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【討論】2021/4 手機相機CMOS感光元件排名+解析

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【討論】2021/4 手機相機CMOS感光元件排名+解析

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Pharl (ralpoph) 2021-03-11 01:28:06
#1
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兩三年前的手機,感光元件規格和成像水準差異不大,旗艦機都是用雙12MP的主副攝;不過現在會這樣用的大概只剩下蘋果和Google了!

首先影響成像品質的部分,主要是感光元件(40%)、鏡頭(20%)、算法與調教(30%)、ISP(10%)

其中手機的感光元件主要有四種重要規格,分別是感光元件尺寸光圈單像素尺寸、像素數量


感光元件尺寸
影響暗部雜訊
(越大越清楚、亮度越高,反之)
「底大一級壓死人」就是從這裡來的!

光圈
影響進光量
大光圈的優勢是進光量,光線比較充足,但邊緣較容易模糊;
小光圈則與之相反。

單像素尺寸
單像素尺寸越大,像素之間的電磁干擾會減少,畫質會越好

像素數量
像素數量主要影響放大的細節,也可以應用在變焦上。
例:一億像素的HM3主鏡頭放大三倍尚有12MP像素(108MP÷3^2=12MP),因此可以接近3倍12MP變焦鏡頭的成像(當然還是有差)。


其餘規格:
對焦
由快至慢分別是雷射對焦(LDAF),相位對焦(PDAF),反差對焦(CDAF)

防抖
由強至弱分別是微雲台,OIS光學防抖,EIS電子防抖,其中OIS微雲台皆能有效提升成像品質一個檔次,且錄影也能有更好的穩定性

例:只搭載T2尾IMX686+OIS的ZenFone 7 Pro,成像品質卻比T2頂HM2+EIS的紅米Note 9 Pro 5G強,足以顯示OIS的重要性!

———————————————————————————
手機CMOS梯隊 (同梯隊內越高越好)

Tier 0 卡片機級

GN2  1/1.12吋 50MP 1.4μm等效2.8μm
機型:小米11 Pro,11 Ultra

——————
Tier 1 旗艦級

IMX700  1/1.28吋 50MP 1.22μm等效2.44μm
機型:華為P40系列

IMX789  1/1.43吋 48MP 1.22μm等效2.44μm
機型:1+9系列

GN1  1/1.31吋  50MP 1.2μm等效2.4μm
機型:Vivo X50 Pro+,X60 Pro+

HM3  1/1.33吋 108MP 0.8μm等效2.4μm
機型:三星S21u

HM1  1/1.33吋 108MP 0.8μm等效2.4μm
機型:三星S20u,Note 20u

——————
Tier 1.5 輕旗艦級

IMX689  1/1.43吋 64MP 1.12μm等效2.24μm
機型:OPPO Find X2 Pro,1+8 Pro

HMX 1/1.33吋 108MP 0.8μm等效1.6μm
機型:小米10,10 Pro,10T Pro,11

IMX766  1/1.55吋 48MP 1μm等效2μm
機型:Reno5 Pro+,Find X3系列

——————
Tier 2 主流級

HM2  1/1.52吋 108MP 0.7μm等效2.1μm
機型:紅米Note 10 Pro,K40 Pro+

IMX557 1/1.76吋 12.2MP 1.8μm
機型:Xperia 1 ll,Xperia 5 ll

IMX555  1/1.76吋 12.2MP 1.8μm
機型:S21,S20,Note 20

IMX600/600y  1/1.74吋 40MP 1.01μm等效2.02μm
機型:P20 Pro,Mate 20 Pro,P30系列,Mate 30系列

IMX682/686  1/1.72吋 64MP 0.8μm等效1.6μm
機型:Realme X7 Pro, ZenFone 7系列,小米10T,10T lite,OPPO Reno5系列(除Pro+),LG V60等

IMX598  1/2吋 48MP 0.8μm等效1.6μm
機型:Vivo X50e,X50,X50 Pro

GW1  1/1.72吋 64MP 0.8μm等效1.6μm
機型:Realme X3,X50 Pro,紅米Note 9 Pro,三星A71等

——————
Tier 3 入門級
(不標CMOS名稱的48MP皆是此級距)

IMX582/586  1/2吋 48MP 0.8μm等效1.6μm
機型:Realme X50,紅米K40, ZenFone 6系列,OPPO Find X2, Samsung A51 5G等

GM2  1/2吋 48MP 0.8μm等效1.6μm
機型:三星A21s,A42 5G

GM1  1/2吋 48MP 0.8μm等效1.6μm
機型:紅米Note 8/9,Realme 7 5G,s10 lite

IMX503  1/2.55吋 12.2MP 1.4μm
機型:iPhone 11系列

IMX363  1/2.55吋 12.2MP 1.4μm
機型:Google Pixel 3~5,LG V50,G8




看較舊的 23 則留言

夜弒魂: B24 2021-03-13 21:52

sony 有客製化給他們2家 我說的是基本上同系簡單說是最接近(這樣改出來的東西)

夜弒魂: B25 2021-03-13 21:54

簡單來說IMX555 557 是2個最接近的產物 (至於蘋果要叫什麼數字就隨便了xd)

山中無歲月: B26 2021-03-13 22:19

[yib77121:夜弒魂] 是接近沒錯 不過同底不可能單位面積不一樣 除非是IBIS裁掉一些?

