镜头战争2013 旗舰智能手机拍照对决

去年差不多也是在这个时候，我找来三款公认拍照效果较好的智能手机，与号称卡片机神器的松下LX5进行了拍照性能的盲测对比。结果是让人满意的，虽然它们还不足以掀翻LX5，但三款手机所呈现出的实力，已经足以让千元级卡片机“胆寒”。测试结束后，我曾提到接下来厂商在手机影像技术上的发展趋势将是着力提升画质，而非仅仅提高像素。一年之后，智能手机的拍照性能进化到了怎样的程度？在每一个行业中，新技术往往都会先应用到高端产品上，所以我想通过组织一场旗舰机型间的PK，来回答这个问题。

在产品PK之前，我觉得有必要梳理一下近一年中影响手机影像发展的几个技术。它们代表着新一代手机影像技术的发展趋势，但方向却不尽相同：索尼是做加法，它的重点是Exmor RS积层型传感器（也称为堆栈式传感器），并且和苹果、三星一同在提升像素上不遗余力；HTC却在做减法，其UltraPixel超像素技术在手机上的应用只有400万像素；诺基亚的PureView技术则已经经历了两代的发展，并稳步向着提高画质的方向努力……下面，让我们对这些技术一一进行解析。

做减法的HTC——UltraPixel超像素技术

如果告诉你400万像素的摄像头拍照效果超过1300万像素的摄像头，你或许会感到不可思议。但是HTC在发布The New HTC One(以下简称HTC One)时正是这样说的。HTC One的摄像头到底有何不同之处？这还得从UltraPixel超像素技术说起。

HTC New One的摄像头主要由f/2.0光圈镜头、UltraPixel传感器及第二代HTC ImageChip组成。

HTC One的拍照系统主要由3个组件构成，包括f/2.0光圈镜头、UltraPixel传感器及第二代HTC Image Chip。这其中，UltraPixel技术是重要的部分。UltraPixel技术的出发点，是增大像素面积。它采用了1/3英寸BSI背照式CMOS传感器，比起一般手机常用的1/4英寸传感器尺寸更大(但依然不及诺基亚808 PureView具有的1/1.2英寸传感器)。

UltraPixel传感器的尺寸为1/3英寸，比一般手机的传感器更大，加上每一个像素的面积增加至4μm2，可以使它的感光性能变强。

同时，大多数手机上的传感器，每一个像素点的面积小于2μm²，边长一般是1.1μm，而Ultra Pixel把每一个像素点的面积增加至4μm ²（边长2μm），使得其感光能力更强。根据HTC的官方数据，传感器上边长2μm像素点的进光量是1.4μm像素点进光量的2.04倍，是1.1μm像素点的3.31倍。

我们可以很直观地看到不同尺寸下像素的进光量多少。

由于像素点面积的增加，所以UltraPixel并没有因此把手机的像素经插值技术转化成现在流行的1300万像素，反而直接以400万像素输出。这样的设计与佳能X A10专业级摄像机有些类似，它内置的1/3英寸、约200万像素的传感器，同样以低密度像素，换取高感光、低噪点的影像。其实从是否实用的角度来看，HTC One具备的400万像素摄像头所拍摄的图片，已经足够打印成10英寸大小的照片，也就是说用来打印照片已经是绰绰有余了。

UltraPixel还加入了OIS防抖功能。

只是对于习惯后期剪裁处理照片，或有更大尺寸照片输出需求的用户来说，可能显得不够。至于之前流传甚广的UltraPixel技术是类似适马Foveon X3的三层传感器架构，现在看来应该是不正确的。毕竟从HTC的官方网站上，对于UltraPixel技术的说明，完全没有提到任何有关三层传感器的内容，同时从HTC提供的技术图示来看，它也是采用的Bayer传感器。所以，UltraPixel技术纯粹是以更大的像素点尺寸为出发点，它本质上就是一颗大尺寸、低像素的传感器。

