三星2亿像素传感器ISOCELL HP2 用科技定义未来移动影像

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近日，三星发布了最新旗舰手机Galaxy S23 Ultra，主摄首发搭载了全新的2亿像素传感器ISOCELL HP2，HP2被业界称为目前最强主摄。但是，手机采用2亿像素有必要吗？答案是肯定的，当然有必要。

↑三星Galaxy S23 Ultra主摄首发搭载2亿像素传感器HP2

移动影像的发展方向和问题

目前，移动影像主要有两个发展方向。第一是增大传感器尺寸。传感器成像质量最大的影响因素是传感器尺寸，传感器面积越大就意味着吸收的光线越充足，成像质量越好。三星在大尺寸传感器方面一直保持领先优势。此前，三星发布的GN2传感器，尺寸达到了1/1.12，单个像素点尺寸达到1.4微米，能够捕捉优质的色彩和细节。

手机影像发展的另一个方向是增加传感器像素密度，主要以三星为代表。从全球首款1亿像素传感器，到第一个2亿像素传感器，三星在高像素传感器研发上始终保持绝对领先地位。

那么，高像素有什么好处呢？像素越高画面解析力越强，画面显示也越细腻，能够展示更丰富的细节。从这个角度来讲，高像素一定是未来发展的趋势。也有人会提出，其他条件不变的情况下，像素越高，意味着单个像素尺寸越小，感光能力也就越弱，照片噪点增加，宽容度降低。但三星HP2传感器为什么在增加至2亿像素时，仍然保持了更好的画质表现呢？这是因为三星在影像科技领域取得了多项关键技术的突破，改变了影响成像质量的关键要素。

↑2亿像素照片放大细节依然清晰

三星最新HP2带来移动影像新突破

其中最关键的一项技术是三星双垂直传输门（D-VTG）技术， HP2传感器上有2亿个像素，像素捕捉光线信号越多，图像显示的细节越丰富。我们可以把像素比作水桶，像素捕捉的光线信号比作水，水桶的容量比作像素存储光线信号的能力，水桶直径不变，纵向加深，就能提升水桶的容量。双垂直传输门技术技术就是在像素面积不变的情况下，提升每个像素的深度，从而提升每个像素捕捉光线信号的能力。而传输门，就相当于水龙头，双传输门就是在原本只有一个水龙头的情况下，再增加一个水龙头，两个水龙头一起打开，水流的速度就加快了。我们可以把双垂直传输门技术简单的理解为它是一项提升单个像素感光能力和信号传输效率的技术。这样的好处是可显著提高成像速度，并大幅提升了强光环境下的色彩还原能力。三星官方数据显示，相比前代产品， HP2每个像素可吸收的电子数量增加了33%。

增加像素密度带来的另一个问题是感光度降低。这是因为像素点缩小了，单个像素点感光面积就缩小了，造成单个像素感光能力减弱，反映到图像上就是在晚上或者光线昏暗的室内拍照时，照片模糊不清。我们看三星是如何解决这个问题的呢？三星HP2采用Tetra²pixel十六合一像素技术。这项技术就相当于，单个水桶盛水的容量不足时，把相邻的水桶合并在一起，形成一个大桶，从而提升单个水桶的容水量。在白天光线充足时，虽然单个像素尺寸只有0.6微米，但是也足够拍摄清晰的照片，相机可以拍摄2亿像素照片。但是当晚上光线不足时，HP2可以把相邻的四个0.6微米像素合并为一个1.2微米的大像素，如果还不够大，HP2支持最高把相邻的十六个像素合并为一个超级像素，以便成倍提升感光度。这也是为什么三星HP2能在夜晚拍摄出更加清晰炫丽的照片的原因。

↑Tetra²pixel十六合一像素技术

↑采用十六合一像素技术（右）夜景拍照更清晰

除此之外，三星HP2还拥有超级QPD自动对焦技术，能够充分调动2亿像素来对焦，大幅提升了对焦的速度和精度。与前代2亿像素传感器相比，HP2在2亿像素模式下的速率提高两倍，快门延时缩短一半，能够更快、更准确地聚焦移动中的物体，实现在2亿像素模式下每秒15帧的拍摄。超级QPD技术还能大幅提升暗光下的对焦能力。三星官网数据显示，即使在低至1 lux （勒克斯）的环境中（例如只用一根蜡烛照明的房间内），亦可拍摄运动影像。

↑超级QPD自动对焦技术

HP2中的Smart-IS0 Pro技术可合并单次曝光中生成的两个读数。该技术可将高ISO或中IS0与低ISO合并，确保捕捉到清晰的图像。比如，普通手机在晴天时背对太阳拍照，那么得到的照片就是天空正常但是人脸黑的照片或者人脸曝光正常而蓝天过曝的照片，Smart-IS0 Pro技术就是按一次快门生成两张照片，一张天空曝光准确的照片和一张人脸曝光准确的照片，然后两张照片智能合成，得到一张人脸和天空都曝光准确的完美照片。

↑Smart-IS0 Pro技术

上文我们详细了解了三星HP2的各项突破性创新技术。但是如果技术不能适应环境，就难以真正服务于人。我们注意到HP2的尺寸规格设计的很巧妙，1/1.3英寸的尺寸并不算很大，但是，这个尺寸正是目前主流智能手机最常用的影像传感器尺寸，手机厂商可以不用重新设计主板就能直接升级2亿像素HP2，另外，也不会造成手机相机部分的额外凸起，这对于2亿像素HP2的大面积普及极为重要。可以说，HP2是把三星最先进的科技与实用性完美结合的一款重磅产品，将为移动影像素质的整体提升做出实质性推进。

移动影像受限于感光元件和光学元件尺寸，图像分辨率、感光能力、对焦能力、变焦能力都受到制约。三星通过高像素+科技创新，让手机等移动产品保持轻薄手感的同时，实现专业相机的功能和图像素质，为移动影像在计算影像发展的道路上，做出突出贡献，同时，也为未来移动影像发展创造更大空间。