諾基亞808 4100萬像素的秘密：4000萬並成500萬

2012年03月06日 07:55
來源：手機中國 作者：徐磊

自從諾基亞放出了首款4100萬像素的智慧手機808 PureView的消息之後，連日以來“4100萬像素”這幾個字頻頻出現在各大科技類網站的醒目位置，引起了網友的高度關注。4100百萬像素可以說是很多專業級數位相機都到達不了的高度。然而，不少網友對這款手機感興趣的同時也在質疑，這樣強大的硬體配置究竟只是參數上的噱頭，還是真能帶來強大的拍照功能？

諾基亞808 4100萬像素遭質疑

很多網友都存在著這樣的疑問，4100萬像素究竟意味著什麼？高像素就能帶來高畫質嗎？諾基亞這款神機的高像素是真的嗎？達到4100萬像素需要這款手機配備多大的CMOS呢？接下來，筆者就針對這些問題為大家做一個詳細的解析。

4100萬像素到底有多大？

對於一款手機的攝像頭來說，800萬像素是目前的主流水準。1000多萬像素已經非常之高了。而諾基亞808 PureView的攝像頭卻達到了驚人的4100萬像素，突破了人們想像的極限。以至於很多人不得不用“喪心病狂”或者“駭人聽聞”等詞語來表達自己無比震驚的心情。那麼，“4100萬像素”究竟有多大呢？接下來我們通過對主流智慧手機以及專業單反相機的像素數進行一下比較，來展示4100萬像素到底有多大。

主流手機與專業單反像素對比

諾基亞808 PureView與中畫幅相機賓得645D

從以上對比圖中我們可以看到，主流智慧手機的攝像頭像素一般都在800萬像素，諾基亞N8以及摩托羅拉XT928等少數手機的像素高於1000萬。而售價在1萬多元的專業單反相機佳能5D Mark II的像素也才剛剛達到2000萬像素級別。即使算上尼康剛剛發佈的最新一代全畫幅單反相機D800，像素數也僅僅達到了3600萬。目前能夠達到4000萬像素級別的也只有更高端的中畫幅數位相機了，而這類相機的售價基本都在10萬甚至20萬元以上，低端的也要6、7萬元。比如賓得645D和哈蘇H4D-60 等。下圖為各個像素範圍實際圖像尺寸的對比圖。

實際顯示尺寸對比

各像素範圍實際顯示尺寸

我們知道，每個圖像都是由很多個像素點組成，“像素”是表示圖像尺寸大小的單位，那麼4100萬像素到底有多大呢？從以上圖片中我們可以清楚的看到，不同像素範圍代表的實際圖像大小。其中，上圖左下角最小長方形部分為15英寸寬屏筆記本電腦顯示屏的尺寸。解析度為1280*800像素，約等於100萬像素，實際尺寸為寬34釐米、長21釐米。圖中藍色部分為4100萬像素圖像的大小，實際顯示尺寸為273釐米*189釐米。從實際顯示面積上來看，在72像素/英寸的解析度下，4100萬像素圖像的實際尺寸相當於70多個15英寸顯示屏的面積的總和。

貨真價實還是假冒偽劣？

諾基亞808 PureView的發佈引起了眾多消費者以及媒體的高度關注，在驚呼其不可思議的4100萬像素的同時，也有一部分人對此提出質疑，認為如此高的像素是插值而來，這也是很多數位相機為了提高像素，慣用的伎倆。然而經過多方考證得知，諾基亞808 PureView的4100萬像素確實是貨真價實的。這也得益於其採用的超大的1/1.2的感光元件，使得即使在此感光元件上融入4100萬像素，也能保證單個像素尺寸達到1.4微米，這一數據遠大於普通智慧手機採用的1.1微米級別的感光元件。說到這裡有些不懂相機參數的人又暈了，到底什麼是插值？1/1.2的感光元件有多大？1.4微米是什麼概念？接下來筆者為大家一一解答。

