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高像素的背后——诺基亚Pureview 808 技术解读

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发表于 2012-4-1 13:20:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 xurujia1989 于 2012-5-7 14:49 编辑

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    提到4100万象素,你会想到什么?哈苏、玛米亚,还是仙娜的数码后背?如果告诉你这是一款手机的,你会怎么想?在2012年MWC世界通信大会上,诺基亚和全世界开了个玩笑,因为它要改行做相机了。4100万象素,这是一个什么样的概念?如果把诺基亚808算作是135画幅相机,那它已经是目前像素最高的135画幅相机,没有之一,连画神之称的宾得645D也只有区区的4000万像素。夸张的指标深深的刺激了我们脆弱的心灵,也更引发了我们强烈的好奇心:这枚4100万像素的摄像头到底来自何方,它的背后又有着什么样的秘密?

是空穴来风还是真材实料

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    我专门从诺基亚官网下载了Pureview的技术文档,诺基亚沉寂5年的心血全部浓缩在这十多页的文档中。切入正题,我们的第一个问题就是这4100万象素是真真切切的物理象素还是靠软件插值的来的?技术文档的第一页就清楚的告诉我们,诺基亚808的分辨率为7728×5368,也就是3900万像素。而且是实打实的3900万象素。这枚感光元件采用了4Mpix绿色×2Mpix红色×2Mpix蓝色的像素排列方式,其实际的RGB像素数和传统2×2排列的传感器并无太大的区别。
    熟悉单反相机的朋友都知道,像素越高,理论上成像细节就越多,但画质却不一定是最好的。如果单一面积上的像素密度过高,每个像素的体积就越小,受光能力也越小。再加上高像素之间相互的干扰,极易产生噪点。这就像在一个千人的体育场里塞进了4000个人,结果只会是一团糟。因此在单位尺寸的感光元件上有一个像素的临界值。当超过临界值的时候,噪点带来的损失也就超过了高像素带来的优势。说白了,就是感光元件尺寸过小的话,高像素毫无意义。

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    诺基亚显然不会做出这等昏了头脑的事情。那么这块支撑了4100万像素的感光元件有多大呢?1/2.5英寸?1/1.7英寸?是不是不敢再往上猜了呢?1/1.2英寸!你没有看错,这块感光元件的尺寸已经超越了所有便携式数码相机,仅仅比尼康1系微单的CX格式(1英寸)感光元件略小一点。

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依次为普通手机用1/3传感器,N8用1/1.7英寸传感器和808用1/1.2英寸CMOS
    目前,象素密度最高的索尼IMX118CQT型CMOS已经在1/2.3英寸面积上实现了1890万有效像素,单一像素面积为1.26微米。普通手机CMOS的单位象素面积为1.1微米。诺基亚808的单一像素面积为1.4微米,大大高于普通手机,略小于旗舰卡片相机的1.55微米。这样看来,诺基亚808的像素不光高,还高的很靠谱。这点从官方的全尺寸样张也能看出,在全尺寸输出模式下,808的照片细节丝毫不输给卡片相机。

高像素还需要好镜头
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★ 镜片结构:5片一组
★ 特殊镜片:4片非球面+1低色散

    成像的好坏除了感光元件,就是镜头。808的镜头也是史无前例的奢华。2011年全球共生产了约9.4亿部手机,而拍照手机大约为8.5亿部。而这8.5亿部拍照手机的镜头全部都是由廉价的树脂材料生产的。我们再来看808的镜头。但这枚5片1组的高素质镜头全部都是非球面镜片,其中4片为树脂材料,一片为低色散玻璃。诺基亚还宣称,这枚镜头的制造精度与10倍大的单反镜头相同。而镜头的光圈也达到了F2.4,是目前拍照手机之最。

PureView的真实意义



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    有了高质量的镜头和超高的像素。那么诺基亚究竟给我们带来了什么?仅仅是用来打印一幅A3尺寸的照片吗?那任何一台500万像素的拍照手机都可以轻松完成。显然808拼的并不是象素,而是质量。808具有两种输出模式,第一种是全分辨率输出模式,即4:3输出3800万像素照片和16:9输出3900万像素照片。第二种就是超采样输出模式。利用超采样技术将7个像素进行合并,输出一张530万像素的高纯净度照片。先前我们通过计算得知808的单一像素尺寸为1.4微米。那么理论上当7个像素合并时的单位像素尺寸将高达9.8微米,当然实际情况下传感器微透镜之间的间隙和微电路板也将占用一定的面积。但即便是打个对折,超采样模式下单一象素的尺寸也非常可观。除了硬件,软件上诺基亚通过内插值技术,将RGB象素插值到8R×8G×8B。这样使合并后的每个象素都能输出一个完整的RGB信息。就像一个缩小版的适马X3传感器。通过软硬件的结合,808在超采样技术下获得的照片具备极高的宽容度和成像质量。甚至于具备了赶超数码单反相机的水平。

