從小米和徠卡合作開發的第一款「拍照」智慧型手機12S Ultra上我們就知道它整合了1吋感光元件。一個巨大的感測器有其優點,但也引發了我們在這裡討論的許多問題。7 月 4 日星期一,12S Ultra 終於正式發布因此帶來了一個非常大的傳感器。
但最重要的是,整體照片得分確實令人印象深刻,值得花一些時間關注每個部分。特別是對於這個「巨型」感測器,我們寄予厚望。畢竟,與 Lumix CM1、夏普 Aquos R6 和 Leitz Phone 一起,它是第四個e配備 1 吋感應器的智慧型手機,由徠卡參與開發。
「真正的」1 吋感應器
智慧型手機中的1吋感光元件,我們已經告訴你關於它的小故事。它的理論承諾很有趣——更大的表面積意味著更多的光收集——但它帶來了許多發展和許多物理限制。從表面上看,小米的 12S Ultra 並沒有讓人失望。更好的是,中國人感到驚訝:與索尼不同,索尼在Xperia Pro-I 的1 英寸20 Mpix 傳感器中剪得一團糟(然後變成了簡單的12 Mpix 傳感器),小米開發了一種覆蓋整個圖像圈的光學公式。
但小米並不是只購買索尼貨架上已有的組件,而是與這家日本電子製造商簽署了合作夥伴關係,開發一種全新的感測器。雖然索尼所有的 1 吋光電感應器型號一直都是 20 Mpix 型號,但中國和日本設計了一種全新的參考型號,稱為 50 Mpix IMX989。
這就是我們非常興奮的地方:一方面,該感測器提供了一個大的光收集表面,比競爭對手大得多。另一方面,它採用了智慧型手機的傳統操作方式,即將 1.6 微米光電二極體耦合在一起。然後,這些四像素每邊的尺寸為 3.2 微米(與真實相機相當),以獲得非常舒適的 12.5 Mpix 清晰度。
與合作夥伴(如索尼或三星)共同開發感測器使公司不僅可以在組件上佔據主導地位,還可以根據自己的需求進行準備(正如 Oppo 攝影主管 Simon Liu 去年 3 月向我們解釋的那樣)。這也提供了對低級電子產品和軟體的訪問,以及對硬體的特權訪問,而後來購買相同組件的客戶將被禁止 - 他們將不得不滿足於框架標準索尼軟體,不會影響電子部分。
如果我們從未見過配備這種感測器的相機,我們可以推斷出它的技能:它在低光下應該更敏感,背景模糊會更明顯(它們特別是感測器尺寸的函數),但是,此外,4個光電二極體上的顏色採樣應使其能夠更準確地再現顏色。如果光學器件處於水平狀態。然而,從我們在技術資料中讀到的內容來看,這款 12S Ultra 的光學器件似乎很有吸引力。
讓你垂涎欲滴的光學器件
在保護三個相機模組(見下文)的玻璃圓頂的中心和下方,坐落著光學元件,為主模組的感測器提供光子。如果建造品質符合規格,那麼這就是一顆寶石。其亮度 (f/1.9) 是第一款整合 1 吋感光元件的智慧型手機松下 CM1 (f/2.8) 的兩倍多,而且更寬。角度覆蓋範圍相當於23毫米,這是一個非常寬大的廣角。我們希望小米能夠利用 HAL 風格的“眼睛”2001,太空漫遊最好地管理入射光線。對於f/1.9光圈,經過徠卡認證的鏡頭不能獲得f/1.4光圈的Summilux,但仍獲得f/2鏡頭的Summicron。
該光學器件的結構在智慧型手機領域處於高水平,採用 8 種聚合物元件設計(智慧型手機中沒有玻璃,而是先進塑膠),就光學複雜性而言是該領域中最好的。這些鏡片塗層的一個有趣元素是,邊緣上的黑色「塗漆」有助於減少雜訊光線。這些非常小的透鏡邊緣的表面處理絕非微不足道,工業化起來很複雜。但它的優點是避免事後校正並簡化(和減輕)光學單元。
根據記錄,徠卡在其 M 系列光學鏡頭上使用了這種工藝,該過程是由一位(非常)熟練的工人在工廠中手工「繪製」鏡頭邊緣的。除了智慧型手機之外,您還必須以微米精度繪製數百萬個鏡頭!
