在長期抵制 12 Mpix 感測器之後,Apple 正在轉向與 Android 終端一樣的過採樣。新型 48 Mpix 感測器比上一代感測器更大、更密集。並且有可能消除「iPhone製造」照片最後的渲染缺陷
借助 iPhone 14 Pro 的 48 Mpix 感應器,蘋果正在轉向「過度採樣」。這不是一種宗教,而是一種非常適合智慧型手機的攝影方法。自從 iPhone 出現以來就陷入困境
直到最近,兩種願景仍然存在衝突:在給定的表面上,整合少量但較大的光電二極管,或更喜歡較小的光電二極管,但更多。第一種方法是蘋果、谷歌和索尼的方法(有時這種方法仍然存在)。但由於智慧型手機SoC運算能力的快速發展,亞洲的競爭以及該領域兩大巨頭索尼和三星的超訂感測器改變了這一局面。
Apple 轉向過取樣
主相機模組iPhone 14 專業版因此,這是一段時間內兩代 iPhone 之間最大的攝影改進。因為每張影像可實現高達 40,000 億次攝影運算,因此他們有能力充分利用這種新型感測器的 4,800 萬個感光點。比上一代大65%» – 這並沒有真正給我們尺寸,迫不及待地對 iFixit 進行逆向工程!
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如果 iPhone 的影像品質從一代到下一代都在邏輯上得到改善,那麼這款 48 Mpix 感測器的過採樣讓蘋果能夠做出很多承諾。預設以 12 Mpix 運行,它的作用並不是日常的影像清晰度:而是其顯示細節和在低光源下工作的能力。
蘋果在最後一個領域的承諾—「噪音降低 3 倍» – 不是科幻小說的範疇。 4800 萬個點的採樣為 A16 Bionic 的圖像處理器提供了更多信息,以生成相關的“平均值”,從而更精細地應用演算法。感測器將 1.22 微米光電二極體分為四個組(四拜耳感應器,2.44 微米),它將為每個最終像素提供四種顏色資訊(x2 綠色、x1 紅色、x1 藍色)以及四種不同的色度(光)資訊。相較之下,iPhone 13 Pro 的光電二極體尺寸為 1.9 微米,因此 iPhone 14 Pro 可以為每個渲染像素捕捉更多光線和更多色彩資訊。
這種方法多年來一直在 Android 終端機中使用,如果實施得當,可以糾正 iPhone 多年來存在的缺陷。一旦我們放大前幾代的照片,我們就會注意到由於定義不明確的感測器缺乏資訊而導致缺乏技巧、平坦的區域。雖然 iPhone 一直因其色彩而脫穎而出,並且在自動對焦方面處於領先地位,但影像精度方面的優勢可能會讓蘋果遭受重大打擊。
新的主光學元件:更寬、更亮
攝影意味著“用光書寫”,蘋果不僅擴大了感測器,還設法提高了光學器件的光圈值——同時實現這兩項操作是一項壯舉。為此,該品牌也多年來首次改變了焦距:永恆的26毫米等效變成了24毫米。 24 毫米 f/1.78,比其上一代(iPhone 13 Pro 中的 26 毫米 f/1.9)亮三分之一檔。
在這個 7 元件光學單元(即由 7 個鏡頭組成)下,有第二代感測器機械穩定功能。這個「大」感光元件的關鍵穩定性,因為光學穩定鏡頭似乎已經消失了。這並不是一件壞事,行動元件越少,光學品質越好。現在,機械+電子穩定組合甚至在「真實」相機中也能產生奇蹟。
然而,至於另外兩個相機模組,事情進展較少。焦距和光圈都保留:超廣角仍相當於 13 毫米,這得益於稍大的 12 Mpix 感測器。與上一代相同的長焦鏡頭,即 77 mm f/2.8 等效鏡頭,仍配備 12 Mpix 感光元件。
新的超廣角模組感測器迫使蘋果重新設計光學元件。如果它的亮度降低三分之二(我們從 f/1.8 變成 f/2.2),蘋果仍然承諾在低光和微距方面會有很大的改進。