夜弒魂: B27 2021-03-14 21:04

[eason890904:山中無歲月] "客製"

PoiPoi: B28 2021-04-14 13:55 編輯

大哥你漏了ov48c他在哭

#2此文章已由原作者(alantsaitsai)刪除

#3此文章已由原作者(ralpoph)刪除

常闇永遠の煎餅好吃 (harry0630) 2021-03-13 19:32:05
#4
※ 引述《ralpoph (TMD乄幻楓 )》之銘言

沒 就是AI算法強力而已

講Google就好
從Pixel 3都是同一個感光元件(imx363)
包括後面的P4和P5 ,或是中階的P4a、3a

相機實力依然頂尖
我想那個夜拍應該夠明顯了(´⊙ω⊙`)

p.s.  Pixel 2是imx362,Pixel則是imx367。而相機的提升是從P2開始的

夜弒魂 (yib77121) 2021-03-13 21:48:38
#5
幫你補一下今年度目前手機使用的cmos  (主鏡頭)
另外高畫素靠演算法優化 逐漸已經在超車
時代演變大致上   
大底保守12mp →高畫素(流行過一陣子)→大底保守12mp → 高畫素+ai演算法(目前)



Samsung Galaxy  S21 Ultra  :ISOCELL HM3
Xiaomi 11 : ISOCELL Bright HMX CMOS
Xiaomi 11 PRO (Ultra) : ISOCELL GN2
Xiaomi 10S :ISOCELL Bright HMX CMOS
Vivo X60 Pro+   :ISOCELL GN1 (主鏡)、IMX598(微雲台用)
Redmi K40 Pro+ : ISOCELL HM2
Meizu 18 PRO :ISOCELL GN1

客製
Huawei P50 Pro :IMX800
OnePlus 9(OnePlus 9 Pro ) : IMX 789 、IMX 766
OPPO Find X3(Find X3 Pro) : IMX 766
Vivo X60(X60Pro):IMX598
iQOO 7 :IMX598


大眾通用:
Redmi K40:IMX582
Rog phone 5 : IMX 686
Redmi K40 Pro:IMX686
Meizu 18:IMX682
realme GT :IMX682


Lza (mimoon) 2021-03-14 02:07:21
#6
※ 引述《ralpoph (TMD乄幻楓)》之銘言
> 已更新Tier 3
> ————————————————————
> 兩三年前的手機,鏡頭規格和成像水準差異不大,旗艦機都是用雙12MP的主副攝;不過現在會這樣用的大概只剩下蘋果和Google了!
> 在堆鏡頭時代,手機鏡頭規格越來越複雜,因此為了防止有人盲目的因為品牌照相的口碑而購入成像品質不優的手機,這篇文章就此誕生。
> 手機鏡頭主要有四個重要規格,分別是元件尺寸光圈單像素尺寸、像素數量
首先是cmos根本不能拆開來看,消費者買的不是cmos,是買良好的拍攝體驗與成像結果
所以應該要根據實際拍照、錄影的成像品質來排,而不是只看規格
當然拍照/錄影品質沒有一個公式或跑分能直接算,DxO也僅供參考而已
畢竟美感是主觀的,但也有一些是可以經由大量重複測試可以比較優劣(如自動對焦速度)

拍照/錄影成像 =
Image sensor(感光元件)
+ ISP(影像處理單元)
+ Lens(鏡頭)
+ Algorithm(演算法)
+ Imaga tuning(調校)

簡單來說前3者就是俗稱的硬體,後2者就是軟體
而一般廠商PM規格開出來,可以決定感光元件跟鏡頭組,鏡頭組跟調校有些也是交付給光學廠
Android手機ISP就是綁定高通,除非有啥新想法不然大部分就是固定的
而一般algorithm大部分都是由原廠提供的套裝算法,在根據算法去做參數調整
少數如Google、Apple這些會自己寫,而三星自己的一條龍當然也不需要委外
所以廠商最主要就是針對感光元件跟鏡頭組去慢慢tuning
調整好目標的白平衡、鏡頭切換平滑以及各種參數,當然近年來也有廠商針對DxO跑分去調
一些人推崇的Gcam,裡面發布的大神版本也主要是在修改這些參數

