CMOS与ISO都是什么参数 手机多档ISO亮噪实测

2014-06-13 22:11:37来源: 中关村在线
    几乎每次手机发布会当中,大大小小的厂商推出低价高价新品时,总会对手机的摄像头配备信息进行“浓墨重彩”的描述。一会是蓝玻璃镜头,一会是第X代 传感器,一会是FXX的大光圈,一会又是XX微米的单像素尺寸……手机拍摄的流行度和需求性众所周知,所以厂商们才会如此不遗余力的标榜自家产品在拍照方 面的优势。不过话说回来,大量的名词进入之后似乎让用户来不及消化就去接受,就说传感器尺寸和ISO这两个最基础的拍照参数,似乎并未有厂商真正科普过。

CMOS与ISO都是啥 手机多档ISO亮噪实测
CMOS与ISO都是啥 手机多档ISO亮噪实测

  不 知道有没有人关注过为何多数厂商都在宣传自己使用的是大尺寸的传感器,也不知道有多少人体验过不同ISO所带来的亮度差别。虽然手机拍照飞速发展,虽然这 些技术和名词层出不穷,但大家似乎还在使用着简单的普通模式,如此一来厂商宣传的拍摄亮点一来不知真假,就算是真但很少人用自然也是一种浪费行为。当然今 天我们要做的就是这件事,来实际体验一下传感器大小与不同ISO联合拍摄的照片,相信通过前部分的科普介绍以及后部分的实际测试之后,大家对此会有更深刻 的感受。

  什么是传感器?尺寸如何表示?作用是什么?

  传感器的称呼很多,有叫感光 元件,有叫影像感应器,有的干脆直接以类型称呼,以至于很多人不清楚CCD/CMOS到底都是代表什么意思。传感器/感光元件/影像感应器这三者其实是一 回事,都是代表一种东西,而CCD,CMOS则是传感器的类型,就如同手机和平板都是数码/IT产品之中,只不过大类集合或者细分小类分支的关系。说到底 它们并无本质区别,都是用来感受光线变化的半导体,本质上目的一致。

  但不管怎么称呼,感光元件或者传感器件对于拍摄成像效果起着关 键的作用。原本CCD和CMOS两种类型的感光元件就存在着激烈的讨论和竞争,你比我强我比你好。但现今发展到现在,尤其是在手机终端当中,这个结果变得 明显。从传统的CMOS经历到背照式CMOS发布之后,以便携性为主导的手机等设备在画质方面又有了一个全新的发展,尤其是夜景场景拍摄,以及高感光度噪 点控制方面,背照式CMOS都是之前CCD和传统CMOS所无法企及的表现。

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手机摄像头当中的传感器尺寸(下方三个小方块)

  如 果将相机或者手机拆解的话,就能够找到传感器。它有些类似于电脑芯片,一般来说传感器会用“规格”和“尺寸”两个方面来表示。“规格”方面比如说我们经常 见到手机发布会当中,有不少厂商都在声称自己手机的传感器是1/2.3英寸或者其它等,这个比例就是规格。而“尺寸”则是使用mm来做计量单位,比如说一 个1/2.5大小的CMOS它的尺寸一般就是7.1mmx5.3mm。但一般来说很少有手机厂商会使用mm来表示传感器大小,多数都是使用比例方式来展现 传感器的规格。

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诺基亚1020传感器尺寸达到了1/1.5英寸

  传 感器尺寸分母数字越小,则意味着这个传感器的面积越大,理论上来说面积越大则能够带来更好的成像质量,所以这也是为什么大家都在标榜自己传感器尺寸更大的 原因。现今在手机当中常见的传感器尺寸多为1/3英寸,一些主打拍照的旗舰机型能够达到1/2.3英寸,比如说像是采用M8大镜头的ELIFE E7。而 目前1/2.3英寸并不是最终值,因为当下还出现有1/1.5英寸的大传感器,诺基亚1020就是这么一款产品,而先前发布的诺基亚808更是达到了前所 未有的1/1.2英寸,如此大尺寸的传感器在手机当中很少见。

 

  传感器和ISO关系

  说到传感器尺寸与ISO之间的关系,其实这也是我们本篇文章的目的--为什么要用传感器尺寸与ISO这两点来做测试?这个答案在下面会有公布,不过在此之前让我们先简单了解一下啥是ISO。

  ISO 就是感光度的意思,大家对它应该并不会陌生。通过ISO来调节等效感光度的大小,可以改变光源多少,最终所呈现出来的结果就是能够让照片的亮度发生不同的 变化。所以也正是基于此,感光度也成为了间接控制图片亮度的一个因素。ISO通常会用ISO+数字的方式表示,常见的有ISO100、ISO400、 ISO800、ISO1600,ISO3200等。一般来说感光度越高(ISO数字越大),最后照片的颗粒感会越明显,最后会造成画面噪点过多整体视觉感 粗糙的等问题。

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单反相机当中的ISO感光度等级众多(图片来自DIGIPHOTO)