尖端光學穩定
在使用令人印象深刻的感測器所隱含的限制中,對於小米來說,存在整合式感測器機械穩定性(或 IBIS 用於身體影像穩定)。因此,穩定是透過光學方式實現的,也就是說透過「浮動」透鏡來補償操作員的寄生運動。
小米利用其演示的機會,對這項被稱為“Hyper OIS”的技術進行了一些數量級的介紹。整合式陀螺儀和加速計(稱為 MEMS 的組件)每秒對設備位置進行 7000 次採樣 (7 kHz),該機構能夠在短短 7 毫秒內將穩定鏡頭定位在 56,000 個可能位置之一。如果製造商很少(或幾乎從不)給出這種精度水平,這使我們無法進行直接比較,那麼很容易理解穩定化的速度會非常快。
有趣(而且有趣…)的名字細節:Hyper OIS 充滿了名字的味道…松下。我們在許多日本緊湊型和光學參考文獻中找到了“Power OIS”和“Mega OIS”一詞。然而,松下作為徠卡的合作夥伴已經超過十五年了,日本和德國之間也進行了大量的技術交流。
長焦鏡頭和超廣角:兩個相當大的感光元件
在玻璃穹頂下,小米內建了兩個輔助相機模組,以擴大主模組23毫米f/1.9的光學範圍:相當於13毫米f/2.2的超廣角鏡頭和相當於120毫米f/4.1的長焦鏡頭鏡片。可以滿足普通用戶的大部分需求的範圍。為了在變焦上走得更遠,小米承諾“120倍變焦”,這只是行銷:在這個數位變焦級別,我們將用鏝刀拾取像素。
拋開這種荒謬的交流不談,我們必須承認這兩個模組也很有趣。特別是所使用的感測器的尺寸。雖然許多品牌都使用 1/3.1 甚至 1/4.0 英寸的小型號,但小米利用其大玻璃球的優勢走上了正路:兩個相機模組都是 1/2 英寸格式。它們的有用表面積肯定比 1 英寸感測器的巨型感測器小得多(30 平方毫米與 116 平方毫米相比),但後者超出了標準。 1/2 格式相當舒適,並且在兩種情況下(長焦和廣角)都優於幾乎所有競爭對手。相比之下,三星 Galaxy S22 Ultra 5G 的超廣角鏡頭為 1/2.55 英寸,長焦鏡頭的尺寸更小(1/3.52 英寸)。因此,閱讀技術表的結果很清楚:從紙面上看,12S Ultra所有後置相機模組的感光錶面都遙遙領先所有競爭對手。
但即使小米宣稱其在感測器和光學領域的主導地位,攝影的第三個也是最後一個支柱仍然存在重大未知數:數位影像處理。
影像處理和色彩的未知
數位通道的影像處理基於影像處理器(ISP)和軟體部分,該軟體部分由在觸發時和觸發後運行的許多例程和其他演算法組成。然而,在數位攝影(和攝影)領域,最好有一個硬體平均且優秀的軟體部分。如果我們知道 ISP 是好的——它是整合到高通 Snapdragon 8+ Gen 1 處理器中的 Spectra——那麼我們對軟體部分一無所知。因此,小米(還?)沒有跟隨 Oppo、Vivo 和蘋果的腳步,這些公司都開發了自己的內部影像處理器 –Oppo 外部而Vivo則整合了Apple的A晶片。部分原因在於小米工程師對這個通用 ISP 的掌握。
在影像處理方面,我們一定希望徠卡能夠做到他的工作就像蔡司一樣作為技術整合商,並帶來了一些他的色彩科學。如果產品介紹中提到兩種徠卡攝影「風格」(真實和充滿活力,理解「自然」和「閃爍」),這告訴我們的資訊很少。智慧型手機將如何應對困難的光線條件?當蘋果在這一領域佔據主導地位時,我們可以期望不同模組之間的色度連續性如何?
儘管組件變得越來越高效,但對準確顏色的追求並沒有停止。因為每個感測器、每個光學元件都有其特殊性。對於每個新組件 - 甚至每個終端,由於必須管理模組之間的平衡 - 通常需要重寫部分軟體才能獲得滿意的結果。效果圖也必須適應不同文化的品味!我們唯一的先驗是基於火徠卡與華為的合作,誰有好的結出果實。
從表面上看,我們覺得小米已經為它的第一款「徠卡手機」使出了渾身解數:感測器範圍從大型(超廣角、長焦)到巨型(主模組)。光學器件非常明亮,其複雜的結構(8P、7P)保證了良好的基本品質——也就是說,即使在後期校正之前也是如此。因此,兩大未知數是自動對焦速度,這是 2022 年的關鍵值,所有高階終端在這方面都表現出色。同樣重要的是:色彩質量,在變焦競賽結束後,它已成為整個行業的主力。希望小米能在歐洲推出自己的終端,看看攝影界是否真的找到了新的冠軍。