和索尼定制的传感器。 它首先在OPPO R15上推出，随后出现在OPPO Find X、OPPO R17、 6和 6T上。 传感器参数一般，但经过良好的优化后，符合产品定位的成像质量在这些机型上依然呈现。

一加6

它是许多模型使用的传感器。 由于性能不佳，被魅族15系列、魅族16系列等多款机型用作后置摄像头的副摄。

也曾被当成主摄，但这并不代表主摄手机拍不出好照片。 从市场表现来看，两三年前刚被采用的时候，结合优秀的算法，可以拍出达到当时旗舰拍照手机标准的照片。

它由索尼为魅族定制手机传感器，2016年在魅族MX6上率先推出，之后也开放给其他厂商使用。 搭载机型包括魅族Pro 7系列、魅族MX6、小米MIX 2、小米6、小米Note 3、坚果Pro 2等，多为中高端机型。 与不起眼的规格一样，性能并不出色，但也不差。

魅族MX6

而且是近亲，表现基本一致。 搭载的机型有小米6X、华硕Max Pro M2等，这两款都是2018年的优质千元机。

小米6X

虽然参数平平，是文中采用像素四合一技术的三款传感器之一，但合体之后，像素变成了500万。 所以基本都是作为后置摄像头的第二摄像头或者前置摄像头，比如小米6X（后置第二摄像头）、魅族15系列（前置）。

它是文中参数最差的传感器，但也是最有趣的。 因为最著名的使用传感器的手机是旗舰手机——LG V30和LG G7 ThinQ，它们对标三星的S/Note系列。 不过出乎意料的是，LG G7 ThinQ的拍照能力还是相当不错的，可见算法的重要性。

左：LG V30，右：LG（来源：）

其他配备传感器的手机包括 HTC U Play 和 ASUS 4 Pro（辅助摄像头）。

传感器只是相机性能的一部分

虽然上面说了这么多传感器规格对成像的影响，但是大家还是要明白，决定手机成像效果的因素有很多。 比如ISP，防抖，光圈，镜头，还有软件算法等等，其中软件算法影响很大（算法的力量：如何让3岁的手机比今年的旗舰还好）。 假设一部手机拥有一流的传感器，但软件算法却很差。 那么这款手机就无法充分挖掘传感器性能，最终的成像效果只能算不错。 反之，在顶级拍照算法的加持下，传感器性能稍微好一点的手机也能拍出顶级照片。 因此，传感器只能决定手机拍照性能的上下限，拍照性能的最终高度取决于算法。