样张:

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4100万象素全尺寸输出可以获得较高的象素,在光线良好的情况下可用度非常高

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1/1.2英寸传感器除了带来出色的画质还可以带来手机及小型相机极难获得的浅景深效果
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在超采样模式下,输出的500万象素照片实用度非常高,低照度环境下也能提供出色的画质和低噪点
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超采样技术带来了完美的画质效果,其500万象素的实用度远高于4100万象素的全尺寸输出。

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    除了超采样技术,诺基亚还宣称808拥有无损变焦能力。你可能会觉得好笑,一颗定焦镜头如何能怎么可能实现无损变焦?实际上这还是和这块超大的传感器分不开的。在135相机上有一个概念叫焦距转换系数。指的是同一款镜头,在小于全画幅(36mm×24mm)面积的象场上成像需要乘以一定的转换系数才能达到真实的焦段。所以诺基亚也是利用这一原理来进行无损变焦的。说白了就是用传感器中间的部分面积来成像。通过缩小象素来放大画面实现无损变焦的。  

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    实际上这种做法在相机上是很常见的,因为相机的感光元件够大,象素也足够多,即便是裁切之后可用度仍然很高,而手机则不然。不过这次诺基亚也凭借着这块巨大的传感器玩起了大底相机才能玩的象素融合和无损变焦。通过这一技术,808所使用的这颗定焦镜头一下子变成了28-84mm的变焦镜头,还是恒定光圈的呦!除了静态照片可用,拍摄动态高清视频时,也可以使用,看来大底真的是有太多太多的好处了。

PureView的未来
    网络上对于PrueView技术褒贬不一,有位器材编辑遍了一个小笑话来形容诺基亚808。“从前我家山头有块地,种的是苹果,一年能结500颗。后来改种山楂了,一年能结4100颗。”这段话很隐晦的揭露了诺基亚的象素把戏。确实,诺基亚808所使用的技术在相机上都是不算很稀奇,但诺基亚将这些技术重新整合下放到手机上却是一个创举。我们很难断定,这次808的横空出世究竟会对手机和相机界产生多大的影响。但我们还是很热衷于看到诺基亚在摄影界折腾的,毕竟就算是执着的相机使用者也不会去拒绝一款画质出色还能快速分享的拍照手机。从目前的样张上看,808的可用度已经非常高了,等技术再成熟一些,手机取代拍照手机的将不再是一句笑话。最后还有一个消息,也许你对808所采用的贝拉系统并不感冒,不过诺基亚已经表示,将把PureView成像技术应用到Windows Phone手机中。相信不要多久,我们就能看到高画质的Windows Phone手机了。

发表于 2012-4-1 14:29:51 | 显示全部楼层
能打电话的相机
 楼主| 发表于 2012-4-1 14:40:43 | 显示全部楼层
回复 3sss 的帖子

以后还会有能织围脖的相机,囧啊
 楼主| 发表于 2012-4-5 15:28:03 | 显示全部楼层
回复 engel0727 的帖子

诺基亚一直就是市场的搅局者,第一款可拍照只能手机7650,第一款百万像素可拍照智能手机7610,第一款光学变焦拍照智能手机N93.还有N70 N73 N85 N8。其实有太多太多诺记的拍照手机曾经很辉煌,诺基亚在后智能时代能否重打照相牌,我也很关注啊
发表于 2013-9-16 13:47:59 | 显示全部楼层
长见识了,谢谢啊。
发表于 2014-6-19 13:01:35 | 显示全部楼层
今年结婚的人比往年结婚的人还要多;本来打算黄金时间5月结婚的;不是2011520嘛;由于酒店没订到的原因我们只好选择6月份了;结婚前那半年真的是很伤脑经;婚庆也好酒店也好;找了好几家又好几家婚庆都觉得价格太贵要不是就是态度很差;后来在网上找了这家亲相爱婚庆;刚开始也是抱着试试看的态度;后来约了见面看会场;真的;经理很专业老板也很实惠;很爽快;最开心的就是婚纱也是免费租借的;只收个清洗费;改衣服阿姨也很客气;
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