什么是像素合并？對(duì)手機(jī)攝像有哪些優(yōu)勢(shì)？

隨著手機(jī)攝像像素分辨率的提升，基本3000元下的攝像頭都有5000w像素了，而小米的像素甚至高達(dá)了上億，但是 很多人經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，盡管攝像頭都有幾千萬(wàn)了，但是拍攝出來(lái)的照片這么一乘算下來(lái)可能也就1200w，這其中就是一種像素合并現(xiàn)象，那什么是像素合并呢？對(duì)手機(jī)攝像有哪些優(yōu)勢(shì)？

（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

像素合并

像素合并是一種通過(guò)組合相鄰像素來(lái)提高圖像質(zhì)量的技術(shù)。在弱光環(huán)境下，小像素的傳感器往往難以捕捉到足夠的光線，導(dǎo)致照片噪點(diǎn)增多、細(xì)節(jié)丟失。為了改善這一問(wèn)題，手機(jī)廠商會(huì)采用像素合并技術(shù)，將多個(gè)相鄰的像素合并為一個(gè)“超級(jí)像素”，從而提高單個(gè)像素的感光面積和進(jìn)光量。這樣可以在一定程度上提升照片的亮度和清晰度，減少噪點(diǎn)，但同時(shí)也會(huì)降低照片的分辨率，即像素?cái)?shù)量減少。

常見(jiàn)的像素合并為2*2，3*3，以10.9億像素的傳感器拍出1200w像素的圖像為例，通過(guò)精簡(jiǎn)后我們可以計(jì)算為108÷9=12，因此采用的是3*3的像素合并技術(shù)，而5000w像素拍出1260w便是采用4*4的像素合并技術(shù)。

（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

那為什么需要像素合并呢？

相機(jī)傳感器的表面有成千上萬(wàn)的像素，它們是感知光線的離散單元。隨著智能手機(jī)攝像頭分辨率的增加，這些傳感器表面的像素?cái)?shù)量也在增加。但是，雖然在相同的物理區(qū)域塞入更多的像素可以使手機(jī)攝像頭拍攝更精細(xì)的細(xì)節(jié)，但它同時(shí)限制了該攝像頭在弱光環(huán)境下捕捉光線的能力。

小像素?zé)o法捕捉到足夠的光線，這是基本的物理原理，隨著智能手機(jī)像素越小，它收集入射光線的表面積就越小。在其它條件相同的情況下，像素為0.8微米的傳感器將比像素為1.2微米的傳感器拍出的照片更暗。

（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

盡管像素合并會(huì)減少圖片的分辨率，但是手機(jī)的傳感器面積本身就不大，時(shí)常會(huì)面臨進(jìn)光量不足的情況，而像素合并可以增加單個(gè)像素的面積，在弱光環(huán)境下使用時(shí)，可以更好地控制噪點(diǎn)。

像素合并的好處

1. 提供更高的細(xì)節(jié)捕捉能力

上億像素的傳感器能夠捕捉更多的圖像細(xì)節(jié)，使得照片在放大后仍然能夠保持較高的清晰度。這對(duì)于需要高分辨率圖像的專業(yè)領(lǐng)域，如攝影、影視制作、科學(xué)研究等，具有重要意義。盡管在普通拍攝模式下，手機(jī)可能會(huì)通過(guò)像素合并來(lái)降低分辨率以減少噪點(diǎn)和提高進(jìn)光量，但在需要高分辨率圖像的場(chǎng)景下，用戶可以選擇關(guān)閉像素合并功能，以獲得完整的像素輸出。

（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

2. 更好的低光環(huán)境表現(xiàn)

雖然像素合并會(huì)降低分辨率，但它也能夠在低光環(huán)境下提供更好的表現(xiàn)。通過(guò)合并相鄰像素，可以增加單個(gè)像素的感光面積，從而提高進(jìn)光量并減少噪點(diǎn)。這對(duì)于手機(jī)攝影來(lái)說(shuō)尤為重要，因?yàn)槭謾C(jī)攝像頭的傳感器尺寸相對(duì)較小，容易在暗光環(huán)境下出現(xiàn)噪點(diǎn)問(wèn)題。像素合并技術(shù)可以在一定程度上緩解這一問(wèn)題，使得拍攝出的照片在低光環(huán)境下仍然能夠保持較好的畫質(zhì)。

3. 支持多種拍攝模式

上億像素的傳感器為手機(jī)提供了更多的拍攝模式選擇。除了常規(guī)的拍攝模式外，用戶還可以選擇高分辨率模式、夜景模式、超廣角模式等多種拍攝模式。這些模式通常會(huì)在不同的場(chǎng)景下對(duì)像素進(jìn)行不同的處理，以滿足用戶的拍攝需求。例如，在夜景模式下，手機(jī)可能會(huì)通過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間的曝光和更復(fù)雜的圖像處理算法來(lái)減少噪點(diǎn)并提高畫質(zhì)；而在高分辨率模式下，則會(huì)盡可能保留傳感器的全部像素以提供更高的細(xì)節(jié)捕捉能力。

很多人也曾相關(guān)通過(guò)一些手段來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，許多智能手機(jī)結(jié)合了來(lái)自多個(gè)框架的信息，使用軟件來(lái)創(chuàng)建一個(gè)單一的圖像，實(shí)際上包含了來(lái)自幾張照片的數(shù)據(jù)。還有一種選擇是使用物理上更大的傳感器，讓每個(gè)像素有更多的表面積來(lái)收集光線，但是這種辦法會(huì)導(dǎo)致占用太多的手機(jī)內(nèi)部空間，這也意味著要給其他硬件讓出空間，比如電池容量等。

綜上所述，像素合并作為一種創(chuàng)造性的變通方法，可以解決不斷增加的像素傳感器的物理限制，雖然像素合并后像素?cái)?shù)量在數(shù)值上降低了，但上億像素的傳感器在提供更高的細(xì)節(jié)捕捉能力、更好的低光環(huán)境表現(xiàn)、支持多種拍攝模式以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)等方面都具有重要作用。因此，這些高像素的傳感器對(duì)于手機(jī)攝影來(lái)說(shuō)仍然具有重要意義。