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[手持终端] 样张告诉你这几年影像传感器提升有多大

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发表于 2016-5-5 16:31:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
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        【手机中国 评测】关于IMX系列传感器的进化历程（理论篇）的内容在之前文章中和各位分享了，今天我们用4款拍照手机对理论篇内容进行实践性验证。这四台样机分别是2014-2016年比较具有代表性机型，14和16年各一台，正如理论篇所说在15年出现了很多IMX系列传感器，所以我们也采用了两款搭载了不同传感器的机型加入对比行列中。
　　我们将实拍样张分为白天和夜景对决，下面我们先看看白天部分三台样机在摄像头方面的参数。
白天对决
　　如上图所示，14年代表我们挑选了IMX214这颗传感器，作为IMX135升级版在算法调教和自身成像品质上有了较大的进步，尤其是配合光学防抖镜片组和大光圈镜头，造就其夜景的表现相比前几年的智能机有了长足的进步。
　　15年代表白天部分我们挑选了IMX234这颗1600万像素传感器，夜间部分则更换了另一颗传感器，下文将会详细说明。挑选这颗传感器的原因除了想考验白天部分的解析力，看看16：9画幅传感器在取景时候优势，还想验证理论篇提及到的内容，看看同样搭载了骁龙810处理器的不同厂商的机型，在HDR合成速度上是否也是几乎不用等待。
　　16年代表我们挑选了同样是1600万像素的IMX298，同时兼备相位对焦技术和RGBW传感器结构，这也是我们需要在实践篇验证的内容，RGBW是否相比RGBG传感器结构能够获得更多的进光量？同时在绿色元素的表现力上是否稍逊一筹？
　　本文的样张都采用四台样机各自最大能够输出的像素值（1600/1300万像素）进行拍摄，并且同一场景至少连续拍摄5张照片，其中挑选发挥最稳定的一张作为示例。由于拍摄当天碰巧是阴雨天，所以更能够考验几台样机应对恶劣天气下的表现，先看看第一类场景：
　　阴天对智能手机成像主要的考验在于曝光度控制上，三款样机在阴天的曝光算法都偏向灰蒙蒙，但是色温各有不同，IMX298偏暖，IMX234偏冷，IMX214偏红，下文出现的样张基本上也符合这种颜色的调校风格。我们先来解答理论篇留下的问题，IMX234相比另外两款传感器最大的不同就是采用了16：9画幅设计，在拍摄风景时候特别占优势。
传感器画幅
　　如上图所示，搭载IMX234这款样机的取景界面能够在开启1600万全像素时候以16：9画幅记录景象。相比普通那些采用4：3画幅设计的传感器来说在构图时候拥有更广的视野。接下来我们看一个比较复杂的场景，充分考验三款传感器在白平衡、解析力等方面的综合表现。
　　IMX234的样机在这个场景充分表现出白平衡偏绿的问题，连续拍摄的5张样张表现都是如此。其它场景偏绿的现象并没有这个场景那么严重，适当的偏绿能够让画面变得更有活力，但是连天空都被染成绿色的话需要斟酌一下了。IMX298依旧偏黄，IMX214稍显偏红。
　　接着我们解答理论篇留下来的第二个问题，RGBW传感器对于绿色元素的表现力是否有所削弱？我们把上面三张样张局部细节进行放大，请看：
　　IMX234明显偏绿我们忽略不计，IMX298和IMX214在绿植的颜色表现上其实不相伯仲，我们下文还有其它场景佐证这一结论。在解析力上IMX298和IMX234虽然只是多了300万像素，但是相比IMX214多了很多的细节，除了能够从岸边栏杆的纹理能够体现这一点，还能够通过IMX214样张中出现了明显涂抹现象可以看出。局部截取这部分切片内容其实属于画面的中心区域，解析力按道理应该相比下文出现的边缘区域解析力会更好，所以两年前推出的IMX214解析力在今天看来确实有点落后了。
　　我们对同一个场景样张放大暗部细节，IMX298和IMX214的曝光明显不足，而IMX234虽然白平衡偏绿，但是却是三者之中曝光最充足的。曝光充足对于解析力的还原有加分作用，无论是木板上纹理，还是船只上文字，再到放在救生衣上面的那根竹竿整体清晰度，IMX234明显完虐另外两者。
