从手机相机混战看手机摄像头的进步

互推小编 2023-10-27

Nokia 诺基亚 Lumia 1520智能手机

Panasonic 松下 Lumix LX3 数码相机

手机摄像头的成像质量在飞速进步，我们一直在用最大的热情关注，用最认真的态度拍摄样张，就是为了清楚的知道，手机摄像头的成像水平可以达到什么样的水准。在2年前，Soomal发布过一篇[Doc]Link=00004733[/Doc]，当时我们拿着一台诺基亚Lumia 1520和一台过气网红松下Lumix LX3相机对决，结果并没有难看，小底的Lumia 1520虽败犹荣。文章回溯了2011-2013年的样张，可以清晰的看到手机摄像头成像进步的脚印，也看到了传统的卡片机是如何一步步步入深渊的。文章结尾，我们还认为“手机摄像头已经脱离玩具的层次，开始变得越来越像个器材，再发展两年，1/2.3规格的感光器整体画质将不会比当年旗舰机型采用的1/1.63英寸的CCD差，还会有更多先进的光学技术还会引入到手机当中，手机摄像头还大有搞头”。

来一场对决

这两年，手机摄像头相关的技术没有止步不前，不但是“大有搞头”，而且是特别有搞头。1/2.x规格的感光器已经成为这两年中高级机型的标配。在完成微软Lumia 950XL和三星Galaxy S7 Edge的拍摄体验之后，我们觉得手机摄像头的画质已经不只是挑战1/1.63英寸规格的相机了，而是可以更高级的比较，我们想到了索尼黑卡RX100。

Sony 索尼 Cyber-Shot DSC-RX100 黑卡数码相机

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机

Microsoft 微软 Lumia 950XL 智能手机

[Doc]Link=00003265[/Doc]
[Doc]Link=00006394[/Doc] [Doc]Link=00006550[/Doc]

RX100是索尼的神来之笔，一包烟大小的机身内塞入了一颗1英寸规格的感光器，成为一代卡片机皇，此后逐年升级，现在是第四代。每一次升级，便调低上一代的价格，这四代便形成隔代几百到千元价差的局面，都有对应的用户群，所以这四代机型都处于在售状态，形成了四世同堂的奇观，从销售量来看，2000元价位的RX100是最受欢迎的，依然是主力机型。

Microsoft 微软 Lumia 950XL 智能手机-感光器的冗余设计示意

微软Lumia 950XL是微软接收诺基亚手机业务后发布的旗舰机型，采用了1/2.4英寸规格做得冗余设计，简单说，有部分感光器面积会被浪费掉，实际上真正利用的面积比真实的感光器面积要小。三星Galaxy S7 Edge采用的是1/2.5英寸规格的感光器，利用率100%。

RX100发布于2012年，两颗手机发布于2015年末或2016年初，两者在技术上并不是同时期的。RX100不能代表当前卡片机的最高水平，但它相比两款手机，在感光器面积上有6倍以上的压倒性优势。这样的对比安排，并不是不公平，我们想知道，手机用4年的时间，能不能消除感光器面积上的天然差距。

对比场景-实拍-颐和园十七孔桥守桥石兽-索尼RX100

制造商=SONY;型号=DSC-RX100;焦距=10毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F5.6;测光模式=模式;感光度=ISO125;白平衡=自动;对比度=标准;饱和度=标准;锐度=标准;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/640秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.05.17 01:21:00

对比场景-实拍-颐和园十七孔桥守桥石兽-三星Galaxy S7 Edge

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=26毫米;光圈=F1.7;测光模式=中央平均;感光度=ISO50;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/2680秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.05.16 13:39:20

对比场景-实拍-颐和园十七孔桥守桥石兽-微软Lumia 950XL

制造商=MICROSOFT;型号=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;测光模式=平均;感光度=ISO50;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=593/1000000秒;场景类型=标准;日期=2016.05.16 13:38:46;镜头=手动