另請注意,蘋果在其新閃光燈的設計中考慮了不同的焦距。它由多個 sub-LED 組成,現在具有適合每個角度覆蓋範圍的模式。這是一次謹慎的更新,但對於燈光肖像愛好者來說可能會改變很多事情。
感光元件核心=第四焦距
除了我們已經與您談論過的過採樣優勢之外,主相機模組感測器的 4800 萬個光電二極管還有一個有趣的用途。無需重新處理彩色訊息的「數位」變焦。除了長焦相機模組提供的 3 倍變焦係數外,主感光元件核心的 12 Mpix 還可充當 2 倍變焦功能。
這使得 iPhone 14 Pro 能夠在 x1 和 x3 模式之間顯示「原生」x2 變焦。提供額外焦距的技術旋轉。這始終是一個好主意:攝影寫作首先需要選擇焦距。擴大這種選擇意味著給予更多的表達方式。而且焦距在這裡也不是無足輕重的:在其中心裁剪的 24 毫米焦距給出了 48 毫米等效物的取景(但不是透視效果圖,請小心),非常接近當時的“經典”50 毫米。
48 Mpix 賦予 ProRAW 更多意義
過採樣可以產生漂亮的 12 Mpix 影像,但額外的清晰度對於放大列印效果非常實用。 Apple 可以透過其 ProRAW 格式很好地展示其對軟體的掌握。
所有配備「超級」48、50 甚至 108 Mpix 感測器的高階 Android 智慧型手機都允許您手動斷開終端以進行 RAW 拍攝。問題是這種非常原始的格式無法從任何(或很少)軟體改進例程中受益。然而,來自如此小尺寸的 50 Mpix 感測器的未解釋訊號通常品質不是很好。
然而,據我們所知,蘋果是唯一擁有 RAW 格式的廠商,該格式仍受惠於軟體改良(降噪、擴大動態範圍,而動態範圍必然受到小型感測器的限制等)。可以說,我們將熱衷於將來自競爭終端的「基本」RAW 與 48 Mpix Apple ProRAW 檔案進行比較,該定義具有相同的本機定義。在這方面,蘋果可能會再次損害安卓的競爭。即使它在非常明確的傳感器上到達(確實非常晚)。
影片:改變角度覆蓋範圍以實現 GoPro 穩定性
在視頻方面,更大的尺寸以及新的 48 Mpix 感測器的新規格帶來了一些進步。第一個是,除了上一代的 4K24p 之外,還可以在 4K30p 中使用「劇院」模式。對於用於網路/電視而不是電影的作品來說是一個很好的優勢。
另一個好處是穩定性。 「動作模式」利用感應器的超級影像清晰度來產生非常穩定的 4K 視訊串流 - 一種 GoPro HyperSmooth,它允許您在某些場景中無需使用萬向節。我們對這個問題唯一的保留意見是這種電子穩定帶來的顯著裁剪——在會議期間的視訊廣播中可以明顯看出。這種裁剪是合乎邏輯的,因為它涉及以盡可能高的清晰度捕獲盡可能寬的範圍,以將圖像「剪切」到軟體中維護的地平線上。但焦距的損失通常很顯著(顯著收緊),這就是為什麼這種功能對於像 GoPro 那樣的超廣角角度覆蓋更加有用。
對弱光的追求
在一張幻燈片中,蘋果公然展示了一個相當令人印象深刻的承諾:低光下的影像品質提高一倍(前置鏡頭、超廣角和長焦鏡頭)甚至三倍(主廣角模組)。在物理方面,光學器件進行了重新設計,這對光量(以及圖像質量,請注意,有時是不相關的)有很大影響。顯然,感測器尺寸的擴大以及主模組的過採樣使得收集更多光子成為可能。
但還有其SoC的運算能力。一體成型晶片,具有影像處理的兩個關鍵部分:影像處理器(ISP 為「影像訊號處理器」)以及負責「AI」演算法的神經引擎。這兩個新A16 Bionic的子部件僅配備在這批iPhone 14的「Pro」版本中,每張照片可以進行4兆次運算。
由於 4nm 雕刻技術,蘋果能夠在其晶片中安裝近 160 億個電晶體,這使得提高構成晶片的所有元件(CPU、GPU、ISP、NE 等)的性能成為可能。也正是得益於這種運算能力,再加上演算法的質量,蘋果才能在低光源領域取得如此進步。這無疑將使其能夠消除其終端最後的頑固缺陷。誰知道呢,還要重新獲得它在圖像領域的完全統治地位。