在长期抵制 12 Mpix 传感器之后,Apple 正在转向与 Android 终端一样的过采样。新型 48 Mpix 传感器比上一代传感器更大、更密集。并且有可能消除“iPhone制造”照片最后的渲染缺陷
借助 iPhone 14 Pro 的 48 Mpix 传感器,苹果正在转向“过采样”。这不是一种宗教,而是一种非常适合智能手机的摄影方法。自从 iPhone 出现以来就陷入困境
直到最近,两种愿景仍然存在冲突:在给定的表面上,集成少量但较大的光电二极管,或者更喜欢较小的光电二极管,但更多。第一种方法是苹果、谷歌和索尼的方法(有时这种方法仍然存在)。但由于智能手机SoC计算能力的飞速发展,亚洲的竞争以及该领域两大巨头索尼和三星的超定义传感器改变了这一局面。
Apple 转向过采样
主摄像头模组iPhone 14 专业版因此,这是一段时间内两代 iPhone 之间最大的摄影改进。因为每张图像可实现高达 40,000 亿次摄影计算,因此他们有能力充分利用这种新型传感器的 4800 万个感光点。比上一代大65%» – 这并没有真正给我们尺寸,迫不及待地对 iFixit 进行逆向工程!
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如果 iPhone 的图像质量从一代到下一代都在逻辑上得到改善,那么这款 48 Mpix 传感器的过采样让苹果能够做出很多承诺。默认情况下以 12 Mpix 运行,它的作用并不是日常的图像清晰度:而是其显示细节和在弱光下工作的能力。
苹果在最后一个领域的承诺——“噪音降低 3 倍» – 不是科幻小说的范畴。 4800 万个点的采样为 A16 Bionic 的图像处理器提供了更多信息,以生成相关的“平均值”,从而更精细地应用算法。传感器将 1.22 微米光电二极管分为四个组(四拜耳传感器,2.44 微米),它将为每个最终像素提供四种颜色信息(x2 绿色、x1 红色、x1 蓝色)以及四种不同的色度(光)信息。相比之下,iPhone 13 Pro 的光电二极管尺寸为 1.9 微米,因此 iPhone 14 Pro 可以为每个渲染像素捕获更多光线和更多颜色信息。
这种方法多年来一直在 Android 终端中使用,如果实施得当,可以纠正 iPhone 多年来存在的缺陷。一旦我们放大前几代的照片,我们就会注意到由于定义不明确的传感器缺乏信息而导致缺乏技巧、平坦的区域。虽然 iPhone 一直因其色彩而脱颖而出,并且在自动对焦方面处于领先地位,但图像精度方面的优势可能会让苹果遭受重大打击。
新的主光学器件:更宽、更亮
摄影意味着“用光书写”,苹果不仅扩大了传感器,还设法提高了光学器件的光圈值——同时实现这两项操作是一项壮举。为此,该品牌还多年来首次改变了焦距:永恒的26毫米等效变成了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)亮三分之一档。
在这个 7 元件光学单元(即由 7 个镜头组成)下,有第二代传感器机械稳定功能。这个“大”传感器的关键稳定性,因为光学稳定镜头似乎已经消失了。这并不是一件坏事,移动元件越少,光学质量就越好。现在,机械+电子稳定组合甚至在“真实”相机中也能产生奇迹。
然而,至于另外两个相机模块,事情进展较少。焦距和光圈均保留:超广角仍相当于 13 毫米,这得益于稍大的 12 Mpix 传感器。与上一代相同的长焦镜头,即 77 mm f/2.8 等效镜头,仍配备 12 Mpix 传感器。
新的超广角模块传感器迫使苹果重新设计光学器件。如果它的亮度降低三分之二(我们从 f/1.8 变为 f/2.2),苹果仍然承诺在低光和微距方面会有很大的改进。
