第三代UltraPixel施展拳脚

　　智能手机每一次带来“改头换面”的革新技术时都会另消费者为之赞叹，因为每次创新，都意味着数码产品在科技领域有着发展和进步。例如2017年爆发的全面屏，再例如2016年开始流行的双摄像头。

　　提到双摄，想必大家早已司空见惯。不管是iPhone还是Android阵容，近期所出的大多旗舰都采用了双摄的设计，原因很简单，多一个摄像头就是用来提升手机的成像。然而，至今依旧存在保留“单摄”的设计血统问世的新机，例如索尼Xperia XZ1、HTC U11+，今天就来测试这两款单摄旗舰，看看它们单摄的成像素质能否抗住双摄风靡的潮流，一同来领略一番。

　　首先来看下两款手机的拍照配置：

　　本次聊得是后置摄像头的问题，所以前置配置暂时先不考虑。后置，HTC U11+配备了一颗1200万CMOS传感器，主光圈为f/1.7，索尼Xperia XZ1则是配备了一颗1900万CMOS传感器，主光圈为f/2.0。首先对于光圈大小来说，HTC U11+占据优势，因为它的光圈更大些，从像素上来说，理论上索尼Xperia XZ1感光元件更大，成像更好。

　　拍照功能来说，HTC U11具有足够的亮点，采用了第3代的UltraPixel则尤为亮眼。熟悉HTC手机的朋友都知道，UltraPixel是其独有的拍照技术。首先我们都知道，相机成像的好坏和像素大小没有关系，决定成像好坏的因素之一是感光元件的大小。（第三次在文中说这件事）

　　感光元件从字面上看，和光有关系，画质的好坏取决于感光元件捕捉到的光子多少来决定，感光元件越大，可捕捉的光子越多，感光性能越好，能够带来更细腻的画质，分辨率自然就越高。而为什么说像素的多少和画质无关呢？

　　这里可以把感光元件理解为承载像素的一个载体，有一支能写一万个字的笔，拿它写在一张小名片上，很挤，写在一张A4纸上，很宽敞。载体越大，性能也越好。同样，在两张A4纸上写字，字写的特别大，写不了多少就写满了，反之字写的很小，会写的特别多，字与字之间相对也十分拥挤。像素也一样，在感光元件面积一定的情况下，像素越高，pixel size（单个像素尺寸）就越小，理论上图像的噪声越大，动态范围幅度更小，并且可能受到弥散圆的影响，即像素之间的互相影响。

理论上Pixel Size（单个像素尺寸）越大成像越好

　　反之，pixel size越大，图像的噪声和动态范围也就可以控制的更好，而且受弥散圆的影响也更小。苹果此前一直采用800W的低像素，很大的原因就是为了保持大pixel size。

　　再举个例子：一共有一百个人，住在一个50平的小草屋里，很挤，住在一个8000平的大城堡里，很宽裕，两个房子都可以住得下100个人，如果你要从字面上“能住一百个人的房子”是判断不出这个房子的大小的。

　　这也是为什么苹果的800W像素比其他1200W像素的手机拍照效果要好，500W像素的单反照样秒杀1600W的手机相机，很大的原因就是因为它的房子（感光元件）大，并且它住的人（pixel size）也够大够胖，把房子撑起来了。

　　回到HTC研发的UltraPixel，你可以理解为它是将每一个像素的体积都放大的技术，HTC UltraPixel相机单个像素点的尺寸达到了目前最大的2μm。与普通1300万像素智能手机大多使用1.12μm的像素相比，UltraPixel的2μm像素的像素面积（4μm）是普通手机（1.2544μm）的3倍以上，即单位像素的入光量能够达到普通1300万像素智能手机的300%以上。所以说，和主流旗舰相比，同样像素大小下，显然采用了UltraPixel技术的手机感光元件更大，成像更优秀。2017年UltraPixel已经发展到第三代了，很显然，这项技术迎来了它的完全形态。

　　“索尼大法”崭露头角

　　再来看看索尼，索尼Xperia XZ1依旧将Motion Eye? 相机堆叠记忆芯片传感器作为这代最大的卖点之一。这到底是个什么技术呢？允许我三分钟为不明白的同学讲解一下。说白了，这是索尼在CMOS结构上的创新技术。我们都知道，如今手机摄像头传感器包括传统式、背照式和堆栈式三种类型，现如今普遍的是背照式和堆栈式的CMOS结构。

背照式CMOS和堆栈式CMOS结构对比（图片引自百度百科）

　　从结构上来说，堆栈式CMOS是背照式CMOS的一个全新升级版本，具有高像素化、高性能化及小型化的特点。从图片可以看到，无论是背照式CMOS还是堆栈式CMOS都是两层的，而索尼的Motion Eye? 相机堆叠记忆芯片传感器创新的采用了三层堆叠式，这种传感器的核心技术是在像素层和信号处理电路层之间加入了一层DRAM缓存，形成了三明治结构。

索尼Motion Eye

　　也就是说，在原由的基础上加了一个“DRAM缓存”。有朋友要问了，这个DRAM缓存是干嘛的？编者来告诉你吧，它主要是可以提供“超级”慢动作的能力，官方声称这能够为索尼手机提供迄今最强的慢动作拍摄能力。

　　是的，三层堆叠式CMOS传感器能够连续读取120张193万像素的静态图片（比之前提高了4倍），或者以960fps/1000fps的帧率拍摄1080p视频（比普通传感器提升了8倍），实现真正的超级慢动作回放。让我们来感受一下：

