iPhone 12 Pro Max那顆位移式傳感器,很強嗎?

每年 iPhone 的發布會,都會重點強調其影像能力的精進,今年也不例外。
我粗略統計了一下,長約 52 分鐘的 iPhone 12 全系列發布會中,隻果花了大約 16 分鐘來介紹其新產品在影像方面的進步。尤其是 iPhone 12 Pro 系列,長約 20 分鐘的片段里,有 13 分鐘都在描述它的攝影功能有多麼先進。



當然,最讓人好奇的並非 iPhone Pro 系列新增的 LiDAR 傳感器,因為我們此前已經在 iPad Pro 上和它見過面。更值得注意的是 iPhone 12 Pro Max 的主攝鏡頭下,那顆尺寸更大,並且可以「運動」的傳感器。



首先需要注意的是,這顆吸楮的傳感器,只用在了廣角攝像頭上,也就是主攝鏡頭。一些朋友誤以為 iPhone 12 Pro Max 的三顆鏡頭,傳感器都比 iPhone 12 Pro 要大,實際並非如此。Pro Max 的超廣角鏡頭以及長焦鏡頭,配備的傳感器與 Pro 版本沒有差異。



隻果在發布會上驕傲地宣稱,「iPhone 12 Pro Max 主攝的傳感器,尺寸比 iPhone 12 Pro 上搭載的增大了 47%,低光拍攝效果提升了 87%,單位像素尺寸由 1.5 微米增大至 1.7 微米」。
如果你此前沒有接觸過攝影相關的理論,那麼這些「不明覺厲」的數據可能很難理解。這顆傳感器真的很牛嗎?傳感器「位移」有什麼用?我們需要先從這顆傳感器的技術原理來講起。



位移式傳感器是什麼?

在說位移式傳感器的技術原理之前,我們得先了解一張照片,是由哪些主要參數組成的。當然,如果你已經對攝影有一定了解,那麼可以略過這一部分。
對于消費級或專業級相機來說,調到手動擋後,你一般需要手動調整 ISO(感光度)、光圈,和快門速度。這三大參數綜合決定了照片的明、暗,清晰還是模糊。
在手持拍攝,且光線不那麼充足時,快門速度會直接影響著照片的清晰度。如果你的快門速度比較低,同時拍攝的時候手抖了,那麼就可能會得到一張這樣的照片↓



這就是因為你的抖動,在快門時間內造成了進入傳感器中的光線源不同,因此照片會模糊或者重影。
解決這一問題最直接的辦法,就是提高快門速度,讓你「抖動的速度」,追不上快門的速度。具體到哪個數值比較安全?其實沒有標準答案,這需要根據相機的畫幅,以及鏡頭的焦距等因素來綜合判斷,一般來說最好不要低于 1/60 秒。
不過快門速度越高,意味著光線進入傳感器的時間越短。暗光環境下,你不得不提高 ISO(感光度),並增大光圈,來平衡照片的明暗。



▲ 其他參數不變,ISO 越高,照片越明亮。圖片來自︰photographylife
但 ISO 越高,畫面的純淨度就會越差,畫面上的噪點就會越明顯,這對攝影師來說是難以忍受的。



▲ 圖片來自︰photographylife
那麼有沒有辦法能改善這些問題呢?如何在較低的快門速度下,依然可以手持拍攝出清晰、清澈的晚上呢?
當然有,為了解決上述煩惱,相機廠商們研發出了防抖技術。
相機上常見的防抖技術主要分為兩種,一是鏡頭防抖,二是機身防抖,也就是隻果口中的「位移式傳感器」防抖。



▲ 圖片來自︰xitek.com
世界上首款用于民用相機的鏡頭防抖系統是由佳能開發的,1993 年首次用于佳能 EF 75-300mm F4-5.6 IS USM 鏡頭上,這是光學防抖系統在民用相機上的首次應用。



▲ 鏡頭防抖示意
而機身防抖的發展史則相對短一些,且目前仍未普及到中低端相機上。
機身防抖就是通過感光元件的移動,抵消手抖或者機器帶來的震動,從而實現光學防抖。像索尼、佳能、奧林巴斯等高端機型的相機,已經可以實現「五軸防抖」。這也是 iPhone 12 Pro Max 新傳感器的防抖原理。



通過鏡頭防抖或者機身防抖技術,我們就可以輕松地手持拍攝出清晰照片。甚至快門速度降到 1/30、1/15 或更慢時,也能拍出沒有重影的照片。
傳感器位移技術在手機上首次應用

既然機身防抖並不是一個新技術,那麼 iPhone 12 Pro Max 獨享的這顆傳感器,有什麼值得關注的呢?
需要注意的是,這項技術雖已頗為成熟,但此前它是被運用在相機上的。相機的內部空間與手機相比,要寬闊很多。要在手機狹小的空間里實現傳感器的光學防抖,並不是一件容易的事情。
所以從這個角度來看,iPhone 12 Pro Max 是第一台傳感器位移式防抖的手機。