個人的不負責任觀察,以成像來說

感光元件約20%+鏡頭10%+算法50%+調校20%+ISP0%
感光元件從Sony的成像跟Pixel就能明顯感受,就算Sony有極先進製程,但拍攝的成像未必能跟Pixel的強強算法+爛大街cmos比,也就是你Tier3那邊的cmos,基本上cmos很吃PM跟整個團隊的需求
像是之前三星看到Sony的960fps慢動作,後來也跟風買了一組有dram的可以原生960fps(應該是S9)
後來也是又換掉發現行銷效益普通,雖然後面華為也搞了一個1920fps插幀,很明顯就沒啥市場需求...
像是華為之前也搞各種特規,什麼RYYB等等,但其實論製程也不如Sony本家
而你把米10那顆108mp放在Tier1就很微妙,因為那顆很明顯首發在micc9pro
但比較接近實驗產品,雖然已經是大量市售版本,但後面一直到三星本家改版過兩次才有補正問題
所以整體來說他就是T2的產物,當然基於炫炮的首發來說,當時具有T0/T1的期待度就是
其他評級我就不一一介紹了,只能說盲點還蠻多的,像是4合1跟9合1的等效進光量絕對沒等效
108mp可以等於3倍12mp長焦品質嗎?那也未必,且畫素與畫質非等號

鏡頭主要影響就是光學成像,最近很多廠商都開始弄認證,原則上就是行銷噱頭為主
蔡司→Nokia、Sony、Vivo
徠卡→華為
哈蘇→一加
這幾台下去看,要說完全沒眩光或是一些物理性質的問題也不太可能沒有
那有掛認證的未必比較少出現,再來是很多認證只是代工廠有符合品牌的SOP製程這樣
不代表這些廠有跳下來親自調或有做什麼大修正,跟米其林主廚掛名的微波食品差不多
題外話是華為之前還有用算法去修正眩光問題,所以鏡頭的問題算法夠強也是可以解決

ISP原則上不影響成像或影像甚少,平常有感應該是處理太慢會被認為是ISP不夠力(但也未必)
除非為了達成某些目的(如Pixel core裡面可能包含AI運算,或是A7R3的BIONZ X上搭雙ISP等)
總之廠商不太可能搭處理不來的ISP,如果處理不過來那佔比當然就100%,但就啥小都拍不出來= ="

算法跟調校就再說吧,這部分也很複雜,而且原則上很難排出什麼表
雖然Pixel夜景很強,但是你要怎麼知道imx363被夜景模式加持多少
怎樣才算是imx363+某個光學廠鏡頭組+套裝算法+初始tuning參數的照片
而這張照片的環境變因有辦法完全固定嗎?
環境光固定在1000lx,沒有其他干擾,距離、被攝物都是固定的等等
且每次算法都會更新,你現在1.008213版本號跟1.685230是相同表現?
那2.01324beta版呢?或是Android10跟Android11差異?MIUI或One UI幾點幾的差異
所以最終這些都不能分拆還是直接看成像就知道,但成像通常需要大量拍攝同一張
確定他能穩定發揮,但這又要考量手機重量不同也許握持的人手抖程度也有差異等等等
反正要做到公正客觀的分析或所謂評級表很困難
リア: B1 2021-03-14 14:35

我覺得講得很好,但關於ISP應該多少是有點差,或是說廠商可能會根據ISP所以算法調適出的效果有差,目前市面上唯一能對比的就是規格一模一樣但SoC不同的三星旗艦(驍龍,獵戶座)

樹上蘇傑克霍尼了: B2 2021-03-14 21:19

ISP 沒有到 0% 那麼誇張,有些特性是吃 ISP 的……比如 iPhone 的人像模式景深和燈光效果

Pharl (ralpoph) 2021-03-14 04:27:47
#7
感謝大佬的指教,已將文章調整!


不過ISP的部分我認為沒有低到0%那麼誇張,至少錄像還是有影響到的!

錄影的成像對於算力的要求比照相高很多。
從小米10T與10T lite的對比很明顯的可以看出來!
(10T與10T lite差別僅ISP,皆無OIS
國外評測:https://youtu.be/dJs1FVMibPo

算法的部分,我個人認為沒有到50%那麼誇張。
拿S21u與Pixel 5比,我個人認為是完虐Pixel的!
錄影就更不用說了,硬件優勢還是很明顯的!
我認為CMOS對成像的影響還是挺多的!並沒有你說的那麼小!