什麼是插值？

“插值”實際上是一種圖像處理技術，是指將數位相機中的感光器件所形成的實際像素，通過相機中內置的軟體，根據實際感光影像的像素，按照一定的運算方法進行計算，產生出新的像素點，並將其插入到原來像素附近的空隙處，從而產生出增加了像素總量和增大了像素密度的影像的方法。很多數位相機中都有採用這項技術來增加像素，一般數位相機說明書中會標明該相機的最大像素和有效像素，其中有效像素就是實際像素，而最大像素就是通過插值得到的像素。

插值前後對比

如圖所示，我們把一張原始的照片放大兩倍（邊長），由於像素數並沒有增加，所以圖片會變得模糊不清，這時通過插值運算，系統程式會自動選擇資訊較好的像素作為增加的像素，在圖像放大時，圖像看上去會比較平滑、清晰。不過需要說明的是插值並不能增加圖像資訊。而且通過插值獲得的圖像也遠比不上實際像素的圖像品質高。這就好比在香濃的咖啡中加入一杯清水，雖然容量會增加，但是味道也會變得稀薄。

1/1.2的感光元件有多大？

1/1.2實際上是表示感光元件對角線的長度為1/1.2英寸（1英寸=16釐米），也等效于10.8毫米×7.5毫米的感光元件。下圖為諾基亞808 PureView的感光原件和其他拍照設備的感光元件尺寸對比圖。

感光元件尺寸對比圖

大家都知道，相機成像品質的高低，感光元件尺寸的大小起到關鍵的作用。從上圖我們能夠直觀的看到，諾基亞808 PureView的感光元件尺寸相比單反相機相差很大，從而也可以斷言，諾基亞808 PureView的成像品質和單反相機是不在一個等級的。但是它的感光元件尺寸比普通的數位相機以及智慧手機要大得多。所以，諾基亞808 PureView的成像品質還是相當值得期待的。另外，值得注意的是，諾基亞808 PureView採用的只是普通的感光元件，並非iPhone 4S等手機採用的背照式感光元件。

雙比例切換對比圖

雙比例切換對比

我們知道，在相機設置裏，我們可以選擇4：3或者16：9的照片長寬比例。從以上兩圖我們可以看出，普通數位相機在選擇4：3比例的照片時，感光元件的像素全部被用到，而選擇16：9時，則相當於從4：3的照片中截取了一部分，有很大一部分有效像素則被浪費掉了。而諾基亞808 PureView則不同，雖然感測器具備著4148萬的高像素（7728×5368），但是在實際拍攝只能選擇3839萬的4：3模式（7152×5368）以及3365萬的16：9模式（7728×4354）。不過這樣做也有個好處，就是在選擇16：9模式拍照時，能夠實現無損比例切換功能，減少了像素損失。這項技術也被稱為面積冗余技術。

1.4微米是什麼概念？

實際上像素點也是有大小的，1.4微米指的是單個像素的尺寸。一塊固定大小的感光元件上只能容納一定數量的像素，如果想增加更多的像素，只能選擇尺寸更小的像素點。而越小的像素點感光能力就越弱，像素之間的干擾越嚴重，成像的噪點也就越多，成像品質也會下降。所以，很多數位相機以及手機總是單純的追求高像素，成效效果反而適得其反。

像素點大小對比圖

從上圖我們可以看到，諾基亞808 PureView雖然採用了超高的4100萬像素，但是由於感光元件尺寸也相應的增大了不少，所以單個像素的尺寸仍保持了1.4微米的較高水準，這一數據比普通智慧手機大了不少，而且僅比數位相機小了一點點。在實際拍照中，諾基亞808 PureView比普通手機能夠撲捉到更多的光線，從而得到更好的成像。

