[淺談]為什麼手機的感光元件這麼小,仍然不斷的再提升畫素

前言

手機的感光元件, 遠遠不如單眼相機甚至較專業型的DC

但卻不停的再增加畫素的數量, 其用意為何呢? 我想答案以下可以揭曉

感光元件大小的影響?

大家都知道, 手機的感光元件這麼小, 又分割成這麼多的畫素後

其畫素的大小, 一定遠小於單眼相機

而感光原件最主要的工作就是"將光的訊號, 轉換成電的訊號"

畫素越大, 所收集到的光就越多, 轉成電的訊號就越強

反之, 畫素越小, 所收集到的光就越少, 轉成電的訊號就越弱

當夜拍的時候, 電訊號變弱, 其雜訊干擾大於正確的訊號時, 就會顯示出錯誤的顏色

這也是為什麼在螢幕上會看到花花綠綠的雜訊

為什麼手機的感光元件小, 卻要一直不斷的增加畫素呢?

其原因, 昨天在看完zealer的Nokia 1020評測後

有一個很有趣的觀點, 而這個觀點, 也是目前各大手機廠所努力的目標

答案就是"無損變焦"

何謂無損變焦呢?

變焦不外乎就是光學以及數位變焦兩種, 而光學變焦需要較複雜的光學鏡片所組成

所以說為什麼一般的變焦鏡都會比定焦鏡來大得多

而光學變焦這種結構, 要做在目前以"輕薄"的手機前提下, 幾乎是不可能的任務

因此, 各大品牌廠皆轉向以數位變焦為主

然而甚麼是數位變焦呢?簡單講, 就是"局部放大"(通過數位相機內的處理器,把圖片內的每個象素面積增大,從而達到放大目的。)

然而, 當畫素不夠時, 局部放大就會造成畫質大量下降, 如下圖所示

由於nokia 1020為4100萬像素, 當使用三倍的數位變焦後

輸出至五百萬像素, 每個像素都還是能1:1的對應到

而Iphone 5S, 本身畫素為八百萬畫素, 當三倍的數位變焦後, 只剩下其中的幾分之一

因此畫面看起來變得模糊許多

這也是為什麼手機廠, 在這麼小的感光元件裡, 要塞下這麼多畫素的原因之一

[淺談]為什麼手機的感光元件這麼小,仍然不斷的再提升畫素

[淺談]為什麼手機的感光元件這麼小,仍然不斷的再提升畫素


總結

科技不斷日新月異, 而在手機產業這麼快速的生命週期的循環下, 又更特別的明顯

不斷的推陳出新, 每半年就推出一隻新的旗艦機

更能讓消費者確實的體會到"早買早享受, 晚買享折扣"的道理

以上廢話有點多, 我們還是來看看高畫素下的優缺點吧

優點:

照片細節多, 當你需要後製與裁切時, 就能體會到這句話的涵義了

就算利用數位變焦, 輸出成五百萬畫素的影像檔時, 正常使用上依然足夠

[淺談]為什麼手機的感光元件這麼小,仍然不斷的再提升畫素

缺點:

由於畫素較小的關係, 在昏暗的環境下, 使用數位變焦時, 造成雜訊過高的問題有待解決

另外, 在不變焦時, 各家提高畫素後, 也有相對應的solution, 由於主題不同

我放在第二樓

[淺談]為什麼手機的感光元件這麼小,仍然不斷的再提升畫素

以上圖片皆是擷取zealer影片內容, 網址如以下, 有興趣可以看看

Nokia果然還是手機的相機王者

http://www.youtube.com/watch?v=TVC_UVn8a8k
同樣的一張紙, 劃分成四百等份與一千三百等份

當然是四百格所等分下來的面積比較大, 也就是pixel比較大

面積比較大有何優點呢? 在低光源下, 受光量比較多

而所謂的感光元件就是把光的訊號轉成電的訊號

當受光量較多的時候, 相對的電的訊號強度也夠強

影像處理IC接受到電訊號後, 會將電訊號轉成螢幕可接收的訊號

因此反應到螢幕上時, 當訊號夠好, 就會有正確的顏色

然而當雜訊大於電訊號時, 感光元件就會傳遞錯誤的訊號,

螢幕也會顯示出錯誤的顏色, 也就是所謂的畫質差

但其實在低光源下改善的方式有很多種, 下列幾種是目前各款相機中所應用在低光源環境下

所提供的解決方法:

1.增加感光元件大小(目前各家皆有)

2.減少畫素(hTC)

3.增加防震能力, 使可用快門範圍增加(nokia)

4.利用演算法以及重複取像, 演算出正確的訊號(Samsung S4)

5.增加ISO的可用範圍, 利用硬體以及演算法消除雜訊

以上這幾種方法, 只有hTC因為要配合ZOE的功能

因而降低解析度來達到較好的夜拍效果

==========================關於1020以及new PFI=========================

Nokia 1020 相機規格:
配備 1/1.5 吋 4,100 萬畫素 PureView BSI CMOS 相機,具備 OIS 光學防手震、自動對焦、氙氣閃光燈、LED 錄影補光 / 對焦輔助燈,可拍攝 3,200 萬畫素 16:9 照片、3,800 萬畫素 4:3 照片,或 500 萬素的「超像素採樣」照片,並支援 3 倍無損變焦。
http://www.sogi.com.tw/mobile/articledetail.aspx?topic_id=6216187

ASUS New PFI:
1,300 萬像素相機與光圈 f/2.0 鏡頭組現在迎來全新的軟件拍照能力。除了重新編排軟件拍照版面,搭載全新 Pixel Master 功能帶來高感光和連拍能力。被稱為「Hight-Light Mode」的模式能以 300 萬像素輸出提供普通行動相機四倍的感光能力。
http://chinese.engadget.com/2013/09/17/asus-new-padfone-infinity-tw/
好文,拜讀了。

感覺文章未盡,希望早點看到相關後續。謝謝了!
方偉 wrote:
這也是為什麼手機廠, 在這麼小的感光元件裡, 要塞下這麼多畫素的原因之一

總覺得有點似是而非~倒果為因~正確的資訊裡面混雜著錯誤的觀念~

說的讓我覺得就算感光元件一樣大~畫素越多~數位變焦就會越清楚一樣~

事實上就是感光元件越大越好~與畫素關係不大~畢竟那是可以調整的~

發文前先爬文做好功課有助於"問一個好問題",讓別人更快回答你,節省大家時間~
unnerv wrote:
說的讓我覺得就算感光元件一樣大~畫素越多~數位變焦就會越清楚一樣~


在足夠的光線環境下, 這個條件的確成立

光線不足的話, 就會顯得模糊

另外感光元件越大當然越好, 但相對應的光學鏡頭也要跟著變大

與手機的輕薄目標相衝突

不過這也depend on 各家廠商的設計功力

不知道您所謂的錯誤觀念在哪?
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