索尼Exmor RS积层型传感器

除了应用UltraPixel技术，HTC One摄像头本身的素质也不错。其所采用的f/2.0大光圈设计，比起f/2.4光圈的摄像头在进光量上要多出44%（iPhone 5的光圈为f/2.4），比f/2.6光圈的摄像头多出90%的进光量（三星GALAXYS 3的光圈为f/2.6）。此外它的摄像头还加入了OIS防抖技术，该防抖技术可每秒侦测动作2000次，修正传感器及摄像头的角度，达到防抖的效果。而第二代HTC ImageChip的作用，主要是增强照片的色彩、提升画面的层次以及降低噪点。

总结一下，UltraPixel技术以相对较大的像素点面积，增加进光量，使HTC One在低亮度环境的拍摄中，能比其他手机拥有更快的快门速度，更容易拍摄到清晰稳定、噪点少的照片。

仅靠数字取胜？——积层型传感器

你有没有注意到很多手机在宣传它们的摄像头时，都喜欢强调其采用了背照式CMOS 。能够生产背照式CMOS传感器的厂商有不少，索尼、松下、三星等都有涉及，但其中索尼的背照式CMOS传感器却是出名的。为什么，因为索尼的背照式CMOS传感器使用的是SOI（Siliconon Insulator）晶圆，比普通硅晶圆(体硅晶圆)的技术和成本都要高得多。所以许多品牌的旗舰机型才会把索尼的CMOS作为一个卖点进行宣传，它俨然已经成了一种品质的象征。

Exmor RS积层型传感器强调的也是进光量的增加。

索尼给自家的背照式CMOS传感器取名为“ Exmor R CMOS”，但在索尼新的旗舰手机Xperia Z L36h上，我们却看到它采用了“Exmor RSCMOS”传感器，相比前者，它的中文名为Exmor RS积层型CMOS传感器，相比传统CMOS传感器，它有了更多改进。

先谈谈传统的背照式CMOS传感器。在背照式CMOS传感器出现之前，图像传感器多为前照式，也就是说图像感光元件是位于基板电路布线层的前方。为了设计像素更高、性能更强的传感器，除了增加图像传感器的面积外，还有一个方式就是缩小每个感光单元的尺寸，不过成本也会因此增加。缩小的感光单元虽然可以增加单位面积内传感器的像素值，但会影响传感器在弱光环境下的成像效果，因为感光单元的采光区域被缩小了，进光量也随之减少。此外在CMOS传感器中，离轴光线会被像素上方的电路元件遮挡，感光元件的面积越小，通过感光元件的光线也会随之减少。此外，布线层之间的布线孔与传感器感光单元之间的间隔层，会形成光学通道，限制每个单位像素的镜头观测范围，而这个间隙开口区域，会直接影响传感器的图像质量，当单位像素的面积越小，观测范围的影响也会越大。

为了解决这一问题，背照式CMOS传感器将图像传感器元件反转后再安装在基板上，并移除传感器上多余的空白硅晶，将感光单元直接暴露出来，以获取更多的光线。从结构上看它分为两层结构，在该结构中，分为传感器和电路布线层的上部结构以及下方的支持基板。而积层型CMO S传感器将原本设计在同一层结构中的感光元件和电路元件拆分成上下两组，并取消了原本在下方的支持基板，转而由电路布线层取代。如此一来，在传感器面积不变的情况下，可以大幅度减少其体积。根据索尼的官方资料，采用全新积层型设计的Exmor RS CMOS，比Exmor R CMOS的体积缩小40%左右，并可以提高图像的画质以及感光能力。而且这样的设计还有一个好处，就是在制造传感器时不用担心因为布线层的电路在处理信号时会影响到传感器的工作，传感器的感光单元和布线层的电路元件将独立制作，为了获得更佳的图像画质在制造时也会引入新的制造工艺。

诺基亚的杀手锏——PureView

如果这两年你要问哪家的智能手机拍照效果好，许多人的回答会是诺基亚，这其中PureView技术起到了不小的作用。不过PureView其实并不单纯指某个硬件或某项技术，它实际上是诺基亚集合了多种软硬件技术的统称。目前PureView已经历经两代，第一代PureView应用在诺基亚808 PureView上，这一代PureView主要解决的技术问题是让摄像头拍摄出高清晰、高品质的照片，它采用了1/1.2英寸的大尺寸4100万像素CMOS传感器，通过Pixel Over-Sampling像素采样技术，合成800万像素的照片，以此改善夜间拍摄的效果，获得更锐利、噪点少的照片。另外它具有4倍1080p无损变焦、6倍720p无损变焦、12倍nHD（640×360）无损变焦的录像性能，为用户的各种拍摄提供了更多的可能。