  有 人说光线不足时调光圈或者开闪光灯不就行了,ISO又能有多少作用?试想一下在某些展览或者表演等特定场合,不允许使用闪光灯或者开启闪光灯也没有用的情 况下,就可以通过调节ISO感光度来增加照片亮度。而且在手机当中闪光灯补光距离有限,这时候选择不同档位的ISO就能够获得不同亮度的成像。目前多数手 机终端都拥有ISO选项并支持自定义设置,不过大多数ISO感光度最高都在1600,有部分产品能够达到ISO3200,毕竟以手机这样的便携式设备来 说,太高感光度也没有意义。

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手机当中的ISO感光度

  因 为多数手机的传感器尺寸不大(相比相机或者单反而言),而偏偏摄像头像素又动辄在千万以上,这种情况下本身就会造成单个像素的拥挤,自然会影响对光线的处 理。如果ISO感光度更高的情况下,肯定会出现颗粒感明显的噪点。举个例子,同样是1300万像素摄像头的手机,一款传感器尺寸是1/1.2面积更大,一 款是1/3面积更小,那么如此一来分配到其中的单个像素密集自然不同,如此一来自然是1/1.2传感器尺寸更大的机型成像更好。

  明 白了这两者的定义,所以接下来的测试目的也很好理解。我们选择了诺基亚1020(传感器尺寸1/1.5英寸),ELIFE E7(传感器尺寸1/2.3英 寸)这两款产品进行测试,它们的传感器面积不同不过光圈大小都是恒定在F2.2。随后我们会将会把这两款产品分别从ISO100//200/400 /800/1600逐级上调实拍对比,看看在不同的ISO下照片会发生什么样的变化。

 

  感光度逐级测试1 (1组环境灯光)

  诺基亚1020是一款非常专业的拍照智能手机,而“大眼”ELIFE E7在拍照方便表现也颇为不俗。通过下面的两张截图我们可以看到,这两款产品在相机设置方面远比市面上其他手机要专业。诺基亚1020甚至最大支持ISO 4000。 

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ELIFE E7(左)与诺基亚1020(右)相机设置截图

  在 实际拍摄时,我们也是选取了三种不同的拍摄物体,模拟了三种不同亮度的光线环境,并且也是用三脚架固定手机进行拍照,每次的对焦点都在相同的部位,其他设 置也都保持一致。为了更为明显的看出差距,后期我们也是将两款产品拍摄的样张进行了裁剪放大到相同倍数,以下ISO实测拍摄的样张,对焦点如图红框所示。

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感光度测试实拍样张

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感光度逐级测试图

  从 放大图来看,对于诺基亚1020来说,ISO 800是个分水岭,ISO 100/200/400样张基本没有什么变化,而当ISO开到1600甚至是最 高的4000时,样张开始发黄,可以说,整个样张完全与实际的偏离。而ELIFE E7后置摄像头像素没有诺基亚1020高,最高ISO为1600。 ISO 800与ISO 100样张对比能发现画面略微变亮,而最高ISO 1600时白平衡依旧控制的比较精准,不仔细看的话甚至与ISO100时都没 什么太大变化。但是ISO 1600的样张截图底部边缘开始变虚还是能够明显看出来的。而接下来我们再看看在其他光线环境下不同ISO的变化!

 

  感光度逐级测试2 (3组环境灯光)

  第二组测试当中我们增加了两组环境灯光,使得拍摄环境的光照条件略好于上次,以此再来对比两款手机的各级感光度画质表现。

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感光度逐级测试2 

  其 中诺基亚1020在ISO 800及以下都完全可用,ISO 1600的局部表现还是尚可,但整体样张受高感的影响画质损失较大,白平衡取向偏离实际拍摄 物体太远;至于ISO 4000就有比较集中的早点出现了。而ELIFE E7从ISO 400开始已经有少部分噪点开始出现,至 ISO 800/1600则更为严重。

 

  感光度逐级测试3 (6组环境灯光)

  最 后我们采用6组环境灯光全开的模式,模拟光照充足条件下两部CMOS尺寸不同的手机在同样ISO条件下的画质表现,同样100%截取画面中央对焦点部分。 在保证摄像头清洁的条件下首先诺基亚1020在这里的曝光表现并不算好,所有样张都几乎泛白,色彩饱和度很低。不过我们对比的重点还在于噪点问题。

CMOS与ISO都是啥 3手机多档ISO亮噪实测
感光度逐级测试3

  在 诺基亚1020上,样张从ISO 800开始出现比较诡异的白平衡问题,由之前的泛白转而泛黄,至ISO 4000的时候愈发严重,画质也从 ISO 800开始有所下降。ELIFE E7一边,ISO 800及以下基本可用,而ISO 1600的条件下画面噪点就急剧增多了。

  对比测试总结:

  由 于各款手机的CMOS尺寸本身就都不大(诺基亚1020传感器尺寸1/1.5英寸,ELIFE E7传感器尺寸1/2.3英寸),因此它们之间的像素密度 所造成的电子噪声的区别还并不算太明显;综合来看ISO 800基本是目前可调或者自动ISO机型拍照的感光度上限,高于此的照片几乎都不可用。

另 外

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关键字:CMOS  ISO

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2014/0613/article_34271.html
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