4100萬像素有什麼用？

在傳統的觀念裏面，像素的高低代表著可輸出圖像的尺寸的大小，利用一款手機的攝像頭來輸出巨幅海報，以代替專業相機，在目前來說，這個做法顯然是愚蠢至極的，相信諾基亞也不會做出這樣的傻事。那麼諾基亞808 PureView採用如此高的像素到底有什麼用呢？實際上諾基亞這次將兩項先進的技術融入了手機攝像頭當中，一項是“無損數位變焦”。另一項則是“像素超採樣”技術。

什麼是無損數位變焦？

“無損數位變焦”本質上還是“數位變焦”其工作原理如下圖所示：

普通數位變焦畫質影響較大

從上圖我們可以看出，數位變焦實際上就是從原圖中截取了一部分，然後通過插值的演算法進行放大，從而達到變焦的目的。數位變焦由於減少了有效像素數量，所以對圖像品質的影響比較大，也稱作有損數位變焦。而諾基亞808 PureView的無損變焦技術實質上也大同小異，只不過它有足夠的像素可供用戶或者系統裁剪，不用另外插值補充像素，變焦後相當於從4100萬像素的圖像中截取500萬像素部分，直接輸出也能達到無損的效果，所以稱作無損數位變焦。

無損數位變焦放大照片依然清晰

無損數位變焦倍率與像素的關係

如上圖所示，諾基亞808 PureView有4種工作模式可供選擇，全像素、800萬、500萬、300萬，其中800萬像素可以實現5倍無損數位變焦，500萬提供8倍無損數位變焦，300萬像素14倍無損數位變焦。

諾基亞為什麼不直接採用光學變焦，反而要無損數位變焦這麼麻煩呢？因為手機畢竟是一種便攜的移動通訊工具，對尺寸的要求比較高。如果採用光學變焦就必須採用個頭更大的變焦鏡頭，這樣會增大手機的體積和重量，看起來也不美觀。這類手機之前也曾經有過，但是效果並不理想。而無損數位變焦卻能夠有效的改善這一問題，在實現變焦的同時，對手機體積的影響並不大。雖然無損數位變焦並不如光學變焦帶來的成像品質高，但是就目前來講，在手機上使用無損數位變焦是最好的選擇。

像素超採樣技術

諾基亞808 PureView的像素超採樣技術是將8個像素壓縮成為一個pure像素的技術，以至於能夠達到較高的高感光度畫質。我們也可以這樣理解：我想要一張500萬像素的照片，然而我卻用4000萬像素去拍攝一張照片，然後再通過壓縮，將4000萬像素合併成500萬像素進行輸出，這樣做的好處是，增加了像素密度，使照片看起來更加清晰細膩，並且極大的減少了弱光環境下的噪點。

像素超採樣技術示例圖

從上圖我們可以看出，左圖和右圖都是原始像素百分百顯示截圖，兩張圖片的顯示效果相似，但是都有些發虛。而中間的圖片為左圖縮放至原圖尺寸的1/4得到的。其顯示效果明顯比原圖直出要清晰。這可以說明，用4100萬像素拍攝一張照片，然後壓縮至800萬像素，得到的圖像細膩程度，要高於直接用800萬像素拍攝的照片。這也就是為什麼諾基亞要採用如此高的像素的第二個原因。

結束語：

通過以上的介紹，相信大家對諾基亞808 PureView有了一定的了解，首先我們肯定了4100萬像素確實是貨真價實的，其次也證明了如此高的像素也是非常實用的。筆者認為，這款手機一定會成為一款具有劃時代意義的手機。諾基亞花費5年的時間所研製的“無損數位變焦”技術運用了非常先進的理念，改變了人們一直以來“變焦靠鏡頭”的傳統觀念，這項技術在未來的智慧手機中一定會發揮越來越重要的作用。

目前來講，諾基亞憑藉著這項技術已經成功的吸引了全世界的眼球，並且把諾基亞重新推到了輿論的最高峰。諾基亞能不能憑藉著這項先進的技術理念，重新奪回自己在智慧手機中的地位呢？讓我們拭目以待吧！