索尼Xperia XZ1的超级慢动作模式

　　来自960fps的超级慢动作是不是很炫酷呢，尽管画质有点小渣。可以说，无论是配置层面，还是技术上例如具备UltraPixel第三代技术的HTC U11+，索尼的Motion Eye? 相机堆叠记忆芯片传感器，这两款单摄旗舰在拍照领域都具备足够的亮点和与双摄抗衡的竞争力。

HTC U11+相机界面

索尼Xperia XZ1

　　相机界面，两款旗舰的延续了属于自己品牌特色的操作模式：HTC U11+顶部下滑呼出多种模式界面；而索尼Xperia XZ1则是左右滑动切换模式，更多设置点击屏幕左下角的设置按钮。拍照时，索尼Xperia XZ1独有的自动识别场景的小图标十分独特，并且追踪焦点的“对象跟踪”模式在旗舰中也十分少见，这也与其主打视频拍摄的卖点相匹配。

　　样张对比 孰强孰弱

　　闲话不多说，看下样张对比：

　　测试过程关闭HDR，仅用标准模式拍摄。白天，尽管在阴天的坏境下，两款手机呈现出的画面依旧清晰锐利，100%放大后观察到索尼Xperia XZ1对于细节保留的较为丰富，而HTC U11+似乎更加擅长拍摄暗部的事物，呈现的样张较为明亮。

　　拍摄色彩较多的事物时，两款手机解析力依旧不错，细微观察可以看出，HTC U11+色彩饱和度略高，对颜色调教的更为鲜艳明亮。

　　室内环境光线相对较弱，也比较复杂，因此很考验手机的弱光成像以及防抖性能。观察样张可以看出，两款手机的白平衡偏差较小，拍摄出的样张也比较接近人眼看到的景象，解析力较白天也没有损失。似乎索尼Xperia XZ1灯光等发亮的事物有着独特的算法技巧，拍摄的灯光要比HTC U11+的更为纯净，并且光晕把控的也不错。

　　拍摄事物时索尼Xperia XZ1具有先天的优势，它的自动识别场景功能可以随时侦测环境进行专门优化，可以看到索尼拍出的事物更加鲜艳，亮丽，观感上也更加讨好眼球。除了色彩还原与光线控制力，索尼Xperia XZ1的细节表现力具备旗舰水准。这颗1900万像素的镜头，可以轻松记录下花朵和树叶的丰富细节，放大后能看到清晰的、富有层次的花瓣。

　　尽管是单摄，两款手机依旧可以拍出背景虚化的微距图，100%放大后可以看出，两款手机抠图较为精准，和双摄成像所差无几。值得一提的是，索尼Xperia XZ1拍摄后的储存的样张内存要比HTC U11+多1~2M，理论上格式相同内存大，说明像素高，拍出的细节更丰富。单反相机的raw格式占内存就很大，因为比jpg的压缩格式保留了更多细节。

　　索尼软件优化待提高

　　另外，测试中编者还发现了一个问题，那就是拍摄过程中看取景框中明明是HTC U11+成像更好，索尼Xperia XZ1呈现的景象有些糊，但拍摄后发现索尼Xperia XZ1的样张还是蛮清楚的，为此编者专门做了个实验：首先打开相机界面对着一本书，手动对焦后不拍摄直接截图。

HTC U11+取景框截图

索尼Xperia XZ1取景框截图

　　可以看到，索尼Xperia XZ1已经糊的不成样子。我们再来看看点击拍摄后的样张对比。

HTC U11+拍摄样张

索尼Xperia XZ1拍摄样张

　　两款手机的解析力竟然虽差无几，放大后都十分清晰可见。为什么会出现这种情况，我为不懂的同学解释一下：

　　首先，相机的原理是镜头采光，拍摄一张照片的工作流程是传感器将光子元素转化为电子信号，再有图像处理器将电子信号转化为人眼可视的图像文档。而而取景器看到的只是镜头采得的画面，故无论何种取景方式，取景器的画面与实际拍摄的画面都有差异。

　　其次，为什么索尼手机差异会如此之大？编者猜测是优于软件优化没有到位，尽管索尼的硬件十分出色，但对于距离“所见即所得”的成像优化上，显然其他手机品牌要更加成熟。

　　总结

　　为什么HTC和索尼不做双摄，之前索尼移动资深产品经理Kiyama Yosuke也表示过，“目前一颗镜头就足以带来高画质体验，索尼也愿意将单镜头做到极致。”

　　再说HTC，早在2011年3月，HTC就推出了支持裸眼3D技术的双摄手机，当时的双摄技术，是为了拍摄3D照片与3D视频，可以说HTC是鼻祖级双摄厂商。那它为何不再用双摄，而是用单摄做出了世界上拍照最好的手机产品？编者猜想其原因之一很可能在于HTC的双摄技术断代了，似乎受困于手机业务的下滑表现，无力再做全新的双摄研发。当下HTC被谷歌收购，今后会不会推出双摄产品我们不得而知。值得一提的是，国际知名的数码相机画质衡量网站DxOMark，目前智能手机中拍照性能首位的Google Pixel 2就是一款单摄手机。

DxOMark官方手机拍照打分榜单

　　我们看完两款手机的样张对比后也十分清楚，无论是HTC第三代UltraPixel，还是索尼的全球首款三层堆叠式传感器，它们通过软件的优化让手机的成像不输于双摄半点，正是软件优化，才让单摄拥有抗衡双摄的底气，不管是单摄还是双摄，我们都渴望看到拍照性能更好的智能手机。