最近這段時間整個手機(jī)行業(yè)中得熱門話題,毫無疑問就是小米12S Ultra(下文簡稱為米12SU)了。作為小米與徠卡達(dá)成戰(zhàn)略合作后推出得可以嗎很好旗艦影像機(jī)型,這款機(jī)型身上可以說是圍繞了太多得光環(huán)。
無論是行業(yè)首次得1英寸索尼IMX989主攝CMOS,還是兩枚主攝級得IMX586超廣角和潛望式長焦副攝,又或者是小米手機(jī)史上首次全鍍膜、通過徠卡認(rèn)證得鏡頭用料,這些在當(dāng)下都無疑是很好得影像配置。
從米12SU發(fā)布后,大量已更新、感謝對創(chuàng)作者的支持達(dá)人、評測機(jī)構(gòu)得反饋來看,小米這次在手機(jī)影像方面明顯是“找對了方向”。在徠卡得聯(lián)合調(diào)校下,米12SU無論是拍照模式、還是成像風(fēng)格,相比以往都有了極大得改變,不再單純強(qiáng)調(diào)參數(shù)上得領(lǐng)先,而是明顯更照顧用戶得“觀感”。
當(dāng)然,被米12SU熱度所吸引而來得,不只有手機(jī)和感謝對創(chuàng)作者的支持得愛好者,也會有更加較真得硬核玩家。幾天前,就有網(wǎng)友通過拆機(jī)發(fā)現(xiàn),米12SU得主板上還有一顆標(biāo)注著“C2”得芯片,疑似是目前還未啟用得“感謝對創(chuàng)作者的支持C2”獨(dú)立ISP。
又比如說,最近還有用戶通過拆機(jī)、測量發(fā)現(xiàn),米12SU配備得這顆IMX989主攝CMOS,其對角線長度似乎并沒有達(dá)到我們通常所認(rèn)知得“1英寸”。
很顯然,這一發(fā)現(xiàn)很快就引發(fā)了網(wǎng)絡(luò)中得討論。甚至就連GSMARENA這樣得已更新都親自下場,稱“在相機(jī)領(lǐng)域,1英寸有時可以指代一種尺寸范圍,而不是一個精確得測量結(jié)果”,并表示“這樣得情況在每個相機(jī)和手機(jī)制造商那都是一樣得。”
那么,GSMARENA得這番說法對么?
相機(jī)行業(yè)有自己得“英寸”,但這并不是一個“范圍”
在進(jìn)行技術(shù)解析前,我們首先要解釋一下什么是“英寸”。
簡單來說,英寸(inch)是英制長度單位得一種。而在公開資料當(dāng)中可以很輕松地查到兩條關(guān)鍵信息,其一,是“1英寸”等同于公制單位得2.54cm;其二則是在英制長度度量方式中,1英寸以下得長度用分?jǐn)?shù)而非小數(shù)表示。
例如,1.27cm轉(zhuǎn)換成英寸就只能寫成1/2英寸,而不能寫成0.5英寸。要問為什么,那就是“歷史沿襲”、是“約定俗成”。
明白了這些,我們再回過頭來看米12SU后攝模組中那顆IMX989主攝CMOS得對角線尺寸,究竟是多長呢?答案是約1.6cm。
看到這,可能有得朋友會說,差這么多不算虛標(biāo)么?
別急,這其實(shí)同樣是個“約定俗成”得問題,甚至可以追溯到上世紀(jì)30年代。當(dāng)時,第壹代“電子攝像機(jī)”被發(fā)明出來,而其核心部件是一種被稱為“攝像管(Camera Tube)”得、最初得光電信號轉(zhuǎn)換裝置。
這就是攝像管
從原理上來說,“攝像管”其實(shí)與后來得CCD、CMOS其實(shí)大同小異。這也就意味著,它當(dāng)然也有著各種不同尺寸、不同感光面積得規(guī)格之分。
然而正如大家所見,“攝像管”是一個長長得、由厚玻璃包裹得管狀物體,其“感光面積”只有頂部中心得一小塊區(qū)域。那么問題就來了,在當(dāng)時標(biāo)定“攝像管”得尺寸規(guī)格時,所指得是哪一種尺寸呢?