对比场景-实拍-颐和园长廊-索尼RX100

制造商=SONY;型号=DSC-RX100;焦距=10毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F5.6;测光模式=模式;感光度=ISO125;白平衡=自动;对比度=标准;饱和度=标准;锐度=标准;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/500秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.05.17 03:43:30

对比场景-实拍-颐和园长廊-三星Galaxy S7 Edge

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=26毫米;光圈=F1.7;测光模式=中央平均;感光度=ISO50;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/1376秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.05.16 16:00:21

对比场景-实拍-颐和园长廊-微软Lumia 950XL

制造商=MICROSOFT;型号=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;测光模式=平均;感光度=ISO50;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1007/1000000秒;场景类型=标准;日期=2016.05.16 16:00:30;镜头=手动

对比场景-实拍-颐和园谐趣园-索尼RX100

制造商=SONY;型号=DSC-RX100;焦距=10毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F5.6;测光模式=模式;感光度=ISO125;白平衡=自动;对比度=标准;饱和度=标准;锐度=标准;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/320秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.05.17 04:37:39

对比场景-实拍-颐和园谐趣园-三星Galaxy S7 Edge

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=26毫米;光圈=F1.7;测光模式=中央平均;感光度=ISO50;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/1596秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.05.16 16:56:48

对比场景-实拍-颐和园谐趣园-微软Lumia 950XL

制造商=MICROSOFT;型号=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;测光模式=平均;感光度=ISO50;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=742/1000000秒;场景类型=标准;日期=2016.05.16 16:57:26;镜头=手动

更多样张请点击
[Doc]Link=00006604[/Doc]

我们在晴天场景中拍摄了10组对比。因为使用习惯以及被晒得晕头转向的缘故，Lumia 950XL有三张样张忘记设置成全自动，白平衡被设为晴天，其他参数全自动。Lumia 950 XL的EXIF信息中不记录焦距信息，导致镜头会被识别为手动，实际是是AF镜头。RX100设置为P档自动，结果光圈全被自动设置为F5.6，这个光圈值对解析力有利。Galaxy S7 Edge设置为自动模式。没有使用架子、滤镜等一切硬件外设。所有照片都是直出，并提供了原图，有兴趣的可以自行下载对比。

对比场景-实拍-兔儿爷A-索尼RX100

制造商=SONY;型号=DSC-RX100;焦距=10毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F3.5;测光模式=模式;感光度=ISO125;白平衡=自动;对比度=标准;饱和度=标准;锐度=标准;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/100秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.06.03 06:40:04

对比场景-实拍-兔儿爷A-三星Galaxy S7 Edge

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=26毫米;光圈=F1.7;测光模式=中央平均;感光度=ISO50;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/143秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.06.02 18:55:50

对比场景-实拍-兔儿爷A-微软Lumia 950XL

制造商=MICROSOFT;型号=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;测光模式=平均;感光度=ISO50;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=9191/1000000秒;场景类型=标准;日期=2016.06.02 18:55:55;镜头=手动

对比场景-实拍-首都博物馆-释迦牟尼像-索尼RX100

制造商=SONY;型号=DSC-RX100;焦距=10毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F2.8;测光模式=模式;感光度=ISO100;白平衡=自动;对比度=标准;饱和度=标准;锐度=标准;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/3秒;曝光程序=光圈优先;场景类型=标准;日期=2016.06.09 01:15:35

对比场景-实拍-首都博物馆-释迦牟尼像-三星Galaxy S7 Edge

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=26毫米;光圈=F1.7;测光模式=中央平均;感光度=ISO50;白平衡=手动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/4秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.06.08 13:34:06

对比场景-实拍-首都博物馆-释迦牟尼像-微软Lumia 950XL

制造商=MICROSOFT;型号=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;测光模式=平均;感光度=ISO50;白平衡=手动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=208347/1000000秒;场景类型=标准;日期=2016.06.08 13:34:40;镜头=手动