可能看到這,有人會懷疑︰vivo X50 系列手機的「微雲台」技術,不是比 iPhone 12 Pro Max 更早嗎?
其實兩者的技術原理是兩個方向。vivo 是將鏡組與傳感器連成一個整體,將其放在雙滾珠的懸架里面,這樣一來,鏡組和傳感器便可以一起運動,實現光學防抖。



▲ vivo 微雲台技術
而 iPhone 12 Pro Max 的鏡組與傳感器依然是分開的。和其他機型不同的是,主攝的鏡片防抖方案改成了傳感器防抖方案。就像上述單反用到的技術一樣,通過傳感器位移,達到光學防抖的效果。
相比鏡片防抖,隻果表示傳感器位移式防抖更先進,可以帶來更出色的防抖體驗。
據隻果介紹,這顆傳感器可以精確控制 X 軸和 Y 軸的動態,消除低頻和高頻的干擾,例如手的抖動或者汽車的震動。通過整套光學防抖系統,iPhone 12 Pro Max 在手持低光條件下,可以獲得長達 2 秒的穩定曝光時間,相當于加大一級光圈曝光。



實際上,防抖升級帶來的利好更能直觀的體現在視頻拍攝上。配合杜比視界以及 10 位 HDR 視頻拍攝的功能,iPhone 12 Pro Max 將成為短視頻時代的最強攝像手機之一。



iPhone 史上最大的傳感器

這顆傳感器值得關注的點,不光是位移式防抖技術,還有其更大的尺寸。
上文已經提到,iPhone 12 Pro Max 主攝像頭的傳感器尺寸,比 iPhone 12 Pro 的大了 47%,幾乎是增大了一半,成為隻果迄今為止最大的影像傳感器。



在攝影圈里,我們經常听到一句話就是「底大一級壓死人」。意思就是傳感器尺寸越大,感光面積越大,捕捉的光線越多,感光性能越好,信噪比越高。簡單來說,就是成像效果越好。
在不少朋友的印象里,像素越高,照片畫質越好,其實這是一個片面的認知。事實上,增大傳感器尺寸和提升像素相比,前者對于畫質提升更重要。 1/1.8 英寸的 800 萬像素相機效果通常好于 1/2.7 英寸的 1200 萬像素相機(後者的感光面積只有前者的 55%)。



▲ 各種尺寸的手機攝像頭。圖片來自︰alibaba
目前我們還不得而知 iPhone 12 Pro Max 主攝傳感器的具體尺寸,可供參考的是,iPhone 11 Pro 主攝傳感器的尺寸為 1/2.55 英寸。
更大的傳感器意味著更多的進光量。這就好比房間面積一樣大,但窗戶變大了,因此屋子里的通光效果會更好。
隻果表示,這顆增大的傳感器,讓 iPhone 12 Pro Max「低光拍攝效果提升了 87%」。這個數據證明了新的傳感器,在暗光環境下的拍攝表現,將比 iPhone 12 Pro 更強,提升比較明顯。



▲ 隻果官方樣張
即便增大了傳感器尺寸,iPhone 12 Pro Max 主攝的像素依舊選擇了 1200 萬像素。這帶來的好處就是照片的單位像素尺寸增大了,由 1.5 微米增大至 1.7 微米。
這就像是房間增大了,相同數量的氣球,可以吹得更大了。更大的單位像素,承載的信息量也會更多,使得照片的寬容度、純淨度(噪點控制)等方面都會更好。



▲隻果官方樣張
之所以隻果堅持 1200 萬像素,其實是為了平衡拍照與攝像。比如索尼全畫幅微單 A7S 系列,為了突出其視頻拍攝能力,始終堅持 1200 萬像素。
這是因為對于 4K 錄像而言,1200 萬像素的傳感器是最優解。這個像素裁剪為 16︰9 後,正好是 4K 分辨率向上取整,最大程度地利用了 CMOS 的有效像素,使錄像的畫質最優化,同時不會給處理器帶來太大負擔。



實話說,這次 iPhone 12 Pro Max 讓我最眼前一亮的,就屬這顆位移式傳感器了。而且我有理由相信傳感器位移技術,將很快在明年的旗艦機上普及。因為這一技術不僅能夠帶來更好的防抖效果,還能降低鏡頭模組的設計難度,在同樣的厚度內,實現更強的光學素質。
目前看來,iPhone 12 Pro Max 對于專業攝影師、攝像師而言,可能是當下最好的選擇之一。遺憾的是,它延續了上一代的重量,226 克讓腱鞘炎患者愛不起來,可能會讓喜歡小屏手機的攝影愛好者糾結不已。



另外,關于 iPhone 12 Pro Max 這顆位移式傳感器,實際攝影能力如何,後續愛範兒收到真機後,將為大家提供更加詳細的測評,敬請關注。
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