小米发布了一款有1亿像素的概念型手机，没错，是“概念型”。当然，这不是重点，重点是小米都1亿像素了，而今年的新款iPhone摄像头最高像素还是只有1200万，对比不可谓不强烈。

很多人说，“敢用iPhone拍脸的人，都是对自己颜值非常自信的人。”换句话说，就是在各大手机厂商叫嚣着自家手机拍照性能可以比肩单反的当下，iPhone毫无竞争力，毕竟它已经在1200万像素关口停滞数年不前了。

但iPhone拍照真的有那么差吗？像素又真的是决定拍照性能的唯一因素吗？弄清楚这些问题之前，我们先来聊聊像素对于拍照的重要性。

有关像素的那些事

· 什么是像素？

某百科中对“像素”的描述是这样的：

“像素是指由图像的小方格组成的，这些小方块都有一个明确的位置和被分配的色彩数值，小方格颜色和位置就决定该图像所呈现出来的样子。”

这么说可能有些晦涩难懂，我们可以看看下面这张图：

以一个方格为单位，很明显，左边图像的像素点比右边要少很多，反映到最终成像上，右边图像的清晰度更高，连花瓣上的露水都清晰可见。简而言之，理想状态下，像素越高成像越精细，这也是各大手机厂商争相追逐高像素的主要原因。

但提升像素并不是一件简单的事情，这第一道关卡，便是要让图像传感器有足够的图像解析能力。而这方面的关键技术，常年被三星和索尼，或者说索尼一家垄断着。

· 索尼与三星之争，从CCD到CMOS

作为拍照设备的基础硬件，现今图像传感器中最常见的便是CMOS，而我们通常所说的XXXX万像素像头中的“XXXX万”指的就是CMOS上的光电感应元件的数量。

但其实一开始，拍照还仅存于相机领域时，CCD的应用更为广泛，而索尼就是这方面绝对的龙头老大。早在1969年，在贝尔实验室发明出CCD时，索尼便快速入局了。

无论是独创正孔蓄积层推出HAD感测器并应用到可变速电子快门产品中，还是为了创新性的在每个感光二极管前装上微小镜片，又或是推出SUPERHAD CCD技术奠定了CCD基本技术基础，凭借超大规模集成电路工艺技术的应用，索尼相关产品的像素集成度、成本控制等在业内均位居前列，在市场上也是一骑绝尘。直到2007年前后，手机对图像传感器需求大增之后，局面才有了变化。

一直以来，三星都很努力的想在拍照领域大展拳脚，但始终都不具备大规模生产CCD的能力。而随着智能手机的普及以及市场对拍照需求的提升，能输出数字信号、工艺简单、功耗和成本更低的CMOS便成为了首选之项。

相较于CCD，虽然CMOS在感光和图像分析处理上稍弱，但手机毕竟不是专业相机，要求没那么高，三星也正是看中了这一点，快速补足此前落下的工艺及产能问题，大规模生产CMOS，加之自家智能手机在市场上表现良好，二者加成竟让它有了后来者居上的架势。

当然，索尼也不是后知后觉者，早在2007年便发布了旗下首款Exmor传感器，不仅内置ADC（模数转换器），还是在小尺寸传感器下实现的，顺利拿下了CMOS市场的“准入证书”。2008年，该公司又推出了采用BSI（背照式）技术的Exmor R传感器，成功打入手机市场，拿到了iPhone 4s的订单。

而三星虽然基础弱、入局时间晚，但凭借着自己在半导体产业的优势， 赶在2017年CMOS市场彻底爆发之前，推出了ISOCELL图像传感器直指索尼Exmor；2018年还推出了1600万像素ISOCELL Slim 3P9，不仅即插即用式，且支持四像素合一；今年又首发了6400万像素传感器GW1，以及推出1．08亿像素数图像传感器，最新的4370万像素传感器ISOCELL Slim GH1的单位像素更是只有0．7μm。

如此看来，在技术上三星似乎已经先于索尼了。但产品好不好，用了才知道。

像素飞涨的背后，是手机厂商急功近利了吗？

可以看到，在拍照性能越来越受重视的当下，高像素已经成为了消费者购买手机的重要择选标准，几乎所有的手机厂商都在这方面卯足了全力。但其实早在2010年，乔布斯就曾表示，“许多手机厂商利用广大消费者对照片成像原理知识漏洞，在手机拍照上主打高像素，但手机拍照性能高低，像素只是影响要素之一而已。”

这里有个对比：

2011年小米发布旗下第一款手机时，后置的是800万像素摄像头，而它今年年初发布的小米9，后置主摄已经提升至4800万像素；

同样在2011年苹果发的iPhone 4s后置的也是800万像素摄像头，但它刚刚发布的新机iPhone 11后置像素却只有1200万。而且从2015年iPhone 6s采用1200万像素摄像头至今，iPhone在这方面已经5年没有升级了。