对比场景-实拍-国家体育场[鸟巢]-索尼RX100

制造商=SONY;型号=DSC-RX100;焦距=10毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F1.8;测光模式=模式;感光度=ISO100;白平衡=自动;对比度=标准;饱和度=标准;锐度=标准;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/5秒;曝光程序=光圈优先;场景类型=标准;日期=2016.06.03 07:46:40

对比场景-实拍-国家体育场[鸟巢]-索尼RX100

制造商=SONY;型号=DSC-RX100;焦距=10毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F1.8;测光模式=模式;感光度=ISO800;白平衡=自动;对比度=标准;饱和度=标准;锐度=标准;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/30秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.06.03 07:47:56

对比场景-实拍-国家体育场[鸟巢]-三星Galaxy S7 Edge

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=26毫米;光圈=F1.7;测光模式=中央平均;感光度=ISO500;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/10秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.06.02 20:06:39

对比场景-实拍-国家体育场[鸟巢]-三星Galaxy S7 Edge

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=26毫米;光圈=F1.7;测光模式=中央平均;感光度=ISO200;白平衡=手动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/4秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.06.02 20:10:49

对比场景-实拍-国家体育场[鸟巢]-微软Lumia 950XL

制造商=MICROSOFT;型号=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;测光模式=平均;感光度=ISO100;白平衡=手动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=501577/1000000秒;场景类型=标准;日期=2016.06.02 20:08:36;镜头=手动

对比场景-实拍-国家体育场[鸟巢]-微软Lumia 950XL

制造商=MICROSOFT;型号=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;测光模式=平均;感光度=ISO400;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=145089/1000000秒;场景类型=标准;日期=2016.06.02 20:08:43;镜头=手动

对比场景-实拍-首都博物馆-传统家居摆设-索尼RX100

制造商=SONY;型号=DSC-RX100;焦距=10毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F2.0;测光模式=模式;感光度=ISO500;白平衡=自动;对比度=标准;饱和度=标准;锐度=标准;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/25秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.06.09 01:26:50

对比场景-实拍-首都博物馆-传统家居摆设-索尼RX100

制造商=SONY;型号=DSC-RX100;焦距=10毫米;等效焦距=28毫米;光圈=F2.8;测光模式=模式;感光度=ISO100;白平衡=手动;对比度=标准;饱和度=标准;锐度=标准;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/2秒;曝光程序=光圈优先;场景类型=标准;日期=2016.06.09 01:31:53

对比场景-实拍-首都博物馆-传统家居摆设-三星Galaxy S7 Edge

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=26毫米;光圈=F1.7;测光模式=中央平均;感光度=ISO250;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/10秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.06.08 13:42:28

对比场景-实拍-首都博物馆-传统家居摆设-三星Galaxy S7 Edge

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=26毫米;光圈=F1.7;测光模式=单点;感光度=ISO100;白平衡=手动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/4秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.06.08 13:46:35

对比场景-实拍-首都博物馆-传统家居摆设-微软Lumia 950XL

制造商=MICROSOFT;型号=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;测光模式=平均;感光度=ISO200;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=78132/1000000秒;场景类型=标准;日期=2016.06.08 13:43:41;镜头=手动

对比场景-实拍-首都博物馆-传统家居摆设-微软Lumia 950XL

制造商=MICROSOFT;型号=LUMIA 950 XL;焦距=0毫米;等效焦距=0毫米;光圈=F1.9;测光模式=平均;感光度=ISO100;白平衡=手动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=188305/1000000秒;场景类型=标准;日期=2016.06.08 13:45:27;镜头=手动

更多样张请点击
[Doc]Link=00006665[/Doc]