　　我们再对同一个场景样张的右侧边缘部分进行放大，IMX214明显被完爆了。IMX298和IMX234表现出出色的解析力，虽然不及中心区域那么优秀，但是丝毫也没有丢1600万像素的架。这几年传感器突破1300万像素之后仍然向上挑战更高级别的像素值，其实就是为了把边缘解析力也推上去新的高度。当然，IMX234另一个明显的优势在于16：9画幅下让我们看到了更多的景物。
　　数码变焦一直被消费者认为十分鸡肋，但是当我们遇到某些特殊场景必须使用变焦功能才能够记录难忘画面时候，数码变焦还是能够派上用场的。IMX214的数码变焦效果相比功能机时代已经算是划时代的改变，起码我能够看到画面中鸭子独立着一只脚在睡觉。而IMX234的最大变焦距离是三者中最近的。IMX298的最大变焦距离和IMX214相仿，但是在清晰度上已经不能够同日而语，这也是笔者在使用IMX298这台样机时候经常不由自主使用数码变焦功能原因，顺带一提的是IMX298在夜景的数码变焦表现也不错。
　　小结一下上面这个复杂场景的表现，IMX234虽然出现了白平衡不准的情况，但是整体曝光度却是三者中最高的，解析力和IMX298相比并没有落后太多，16：9画幅让其能够看到更多的景物。
　　IMX298综合表现优秀，无论是解析力、白平衡或者是数码变焦的效果上，当然曝光度并不是那么充足。而我们一直担心的RGBW传感器结构会削弱绿色元素的表现力问题却没有出现在样张中。
　　来到第三个场景我们PK一下局部细节，看看中心区域的解析力表现以及对焦速度。白平衡方面，从上面三张样张来看IMX298的白平衡较为讨好眼球。三台样机中只有搭载IMX298机型具有相位对焦技术，拍摄时候除了下雨还一直刮风，所以照片中的红色挂饰都被吹起来了。
　　IMX234和IMX214虽然没有相位对焦技术，但是能够将挂饰尾部摇摆时候瞬间动态清晰捕捉到并且没有出现拖影，IMX系列这三款传感器表现还是值得肯定的。接着就是再次印证IMX298的RGBW传感器并没有牺牲绿色景物的表现力，样张中绿植的颜色和另外两款传感器相比起来不过不失。最后就是招聘茶艺师这则广告，IMX214和IMX298在这个环节实力相当，IMX234虽然白平衡不准但是却是最清晰记录下这则广告的。
HDR合成速度
　　在对比HDR合成效果之前，我们先讨论合成时候的速度。三款手机在白天时候的合成速度其实都并不慢，毕竟都搭载了旗舰级别的处理器而且还内置了双ISP（图像处理器），纵然面对HDR合成时候产生的大量运算数据也并不会出现等待时间过长的情况，大概在2s左右。
　　搭载IMX234样机最值得期待，因为在之前我们评测过的一台搭载骁龙810手机中HDR合成速度相当快，可以说是无须等待。而这一台同样搭载骁龙810手机在HDR合成速度上却超过了2s，其实并不是运算速度慢了，而是同时生成了两张样张存储到本地。
　　搭载了IMX234传感器和nubia UI的样机2在开启HDR模式后不仅会生成HDR照片，还会自动多生成一张原图进行对比。这就是样机2为什么在合成HDR界面看上去好像耗时更长的原因。
　　开启HDR之前，IMX298的天空部分稍显黄。IMX234整体把握不错，不过红灯笼相比IMX214样张并不够鲜艳，这也是IMX214这台样机白平衡偏红的好处，所以有时候缺点也会在特殊情况下转化为亮点。
　　开启HDR后，三张样张的暗部细节都得到了一定的还原，IMX214红灯笼位置相比之下也不再那么具有压倒性优势，不过从天空部分还原来看，三者的白平衡算法估计是不会随着HDR开启而发生变化，依旧是一个偏黄、一个偏冷、一个稍微偏红。为了再次印证这种白平衡的偏好选择，我们对白色的雕像进行了拍摄。
　　结论依然是一台偏暖、一台偏冷、一台偏红。IMX234在这个环节依然表现出16：9画幅的优势，能够显示出更多的纵向画面，只不过我们为了突出中心区域的雕像所以对原图进行了裁剪。顺便普及一个拍照小技巧，阴雨天和逆光时候一样，都很适合开启HDR模式，提高暗部细节亮度同时减少亮部细节的过曝。最后三张样张就是开启了HDR模式之后拍摄的阴雨天建筑物（对原图进行了裁剪），请忽略IMX234的白平衡问题，应该也是特例吧。
夜间对决
　　夜景部分我们将搭载IMX234手机换成了搭载IMX258手机，这样做的目的主要是测试RGBW传感器对夜景提升究竟起到了多少作用？另外两款机型不变。根据理论篇的内容，我们知道IMX298内置RGBW传感器而IMX258并没有，而且IMX214、IMX258和IMX298正好就是14-16年同一CMOS产品线迭代轨迹。同时经过了几年时间积累之后，我们也很感兴趣没有OIS镜片组加持的IMX298样机能否击败拥有光学防抖的IMX214样机呢？