同样是8年时间，小米将像素提升了6倍，而iPhone只翻了一番，难道苹果不如小米？其实并不完全是这样。

摄像领域有句行话说，“底大一级压死人”，通俗解释就是“在像素相同的情况下，更大尺寸的传感器每个像素接收到的光线就越多，拍照效果则更好”。反映到手机摄像头上，就是CMOS面积越大，拍照性能越好。而iPhone摄像头像素5年没有变化，拍照性能却越来越好，就是因为在CMOS面积上做了多次升级。反应到摄像头外部特征上，最直观的便是光圈越来越大。

以前几代的iPhone为例，iPhone4／5使用的均是索尼IMX145，CMOS面积为1／3．2，单位像素为1．4μm；到iPhone 6s，使用的则是索尼为其全新定制的IMX315，CMOS面积为1／3，单个像素面积提升到了1．22μm，光圈为f／2．2；iPhone X的CMOS则最小为1／2．6，其中广角镜头光圈有?／1．8。

也就是说，苹果一直在致力于提升单个像素质量，例如每个像素光线的摄入量以及色彩深度的协调性等。而小米方面，从小米8到小米9，摄像头像素数直接从1200万翻成了4800万，但有知乎网友称，实际拍照效果却是小米9的涂抹感严重，锐度也不如小米8，在最新的DxOMark排名中，也仅为全球第七。

而今天发布的MIX Alpha所搭载的1．08亿像素级CMOS，尺寸虽然高达1／1．33，大像素却只有1．6μm，也就是说，单个像素质量实际上并没有达到1亿像素该有的水准。

实际上，即便是全画幅相机，CMOS尺寸都至少是手机的10倍以上，更不用提包括富士、哈苏的等也都曾推出过像素仅有5000万的产品，手机摄像头一下子上亿级像素，确实有些匪夷所思。

当然，和像素一样，CMOS面积也仅是影响拍照效果的重要因素之一，提升拍照性能还有很多其他途径可走，比如一直卡在“4000万关口”的华为，就是在滤镜上下了很大的功夫。

像素之外，我们还能做些什么？

今年3月，华为高调发布了一款号称可以“随手一拍，九天揽月”的P30手机，后置“4000万像素主摄＋1600万超广角摄像头＋800万长焦摄像头”，最大的亮点便是首创全新RYYB传感器设计，以黄色像素替换三原色中的绿色像素，进光量提升达40％，保证了暗光环境中的成像质量。而刚刚发布的Mate 30 Pro，也沿用了这一设计。

RYYB厉害在哪里呢，这里就先要说说拜耳阵列了。拜耳阵列是现代彩色数码摄影的重要传感器设计防水，是实现CCD或CMOS传感器拍摄彩色图像的主要技术之一。简单来说，它是一个4×4阵列，由8个绿色、4个蓝色和4个红色像素组成，也就是我们通常所说的“RGGB”。

但随着市场对摄像头拍照性能要求的提升，越来越多的人发现，在超高清或高清拍摄下，RGGB灰度解析能力不足的情况就被放大了出来，主要原因就是RGB三原色是加色法，对光的吸收较为局限。例如在拍摄高清纺织物时，因纤维之间的颜色差距较小，容易出现串色的情况。

而华为推出的RYYB滤镜，则是对红、绿、蓝三原色进行了重塑，用黄色替代绿色，即通过牺牲绿色进光量，提高黄色进光量，变相的增加了红色的进光量（黄色光是红色光和绿色光混合而成的），从而来提升摄像头弱光环境表现能力。反应到实际效果上，就是RYYB的进光量较RGGB提升了40％，P30在夜晚可以清楚的拍摄月亮就得益于此。

不过，一切创新性设计都需要强有力的解析技术支撑，这就涉及到处理器性能了。目前，高端移动SoC主要有三类：

高通骁龙800系列，目前已迭代至855 Plus，较855提升有限，大核提速到2．96GHz，被认为是5G过渡芯片；苹果A系列，目前已迭代至A13，采用第二代7nm制程工艺，单枚芯片拥有85亿颗晶体管，每秒运行次数达1万亿次，CPU采用的是“2个高性能核心＋4个高效能核心”的组合，GPU为4核，功耗则降低了40％，NPU为8核；

华为麒麟900系列，最新推出的为麒麟990，集成了103亿个晶体管，采用台积电7nm＋EUV工艺，并魔改架构为“双大核＋双中核＋四小核”。

仅就当前来看，后两者的关注度比较高，反应到手机上，以解析难度较大的视频拍摄为例，iPhone 11Pro可以4K ／ 60fps，以及多个摄像头同时拍摄；而Mate 30则可实现4K HDR和4K延时拍摄，视频ISO达51200帧，支持7680 fps超高速视频拍摄。而拍照方面，防抖、AI虚化、景深、暗夜、微距、长焦、广角等均可实现。

此外，华为在ISP上也做了硬件升级，如最新发布的麒麟990中就采用了ISP 5．0，可实现实时多实例分割，在人脸检测场景下，微核能效提升达40％，且支持手机端BM3D单反级图像降噪技术和双域联合视频降噪技术。

当然，技术手段之外，直接叠加摄像头也是主要途径之一，不过如今手机后置最高已经提升至5摄了，就连当年坚持只做单摄的iPhone也推出了后置三摄，但如果以后手机会变成这个样子，“密恐患者”可能真的很难接受。