imx978簡評:超時代的超級傳感器
最近盛傳某國產(chǎn)旗艦將會搭載imx978傳感器+f/1.6大光圈+光學(xué)防抖沖擊dxomark第一,不過,很多人應(yīng)該對imx978不甚了解吧。雖然imx978的部分規(guī)格已經(jīng)被站哥曝光過,但是卻并沒有人對其解讀。根據(jù)目前已經(jīng)曝光的資料,imx978主要有以下幾個特征:
(1)1.024英寸規(guī)格的超超大底;
(2)14bitADC超高規(guī)格讀出;
(3)2*2ocl全像素全向?qū)梗?/p>
(4)4k120FPS 10bit/ 1080p 960FPS超高讀出速度;
(5)雙原生ISO;
(6)超大像素。
這里對其各項規(guī)格做一個簡單的解讀吧。
1.一英寸超級大底
雖然攝影圈常說底大一級壓死人,但是華為用mate50告訴我們實際決定成像素質(zhì)的還是實際傳感器進(jìn)光量。傳感器進(jìn)光量=傳感器面積*光圈,在一定光圈的情況下,傳感器面積直接決定進(jìn)光量?,F(xiàn)代手機光圈一般差距不大,撐死就是f/1.8和f/1.9的區(qū)別,因此舊“底大一級壓死人”了??紤]到傳感器主要噪聲來源還是散粒噪聲滿足泊松分布,因此傳感器域噪聲便直接和進(jìn)光量正相關(guān)也就是和傳感器面積正相關(guān)了,所以1.024寸規(guī)格是絕對能帶來正增益的。
不過imx978還有個小問題,就是它是16:11的。沒錯無論是在成像還是視頻,它都不會用到完整的傳感器面積。在4:3和16:9兩種輸出模式下,用到的傳感器對角線都是1/1.06寸左右,雖然相比原來的5200萬像素,1.024寸略小,但是依然也是巨無霸了,配合f/1.6大光圈,進(jìn)光量妥妥的王者,無可質(zhì)疑。大概算了一下,就算面積稍小了一點,進(jìn)光量依然可以碾壓vivo x90pp,小米12su、magic4至臻等一票國產(chǎn)旗艦。
在4:3模式下輸出4766萬像素,大概可算4800萬像素(或者4:3輸出就是4800萬像素,總像素比5200萬略多)。而在16:9模式下,總像素數(shù)4250萬像素。
2.14bit高位數(shù)讀出
位數(shù)直接代表色深,因此位數(shù)越高,圖片含有的顏色越多。主流傳感器目前大概都是10bit,甚至大量湊數(shù)攝像頭只有8bit色深。原生輸出12bit的目前筆者了解的只有imx378,689,700,789四款,而目前在高端相機傳感器已經(jīng)大為普及的16bit,對于手機來說依然是個奢望。
對于imx378已經(jīng)上了12bit,而現(xiàn)在沒有什么發(fā)展,是一個很差勁的事。高級顯示器早就普及10bit和12bit了,對于12bit顯示器想要獲得更好的顯示體驗,就必須要用14bit來壓縮。因此,這是更高色深應(yīng)該被普及的原因。并且,14bitADC有助于縮小一些種類的噪聲。而高端imx989只支持10bit,看來是14bitADC電路造價比較貴吧。
3.2*2ocl全像素全向?qū)?/p>
在傳感器片上對焦的發(fā)展史上,經(jīng)歷了反差對焦,相位對焦,全像素雙核對焦,2*1ocl和2*2ocl幾個發(fā)展過程。哦對三星,為了不用友商的技術(shù),三星的對焦發(fā)展之路更加曲折,從2*1ocl開始,三星利用自己在小像素工藝的優(yōu)勢瘋狂打磨小像素雙核對焦,但是迷惑的是不給全高的dti,一直到gn5,雙核對焦打磨到頭,給了全高dti,做到1微米像素雙核對焦,證明了這是死路。在中間為了實現(xiàn)雙核對焦打磨,還做出了gn2這種斜置dti的奇葩傳感器來實現(xiàn)雙核對焦下的全像素全向?qū)?,但是因為沒有斜置像素只是斜置dti,最終也被證明是一次不成功的嘗試。最終,在一番折騰后,三星拿回了2*1ocl(superpd),之后做雙2*1ocl代替2*2ocl(double super pd),發(fā)現(xiàn)還是不如2*2ocl好使,最終換回了2*2ocl,索尼用技術(shù)表明姜還是老的辣。但是三星保留了最后的倔強,用0.6微米小像素工藝做出了2億像素的2*2ocl,在不過分犧牲解析力的情況下實現(xiàn)了2*2ocl,而索尼的5000萬像素2*2ocl實際解析力因為2*2ocl的特性只有1/4的1250萬像素,損失很大,說明三星小像素工藝還是有效的。