樹上蘇傑克霍尼了 (KLPeople) 2021-03-14 14:25:14
#8
我來補充個 iPhone 的 CMOS. Bilibili 已經有熱心的網友幫忙整理出來各家主流 CMOS 型號了

iPhone 的 CMOS 型號講真的你得花很久的時間才能找出來。所以那些能找出來的人我必須給大大的 Respect. 一直以來 iPhone 都是用 Sony 特別定制的 CMOS,但是你真的很難找出具體的規格,比如大小,因為有些 CMOS 是不存在於 Sony 的資料庫。

1. IMX503 不只是 iPhone 11, iPhone 11 Pro 和 iPhone 11 Pro 用,iPhone XS, iPhone XS Max, iPhone XR, iPhone 12 mini, iPhone 12 和 iPhone 12 Pro 也在用。它是基於 IMX333 進行定制化 (Wikipedia 是說 IMX333-inspired)

2. IMX603 則是 iPhone 12 Pro Max 在用。規格就是 12 MP, 1.7 μm, 1/1.88"。

3. IMX315 則是 iPhone 6S 到 iPhone X (廣角相機) 以及 iPhone SE 在用。規格就是 12 MP, 1.22 μm, 1/2.93"。但有一個爭議點就是有些人主張 iPhone 7 和 iPhone 8 是用 IMX260 (12 MP, 1.4 μm, 1/2.55")。

Apple 從 iPhone 6S 開始就一直死守 12 MP 的像素。當初 Apple 會選擇從 8 MP (iPhone 4S 到 iPhone 6/iPhone 6 Plus) 升級到 12 MP 就是為了支援 4K 影片拍攝。除非 Apple 有打算支援 8K 影片拍攝不然我覺得 12 MP 會一直用下去。



另外,Apple 非常注重自家 A 系列晶片的 ISP 單元,從 A11 仿生開始徹底自研 ISP 到現在的 A14 仿生都有著大幅度的提升。舉個例子:
  1. 同樣是使用 IMX315 的 iPhone 8 和 iPhone SE (第二代),後者的 A13 仿生就具備人像模式具備先進的散景效果與景深控制及人像光線具備六種效果,而 A11 仿生不借助望遠相機 (iPhone 8 Plus) 是做不到這點的 (只有五種效果,也不具備散景效果與景深控制)。
  2. 同樣是使用 IMX503 的 iPhone XR 和 iPhone 11,雖然兩者能夠做到人像模式具備先進的散景效果與景深控制及人像光線,但前者的人像光線只能做到三種 (需要靠望遠相機才能做到六種,比如 iPhone XS),而 iPhone 11 就可以直接做到六種。更別說 iPhone 11 有著 iPhone XR 沒有的夜間模式。
  3. iPhone 12 系列的夜間模式則是在 iPhone 11 系列的基礎上額外支持超廣角相機及前置相機。A13 仿生只能做到一個但是 A14 仿生可以做到三個。
人像模式和人像光線是拿來證明 Apple ISP 強大的最簡單例子。


還有我個人對「底大一級壓死人」的理解就是:這個論點的前提是單像素尺寸要變大。

不然就算你的 CMOS 從 1/2.55" 直接升級到 1/1.76" 但是單像素還在 1.4 μm 也意義不大,暗部雜訊問題還是沒變,唯一好處就是像素量從 12 MP 變成 16 MP/20 MP 之類好讓手機廠商可以在發布會大吹特吹

雅孝 (s07028043) 2021-05-16 17:42:47
#9


單純從感光元件去排天梯很聰明阿

雖然會因為各家演算法調的差異

照片好與壞說真的其實也很難去量化

主觀條件色彩細節每個人喜好都不同

我覺得單從感光元件去評斷沒毛病 好希望看到GN2普及中低階手機喔


爛尾娃: B1 2021-05-16 20:52

明年看看跟奧巴合作的東西有啥吧~希望別只有防抖弄個能模擬4/3的東西也好

雅孝: B2 2021-05-16 22:33 編輯

[orz7745668:等我舅舅出來吼] 奧巴是什麼 誰跟他合作?

爛尾娃: B4 2021-05-16 22:37

[s07028043:雅孝]奧林巴斯賣掉相機業務但一個月前跟有跟三星說要合作的消息但沒有詳細資料

Lza: B5 2021-05-17 08:17

排cmos體質是沒啥問題,不過樓主看起來比較像是把尺寸排一輪XD 沒研析到製程技術,且cmos跟不同鏡頭組搭配會有不同效果,如果你拿潛望的spec攤開看在樓主排法通通屬於T3甚至T4論外的

H.K 銀河の杏山千紗 (hkdrm2011) 2021-05-17 16:37:57
#10
古文。

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