科普時刻：手機攝影中的多合一像素，它究竟是什麼？

以三星 Galaxy S20 Ultra 為例，1.08 億像素主攝不僅可以拍攝出超過一億像素的照片，還可以在 1200 萬像素下實現三倍無損變焦。

在日常拍照時，係統將會以默認的九合一模式，也就是以 1200 萬像素進行拍照。這不禁讓我想起了同樣位列智能手機拍照第一梯隊，卻死守 1200 萬像素的 iPhone。

既然平時不會用上一億像素，是不是真的「徒增功耗」？或者「方向錯了」？

從高像素說起

至今為止，智能手機仍然沒有放棄對更高像素的追求。

進入數碼拍照時代後，照片是以像素為基本單位進行獲取、加工、保存和再現的。更高的像素意味著每次拍照能夠記錄下更多的信息，畫麵當中就會有更加豐富的細節。

△ 京瓷VP-210，圖片來源：FPT Shop

首款內置攝像頭的智能手機像素僅為 10 萬左右，也就是 0.1MP。第二年，這個數字達到了 0.3MP。

以現在的眼光來看，這個像素根本不值一提，它在當時已經是一個飛越，並且能夠拍出分辨率為 640x480 的照片。

△ 目前主流視頻網站依舊提供 480P 分辨率

諾基亞對於高分辨率的追求可謂瘋狂，曾經為了實現更高像素采用了單獨的圖形處理芯片。期間 Lumia 1020 的像素達到 4100 萬，已經與目前主流的手機攝像頭處於同一水平。

近些年，安卓手機也紛紛在高像素領域發力，4800 萬像素已經逐漸成為旗艦機主攝標配。今年雖然大多數廠商並不會用上一億像素，但大多也會集中在 4000 萬到 6000 萬像素。

「大底」來襲

攝影圈一直在流傳一句話：底大一級壓死人。也就是說相機的傳感器越大，理論上能夠獲得更好的畫質，這也是目前全畫幅相機廣受追捧的原因。

與相機相比，手機由於集成度更高，在傳感器麵積方麵有著天然的劣勢，這依然無法阻止廠家對於大底的追求。

以目前 DxOMark 排行榜第一的小米 10 Pro 為例，它采用的一億像素主攝傳感器三星 ISOCELL Bright HMX 的尺寸達到 1/1.33 英寸。時間回到兩年前，也就是我目前正在使用的小米 8 采用的索尼 IMX 363 尺寸為 1/2.55 英寸。兩年的時間裏，相機傳感器尺寸增加了 91.7%。

如果兩者的像素數量相同，小米 10 每個像素可以達到小米 8 接近兩倍的大小。更大的像素麵積意味著更高的進光量和更加純淨的畫麵，自然能夠輸出質量更高的照片。

蘋果 iPhone 11 Pro 的主攝僅為 1200 萬像素，也能夠拍出質量不錯的照片。除了蘋果自身的優化以外，「大底」自然功不可沒。

通過多合一實現大底

仍然以小米 10 為例，雖然它的主攝傳感器麵積比小米 8 高出 91.7%，像素數量增加了整整 8 倍。如果一直按照一億像素輸出，在不考慮其他技術影響的情況下，不僅單個像素的大小僅為後者的 21.3%，文件體積也會高出 8 倍。

這樣的結果就是照片的像素數量會增加，質量不一定好，而且文件體積會變得很大，確實有點「方向錯了」的意思。

通過四合一技術，在輸出 2700 萬像素照片的情況下，單個像素大小達到後者的 85.2，文件體積也僅增加 2.25 倍。

四合一技術因為涉及到像素合成，可以有效減少噪點，提高進光量，可以對畫麵的部分細節進行修正。配合兩年來在技術方麵的進步，小米 10 自然能夠得到更加出色的照片質量。

如果以三星 Galaxy S20 Ultra 為例，ISOCELL Bright HM1 同樣為 1.08 億像素，1/1.33 英寸，支持九合一技術。通過像素合成能夠實現輸出 1200 萬像素照片，與小米 8 最高分辨率相同。

Galaxy S20 Ultra 默認情況下拍出照片的單個像素比小米 8 高出接近一倍，配合三星的優化，成像質量自然吊打。

廠商為什麼還要采用多合一技術，而不是直接推出一款 1200 萬像素，1/1.33 英寸的傳感器？

我們是否需要高像素與多合一？

先不說高像素帶來的噱頭，以及配合像素合成技術，實際輸出的照片質量會更好。高像素傳感器至少還有以下兩個優點：無損變焦以及更高的解析力。

後者很好理解，108MP 傳感器拍出的照片，像素數量比 12MP 高出 8 倍。更多的像素會讓畫麵的細節更加豐富，也方便後期進行裁剪等處理。

無損變焦可以通過抽取像素的方式實現，例如九合一是通過將 9 個像素合成 1 個，從而得到一個像素更低的照片。通過無損變焦，可以直接抽取畫麵當中 1/9 的像素，獲得一張新的照片，因為沒有進行像素的放大與縮小，理論上並不會有畫質損失。

過高的像素目前仍然是噱頭大於實際。我們也要承認，有了多合一像素、無損變焦等技術的加持，高像素並不隻是廠家的噱頭。

這些技術你在大多數時間也許並不能體驗到。當你對黑板拍完照後，發現記錄下的板書更清晰，或者在對照片進行放大後畫麵依然清晰時，相信你也會感歎現在的手機攝影確實進步了不少。