2*2ocl用歷史告訴大家,我就是目前最強的對焦,它比大部分傳感器低光對焦性能都要更好,當(dāng)然對焦也和像素大小和調(diào)教有關(guān),比如imx700對焦比766就要好,但是978是1.55微米超大像素,意味著它應(yīng)該是目前市面上對焦性能最好的移動端傳感器。
4.4k 120FPS 10bit/1080p 960FPS輸出
現(xiàn)在的視頻底沒有4k120FPS輸出,就顯得自己低人一等了。imx978在imx789,787等基礎(chǔ)上再次進(jìn)化,從8bit視頻輸出進(jìn)化到和imx608一致的4k 120FPS 10bit輸出。這樣的高速讀出性能自然也代表這它的高速讀出能力,imx978在imx989的1080p/480FPS基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)化到支持1080p 960FPS,這個讀出規(guī)格也達(dá)到了imx608的水平,加上面積比608大,因此可以獲得非常強悍的視頻表現(xiàn),具體如何參見當(dāng)年mate30Pro超級慢動作視頻帶給人們的驚艷感。目前尚不知是否支持720p 1920FPS輸出,不過考慮到列ADC讀出原理,理論上也是支持的。
這是筆者認(rèn)為最合適的讀出方式:為了實現(xiàn)超級慢動作的最佳視角,mate30Pro超廣角視角從120度縮減到100度,犧牲了廣度。在一英寸橫行、等效焦距已經(jīng)做到22mm甚至21mm的當(dāng)下,主攝上高速讀出輸出慢動作視頻,也不會出現(xiàn)三星那時候的窄視角了,還是不錯的。之后,超廣角在配等效12mm自由曲面鏡頭,即可以實現(xiàn)最好的搭配。
5.雙原生ISO
這似乎是視頻底的標(biāo)配了。通過設(shè)計兩套電路實現(xiàn)dual gain,在通過片上ISP進(jìn)行融合,即可以實現(xiàn)寬廣的動態(tài)范圍。尤其是對于視頻拍攝,無法進(jìn)行實時hdr視頻合成時,雙原生ISO得作用就體現(xiàn)出來了。不過imx978的恐怖之處還在于大像素帶來的大阱容,導(dǎo)致它的寬容度應(yīng)該可以接近一些低級專業(yè)視頻設(shè)備,這再移動端傳感器上是前所未有的。
6.原生大像素
前面提到的傳感器域信噪比主要由面積決定,但是在單張照片中,手機一般不進(jìn)行自動的縮圖處理,有多少物理像素就輸出多大的照片,因此此時決定信噪比的是像素域噪聲和信噪比。imx978原生1.55微米大像素可以實現(xiàn)強悍的信噪比,因為它的進(jìn)光量還是非??植赖摹?/p>
小結(jié)
imx978的地位應(yīng)該是索尼最強傳感器也不為過了。超高速讀出、大阱容大底大像素、14bitADC、2*2ocl,哪個都是索尼移動端旗艦配置。我對imx989是不甚滿意的,因為它相比imx700進(jìn)步有限,讀出速度、讀出規(guī)格、對焦等等相比imx700都是擠牙膏甚至倒退,除了面積大以外,很難說它有什么亮點。而且imx989面積過大帶來的噪聲也是顯著大于imx700的,在相同曝光參數(shù)下989噪點表現(xiàn)比700更多。索尼2020年之后一直缺乏一款真正的旗艦傳感器秀肌肉加證明自己的實力,目前來看imx978應(yīng)該是索尼真旗艦。在2020年索尼的旗艦傳感器是雙旗艦戰(zhàn)略,拍照旗艦是imx700,錄像旗艦是imx608,imx978可以看做既是拍照旗艦也是錄像旗艦,是二者的結(jié)合體。根據(jù)目前曝光的參數(shù),imx978可以在缺一項的情況下穩(wěn)坐筆者傳感器天梯排行榜v2.0的榜首,并且目前已經(jīng)曝光的傳感器在未來一年內(nèi)甚至更久應(yīng)該鮮有能撼動imx978地位的傳感器了。