在弱光场景中，我们也尽量使用自动设置，某些场景还使用了手动参数来拍摄以获得更好的画质。弱光场景一样提供原片下载。

色彩与白平衡、细节、HDR、测光及对焦

色彩与白平衡

晴天拍摄当天，天气好得不像在北京，Galaxy S7 Edge提供了最准确最接近肉眼所见的发色，饱满沉稳，而Lumia 950XL风格则是鲜艳明快，发色夸张，但颇为讨好，也有不少人认为有点鲜艳过度。RX100 成像观感偏冷，在多组场景对比中，都能看到这种趋势，偏冷的原因是因为“正确的白平衡”，即便阳光下的白色的物体，也会还原成白色，这样的白平衡不能说错，但观感上会中性偏冷。到了弱光场景，仍旧是Galaxy S7 Edge表现更为稳定，而Lumia 950XL在复杂光源下容易出现偏品红的发色，而这种倾向对观感不利。RX100依旧稳定的中性偏冷。

细节表现

在细节表现上，Galaxy S7 Edge要处于下风，即便是和Lumia 950XL比也是如此，这可能是算法导致的损失，在[Doc]Link=00006550[/Doc]一文中，我们指出Galaxy S7 Edge存在一种奇怪的失真，这种失真很可能是镜头矫正算法过度导致的，它可能导致像素重排，进而导致细节损失。Galaxy S7 Edge的锐化痕迹也是最为明显的，100%观看也是画面颗粒感最强的。Lumia 950XL 同样存在机内后期锐化的迹象，不过没有Galaxy S7 Edge明显，细节表现明显优于Galaxy S7 Edge，晴天场景的细节不逊甚至优于RX100，弱光下稍逊RX100，主要输在质感，Lumia 950XL弱光下的质感欠佳，有扁平趋势。RX100的成像没有明显的后期锐化处理，我们拍摄的样张，仅仅使用了广角端，在手动设置环节，我们都尝试缩小光圈，不用最大光圈拍摄，通常来说，最大光圈不是最佳光圈。去掉Lumia 950XL加锐化的影响，RX100在细节上也不占优，这倒不是RX100不好，是手机摄像头在数字和光学部分都有了长足的进步。

自动的HDR

Galaxy S7 Edge和Lumia 950XL 都有系统自动控制的HDR，关不掉，属于机内后期的一部分，虽然它们还可能单独提供了HDR选项，那是额外的。这也是这几年的新趋势，三星微软苹果都在这么尝试，主要是为了改善宽容度。其中Lumia 950XL的自动HDR是最为明显的，它在晴天大光差的场景中效果拔群，能做到看着不那么假的动态提升，但在很暗的弱光场景，算法还有待改善，它对暗部的提升会造成画面发白，影响质感和对比度。Galaxy S7 Edge比较保守，可能是算法的差异，Galaxy S7 Edge的暗部噪点偏多，这也可能是不敢把开得太明显的原因，这种保守的做法，对材质质感表现的影响不大。

多帧HDR的祖师爷就是索尼，RX100有两种方案扩展宽容度，一种叫DPO，即动态范围优化，一种叫自动HDR，区别是单帧和多帧，其实现在都统称为HDR了。我们使用的是自动DPO，为什么不使用多帧的自动HDR，因为RX100是三帧合成，每秒最大帧率是10FPS，也就是说，启动自动HDR最快也需要0.3秒，如果在弱光下，这个时间会越久，拍完之后还有合成过程，需要等待数秒，这样的体验谈不上好，所以我们还是选择了DPO模式，DPO和普通拍摄没有什么区别，但效果确实也不是很明显。RX100的自动HDR瓶颈在感光器帧率和处理速度，这和当前的手机相比，已经非常非常落后，而且手机还有更好的合成方案。

测光

不管什么场景，RX100的测光是最保守的，相机一贯保守，这与发烧友遵循的宁欠勿过的曝光原则有关。而手机摄像头的曝光越来越智能化。

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机-实拍-墙上的雕塑

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=27毫米;光圈=F1.7;测光模式=中央平均;感光度=ISO160;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/25秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.04.07 13:22:43

Samsung 三星 Galaxy S7 Edge智能手机-实拍-雕塑

制造商=SAMSUNG;型号=SM-G9350;焦距=4毫米;等效焦距=27毫米;光圈=F1.7;测光模式=中央平均;感光度=ISO125;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1/50秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2016.04.07 13:24:53