在关闭OIS时，相机快门低于1/30秒手的抖动就会影响画质，而在开启OIS后，在快门速度为1/4秒时它仍可拍摄出清晰的照片。

而第二代PureView技术，则应用在诺基亚920上，它的目标是进一步改善手机在夜晚的拍摄表现。它采用1/3英寸870万像素的BSI背照式传感器，背照式架构相比传统传感器能获得2倍的进光量，像素点的边长也达到1.4μm 。此外它还搭载f/2.0大光圈摄像头，并经过卡尔·蔡司认证。当然这些东西还不够。在增加进光量的同时，第二代PureView技术还结合了光学防抖系统，它名为光学影像稳定技术(Optical Image Stabilisation，简称OIS)，可以使夜晚的拍摄效果得到进一步提升。虽然现在也有其他智能手机具备防抖功能，但这些技术在防抖效果上远不及OIS。OIS是透过陀螺仪来侦测摄像头不同角度的移动，从而使摄像头的镜片与机身的移动产生一个相反的动作并达到防抖的效果。

与808 PureView相比，应用了新一代PureView技术的920拥有更好的夜拍效果。

可以说，OIS将整个光学组件与摄像头不同角度的移动达成了同步，而不是单一镜片的移动。这个方法的好处是摄像头的抖动可以被大大抵消。而且，它的OIS能承受的移动频率是每秒500次，与传统的OIS相比多出50%。一般来说，摄像头快门低于1/30秒便容易拍模糊。而根据诺基亚的数据，第二代PureView技术中的OIS能够保证摄像头在1/4秒的快门下拍摄出清晰的照片。

所以后总结一下，在920上这一代PureView=大光圈+新传感器技术+光学影像稳定技术。

参测手机一览

索尼Xperia Z L36h

1300万像素摄像头搭载Exmor RS积层型影像传感器，适合拍照的代表手机之一。

HTC One

HTC UltraPixel超像素技术，结合f/2.0光圈与OIS光学防抖，拍照性能受期待的产品。

OPPO Find 5

Find 5是早采用积层型CMOS传感器，像素达到1300万的机型。

苹果iPhone 5

不以规格取胜，苹果iPhone系列的拍照效果一直拥有不错的口碑。

如何测试

我们挑选了静物、风景、夜景等多个用户日常拍摄中常见的场景，分别用五款产品拍摄照片，整个拍摄过程由专业摄影师操刀。在未专门说明的时候，照片都是在手机默认的正常或普通模式，分辨率皆设置为它们可支持的大分辨率，同时ISO、白平衡等皆设为自动的情况下拍摄的。

内置拍照功能

索尼Xperia Z L36h

索尼Xperia Z L36h

L36h自带的拍照界面在功能上相当丰富，是此次参测的所有机型中，拍照功能可选项多的。在各种设定中，有用的应该是增强自动功能。选择该功能，摄像头会自动侦测当前的拍摄环境，然后调整对焦点、亮度、ISO、白平衡等设定。所以用增强自动功能时，这些东西都不能手动调节，相当于相机上的Auto档。此外它的场景模式也异常丰富，可以说几乎涵盖了我们可能碰到的各种拍摄场景，对于大多数喜欢拿来就拍的用户，这些设置好的场景模式让他们可以轻松上手。对焦模式则可支持单点、多点、脸部侦测、触控以及追踪对焦，功能堪比相机。它的连拍功能不限数量，只受存储卡容量的限制，同时连拍时根据不同的连拍速度，对应的分辨率也有变化，其中中速拍摄出来的画面分辨率高。