另请注意,苹果在其新款闪光灯的设计中考虑了不同的焦距。它由多个 sub-LED 组成,现在具有适合每个角度覆盖范围的模式。这是一次谨慎的更新,但对于灯光肖像爱好者来说可能会改变很多事情。
传感器核心=第四焦距
除了我们已经与您谈论过的过采样优势之外,主摄像头模块传感器的 4800 万个光电二极管还有一个有趣的用途。无需重新处理彩色信息的“数字”变焦。除了长焦相机模块提供的 3 倍变焦系数外,主传感器核心的 12 Mpix 还充当 2 倍变焦功能。
这使得 iPhone 14 Pro 能够在 x1 和 x3 模式之间显示“原生”x2 变焦。提供额外焦距的技术旋转。这始终是一个好主意:摄影写作首先需要选择焦距。扩大这种选择意味着给予更多的表达方式。而且焦距在这里也不是无足轻重的:在其中心裁剪的 24 毫米焦距给出了 48 毫米等效物的取景(但不是透视效果图,请小心),非常接近当时的“经典”50 毫米。电影。
48 Mpix 赋予 ProRAW 更多意义
过采样可以生成漂亮的 12 Mpix 图像,但额外的清晰度对于放大打印效果非常实用。 Apple 可以通过其 ProRAW 格式很好地展示其对软件的掌握。
所有配备“超级”48、50 甚至 108 Mpix 传感器的高端 Android 智能手机都允许您手动断开终端以进行 RAW 拍摄。问题是这种非常原始的格式无法从任何(或很少)软件改进例程中受益。然而,来自如此小尺寸的 50 Mpix 传感器的未解释信号通常质量不是很好。
然而,据我们所知,苹果是唯一一家拥有 RAW 格式的厂商,该格式仍然受益于软件改进(降噪、扩大动态范围,而动态范围必然受到小型传感器的限制等)。可以说,我们将热衷于将来自竞争终端的“基本”RAW 与 48 Mpix Apple ProRAW 文件进行比较,该原始定义具有相同的本机定义。在这方面,苹果可能会再次损害安卓的竞争。即使它在非常明确的传感器上到达(确实非常晚)。
视频:改变角度覆盖范围以实现 GoPro 稳定性
在视频方面,更大的尺寸以及新的 48 Mpix 传感器的新规格带来了一些进步。第一个是,除了上一代的 4K24p 之外,还可以在 4K30p 中使用“影院”模式。对于用于网络/电视而不是电影的作品来说是一个很好的优势。
另一个好处是稳定性。 “动作模式”利用传感器的超级图像清晰度来产生非常稳定的 4K 视频流 - 一种 GoPro HyperSmooth,它允许您在某些场景中无需使用万向节。我们对这个问题唯一的保留意见是这种电子稳定带来的显着裁剪——在会议期间的视频广播中可以明显看出。这种裁剪是合乎逻辑的,因为它涉及以尽可能高的清晰度捕获尽可能宽的范围,以将图像“剪切”到软件中维护的地平线上。但焦距的损失通常很显着(显着收紧),这就是为什么这种功能对于像 GoPro 那样的超广角角度覆盖更加有用。
对弱光的追求
在一张幻灯片中,苹果公然展示了一个相当令人印象深刻的承诺:低光下的图像质量提高一倍(前置摄像头、超广角和长焦镜头)甚至三倍(主广角模块)。在物理方面,光学器件进行了重新设计,这对光量(以及图像质量,请注意,有时是不相关的)有很大影响。显然,传感器尺寸的扩大以及主模块的过采样使得收集更多光子成为可能。
但还有其SoC的计算能力。一款一体化芯片,具有图像处理的两个关键部分:图像处理器(ISP 为“图像信号处理器”)以及负责“AI”算法的神经引擎。这两个新A16 Bionic的子部件仅配备在这批iPhone 14的“Pro”版本中,每张照片可以进行4万亿次运算。
得益于 4nm 雕刻技术,苹果能够在其芯片中安装近 160 亿个晶体管,这使得提高构成芯片的所有元件(CPU、GPU、ISP、NE 等)的性能成为可能。也正是得益于这种计算能力,再加上算法的质量,苹果才能在弱光领域取得如此进步。这无疑将使其能够消除其终端最后的顽固缺陷。谁知道呢,还要重新获得它在图像领域的完全统治地位。