现在手机测光的趋势是结合场景识别，这是我们在测试Galaxy S7 Edge时的一个场景，这种白色占据绝大部分区域的场景，如果使用传统的测光方式，很容易偏暗，具有经验的拍摄者通常会在增加曝光补偿，而现在有部分手机可以做到自动完成。手机有着更强大的计算能力，测光方面做得更加易用并不是问题。当然，现在手机也做不到所有场景全部傻瓜测光，所以，还有进步的空间。

对焦

RX100的对焦性能现在看已经有点落后，一是速度，它没有这两款手机快，这两款手机的感光器都具有相位对焦的能力，而RX100也没有松下那样非常拔群的反差式对焦速度，不管是弱光还是强光下，RX100的对焦速度都是本轮对比中最慢的。二是适应性，在博物馆拍摄，RX100是比较吃力的，会出现对焦迟疑甚至迷焦的现象，而这两款手机表现相对好。特别值得一提的是Galaxy S7 Edge，它的对焦速度和精度在手机中是属于顶尖水平，相比同时期的相机，它的对焦速度也是非常出色的。这些进步与硬件和软件都有关系。

谁是最佳？

其实这轮PK，我们压根就没想找出谁是最佳。我们的关注点是，手机能不能做到一寸大底相机的初代水平，通过这轮对比，可以看到，RX100并不具备压倒性的优势，这已经出乎很多人的意料。手机感光器技术的大幅进步以及手机厂商对算法的开发，让手机能做到以小博大，两款手机都存在短板，这也意味着，手机还可以提高。有部分相机党读者指出相机的变焦优势，但小体积相机优势竞争力也就这些了。

现状

2015年度数码相机出货量表单

CIPA制表

2015年度可换镜头数码相机出货量表单

CIPA制表

实际上，这几年相机行业在持续的下滑，非常不乐观，卡片机已经连续下跌多年，可换镜头系统，也在开始下跌，这不能简单的用经济环境不好来解释这背后，却是手机摄像头技术的突飞猛进，它不只是威胁卡片机了。这场对比的结果应该能够稍稍解释一下这种市场情况。

手机的进步并不是老法师们关注的，而突然有一天用手机拍出了一张不错的片子的时候，老法师往往会大惊小怪的激动一番，现在接受手机的老法师们越来越多，但更多的还是将手机摄像头当做玩具。推动进步的，还是各种不懂行要求高的变态消费者，还有不断推陈出新的感光器厂商索尼，还有埋头精研算法的码农们，也有像Soomal这样关注手机摄像头进步的真爱好者。

未来

主流的移动用感光器尺寸大概不会继续增长了，但硬件还有提升空间。除了提供更高的带宽之外，还有令人期待已久的曲面感光器，更强大的图像处理器，硬件的进步还没到头，但决定谁是一线阵营的，是算法。

多帧，是小感光器的未来，多帧可以扬长避短，扬计算能力的长，手机对相机有着毫无争议的暴力计算优势，避感光器小的短，多帧合成是未来，这是明确的技术方向。双摄像头甚至多摄像头，本质上也是多帧的一种，我们同样也看好这类技术的发展，虽然现在发展还很不够。多摄像头有望解决无法变焦的问题，也有望解决景深的问题[当然不是华为那种方案]。

场景的识别与优化也是个方向，人脸识别并美容就是其中的一个例子，起初是识别人脸并自动设定对焦点，后来发展出自动开启美容模式，结果发现大老爷们也粉粉嫩嫩了，于是又增加了男女脸的识别，男人脸继续保持粗糙，后来又加入娘炮向美少年的支持，他们也要美容。这是个例子，持续的优化才能做好。生活中的场景太多，没有一种拍摄模式能够应付所有，针对主要和不主要的拍摄场景进行持续的优化，才能满足业余爱好者的需求。

拍照识花APP

从手机相机混战看手机摄像头的进步

相关文章