　　三台样机都出现了炫光现象，当然和传感器关系不大，和镜头关系更密切一点，不过IMX258样机的炫光更加漂亮一点。我们先看白平衡，更换了参考系之后，IMX258样机相比IMX298样机更加黄，IMX214样机在白天的偏红现象变得没有那么明显了，整体观感最好。IMX298采用了更大尺寸的传感器，所以在噪点抑制上理应会比IMX258和IMX214表现更好，带来更高的画面纯净度。从这组样张中并没有拉开差距，后两者的表现依然不错。
　　这组样张中三颗传感器表现十分相似，我们并没有看到理论篇中提及到IMX298因为引入了RGBW传感器从而让绿色元素表现力下降，同时也能够看到RGBW传感器确实能够提升弱光下的曝光度。相比拥有更大光圈和光学防抖镜片组并搭载IMX214的样机来说，IMX298的表现并不逊色。
　　IMX258和IMX298这两颗相对较新传感器优势在这个场景下得到了体现，IMX214样机纵然拥有光学防抖加持，但是在高亮部分文字处出现了因为炫光而导致模糊现象，18个大字的整体还原相对稍逊一筹。其实在上一个喷水池场景已经能够看出类似的问题，我们将视线转移到照片边缘位置那一排中华灯上，IMX214样张的炫光问题更加明显。
　　这组样张最能够表达这三代IMX传感器之间的不断进步。搭载IMX214样机作为昔日的拍照旗舰在当年表现还算可圈可点，两年后的今天再看其夜景表现还是能够挑出毛病来的。路灯部分出现偏红现象，暗部细节丢失严重，这也是为了顾及亮部细节不被过曝所做的妥协。相比之下，分别搭载IMX298和IMX258两台样机表现明显进步了，画面整体亮度比肩前者，花丛中暗部区域相比前者能够还原出更多细节，同时画面整体噪点控制得很好。需要注意的是，分别搭载IMX258和IMX298传感器的两台手机从参数上看按道理占不了任何的优势，相位对焦在弱光下形同虚设，没有光学防抖，光圈值也不够搭载IMX214那台样机大。难道有什么黑科技是我们在理论篇中忘记介绍的吗？我们先从EXIF信息中看看曝光算法。

                               
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EXIF信息（从左往右：IMX298、IMX258、IMX214）
　　看到不支持光学防抖机型的快门时间相比支持光学防抖机型还要长，老读者可能已经习惯了，之前好几篇拍照专项评测中也出现过类似的现象。IMX214之后的IMX系列或者ISO Cell阵营传感器，即使没有光学防抖加持也无惧延长快门时间。这就是参数上无法显示出来的差距，或者这就是索尼和三星两家传感器厂商的黑科技。
　　还记得前几年延长快门时间在没有光学防抖情况下手部的抖动会影响画面变得模糊，这两年的影像传感器貌似对快门时间的限制松动了不少。除了更长的快门时间，搭载IMX298传感器的样机将ISO值飙高到800，在提升画面亮度同时依然能够兼顾纯净度，这就是大底传感器的优势，理论篇提及的DTI画质增强技术自然也功不可没。
　　当然，分别搭载IMX298和IMX258两台样机还存在着进步空间，针对这个场景而言前者炫光问题仍需改善，后者白平衡偏绿。
　　最后这个场景，搭载IMX298和IMX258两台样机在不依靠光学防抖镜片组，并且光圈值缩小了一级前提下依然能够表现出和搭载IMX214传感器、OIS镜片组和更大光圈样机一样的成像水平，可见这两年的IMX系列传感器在夜景方面的积淀已经发生了质变。
　　总结：通过理论篇和实践篇这两期评测文章，我们能够看到IMX系列传感器这几年从量变到质变的进步：白天部分中心解析力和边缘解析力提升，白平衡更加讨好眼球，更佳的HDR合成效果和更快合成速度，数码变焦达到可用级别以及支持更多对焦技术。夜间部分表现为对灯光控制力以及同时兼顾明暗细节效果更佳，纯净度更高前提下减少了涂抹算法的滥用，配合曝光度提升让夜间解析力更加出色。最后就是在不往手机中塞入OIS镜片组和更大一级光圈前提下，通过影像传感器自身的优化依然能够追赶并超越前两年的夜拍神器，这就是不少业界摄影师纷纷褒奖这两年手机影像传感器进步日新月异的原因。







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