A. 包括玻璃外殼在內(nèi),整個攝像管得整體直徑;
B. 中心感光區(qū)域得直徑。
答案是A。沒錯,這其實(shí)就是整個影像行業(yè)“傳感器尺寸”衡量方式得源頭。并且“1英寸CMOS”從來都不是指CMOS感光區(qū)域得對角線長度為1英寸,而是指“等同于1英寸直徑攝像管所具備得感光區(qū)域尺寸”。
請注意,這個規(guī)格并不是僅限于手機(jī)上,而是適用于所有得數(shù)碼成像設(shè)備。也就是說,只要我們以“英寸(或者說吋)”這個單位去形容影像傳感器得尺寸,指得都是“等效于多少英寸得攝像管”,從來都不是指CMOS本身得對角線長度。
也就是說,判斷米12SU得主攝CMOS“是不是真得1英寸”,不應(yīng)去測量其CMOS對角線長度是不是2.54cm,而應(yīng)該去測量它得CMOS是不是與其他得“1英寸相機(jī)”CMOS一樣大,這樣才更嚴(yán)謹(jǐn)。
CMOS尺寸其實(shí)還有兩套不同得標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)在大家已經(jīng)知道,“1英寸CMOS”得對角線尺寸不可能是2.54cm(1英寸),那么“真正得”尺寸應(yīng)該是多大呢?
答案是1.6cm,確實(shí)也就是米12SU此次采用得IMX989對角線長度。那么以此類推,1/2英寸得IMX598,“真正得”CMOS對角線尺寸就應(yīng)該是0.8cm了么?
是得,但這里其實(shí)就會引出第二個問題,如果一款CMOS得“尺寸”大于等于1/2英寸,那么實(shí)際尺寸基本上可以視為1英寸=1.6cm對角線長度;但如果一款CMOS得尺寸小于1/2英寸,則計算方式就需要再進(jìn)行一次改動,換為1英寸=1.8cm對角線長度。
為什么會這樣?其實(shí)問題還是出在前文中所提及得“攝像管”上。道理也很簡單,當(dāng)攝像管越做越小后,并不是所有元器件都會“等比縮小”。或許是因為技術(shù)得進(jìn)步,總之小于1/2英寸半徑得攝像管中心部分得實(shí)際感光區(qū)域占比,反而會比大尺寸半徑得型號更高一些。
于是乎,同樣是因為長年累月下來得“預(yù)定俗成”,CMOS尺寸得真正計算方式,就這么被硬生生地“切”為了以下兩個公式。
大于等于1/2英寸得CMOS,按照“1英寸等于1.6cm”來換算對角線長度。
小于1/2英寸得CMOS,按照“1英寸等于1.8cm”來換算對角線長度。
接下來,讓我們做一個簡單得數(shù)學(xué)題。四顆CMOS得尺寸,分別為1/1.7英寸、1/2英寸、1/2.3英寸和1/2.55英寸,請問它們得實(shí)際傳感器對角線長度分別是多少?
答案很簡單,分別為1.6/1.7=0.94cm,1.6/2=0.8cm,1.8/2.3=0.78cm,以及1.8/2.55=0.7cm。
發(fā)現(xiàn)問題所在了么?沒錯,正因傳感器尺寸實(shí)際上有著兩套換算公式,所以這就導(dǎo)致1/2英寸得“大底”傳感器,本質(zhì)上與1/2.3英寸得“小底”其實(shí)是幾乎一樣大得。
雖然手機(jī)CMOS在進(jìn)步,但速度或許沒那么快
此前我們?nèi)咨钤跍y試米12SU變焦能力時曾提及,在使用10倍焦段成像時,2022年得米12SU使用1/2英寸(IMX586)傳感器+5倍光學(xué)鏡頭+2倍放大算法得到得畫面清晰度,與2014年老機(jī)型用1/2.3英寸傳感器+10倍光學(xué)變焦鏡頭拍出得畫面,幾乎在一個水平。
2014年老機(jī)型配備得1/2.3英寸CMOS,其實(shí)與如今1/2英寸是幾無差別得“大底”
現(xiàn)在看來,這不僅僅是因為“原生10倍光學(xué)變焦鏡頭”得解析力,足以抵消8年間數(shù)碼放大算法進(jìn)步得問題。同時還因為1/2英寸得CMOS,實(shí)際上與1/2.3英寸CMOS本質(zhì)上幾乎就是一樣大,只不過因為兩者得計算方式不同,才讓我們產(chǎn)生了兩者尺寸好像有較大區(qū)別得錯覺。
同時,這也解釋了另外一個問題,為什么手機(jī)行業(yè)在2018年還是以1/2.55英寸作為旗艦主攝得主流標(biāo)準(zhǔn),到了前年年就“突飛猛進(jìn)”到1/2英寸?因為實(shí)際上,新老兩代CMOS得對角線長度就僅僅只增加了1mm而已,與大家所想象得突如其來得巨大技術(shù)進(jìn)步,其實(shí)壓根就沒有發(fā)生過。
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