HTC One

HTC One

HTC One的拍照界面维持了HTC Sense 4以来的设计风格，对于熟悉HTC手机的用户来说很好上手。在拍照、录像键的旁边有滤镜选项，提供了多达十多种的滤镜效果。在界面左侧中央增加了HTC Zoe键，可以在Zoe和普通模式间一键切换。在设置方面，它提供了6种场景模式，而夜晚则作为单独一项功能与HDR、全景拍摄、Gif动画并列，并没有包含在场景模式之下。在自拍上，它的定时器可选项也是多的，有2秒、5秒、10秒三档可选。同时针对自拍提供了美容等级的选择，同时曝光、ISO、饱和度、白平衡等也可进行调节，手动功能算得上丰富。值得一提的是HTC One拍照界面取消了前后镜头切换按键，但只要用手指在屏幕上往左滑动，就可以切换镜头，十分方便。

诺基亚920

诺基亚920

诺基亚920的拍照界面采用了Windows Phone 8原生样式，图形化的设计，界面非常简洁。在设置中可以看到其手动设定项目有限，可调项包括场景模式、ISO、曝光值、白平衡等。虽然项目不多，但其中部分项目的可选项还算丰富，比如曝光值可以在±2之间，以每1/3为一档进行调节。除了自动模式，920还提供了5个场景模式，虽然不算多，但也能涵盖日常拍摄中常见的场景。相比来看，滤镜功能是920拍照功能中可玩性较强的。我们可以在拍照界面中点击下方图标进入滤镜界面，里面包含了我们从市场中下载的各种拍照应用。除了诺基亚自带的内容，也有其他厂商开发的与拍照相关的应用，不过大部分滤镜都需要我们自己到市场中去下载，略显麻烦。

OPPO Find 5

OPPO Find 5

Oppo Find 5的拍照界面相当简洁，主要提供了一些常用功能的一键开关，如延时拍摄、快门声音、人脸识别等，同时具备HDR和全景模式。基本上没有可供手动设置的项目，分辨率的选择也比较少，只有1300万、1000万、300万和200万四档可供选择。在连拍功能方面，只要是在普通模式下，按住快门键就会自动连拍，不用额外开启连拍功能。

苹果iPhone 5

OPPO Find 5

iPhone 5的拍照界面没有什么可多说的，主界面可供调节的是前后摄像头切换、拍照录像切换以及闪光灯状态，选项中的内容也少得可怜，只有网格、HDR以及全景的开启和关闭。

静物·风景 色彩

编辑点评

从色彩来看，诺基亚920对颜色的还原准确，同时它的照片所呈现的色彩饱和度很高，色彩控制出色，但是文字边缘的锐度稍欠。HTC One所拍摄的照片则比较均衡，它的色温比920更准确一些，色彩的还原度也属上乘。iPhone 5的亮度够，细节清晰，但在瓶身的高亮部分有过曝情况，色温也有些偏暖。Find 5的画面锐利，色彩还原比较准确，但在部分文字上有轻微紫边出现。L36h的整体色彩有些偏淡，锐度一般，相比来看像是蒙上了一层雾。

静物·风景 细节

编辑点评

先谈画面的细节。我们将画面放大到100%，考察点是照片中的福音堂字样。就画面的锐度来看，首推iPhone 5和Find 5，不论是文字锈蚀的痕迹还是墙体的纹理，这两款手机都有着清晰的呈现，细节到位。HTC One的画面锐度也还不错，但墙体边缘有轻微紫边，同时由于分辨率要小一些，所以相比前两款手机自然要略逊一筹。L36h的细节锐度一般，画面多了一丝朦胧感，但也还算能接受。920的画面则很明显像用了柔化滤镜一样，锐度不佳。简单说下色温，HTC One的色温为准确，Find 5的画面略微偏冷，而920则明显偏暖。

静物·风景 广角

编辑点评

这张风景照主要考察的是五款手机摄像头广角端的表现，简单来说就是看谁能够拍下更多的东西。为了方便大家更好的对比，我们在画面的左右两边各选择了一个参照物——左侧中央的路灯和右侧靠下位置的公益广告牌。HTC One和诺基亚920都能完全将两个参照物框进画面中，其中HTC One更是唯一一个将左侧路灯之外的树干拍摄下来的产品。剩下的三款产品中，L36h和Find 5的表现差不多，iPhone 5则惨遭垫底。对于喜欢拍摄风景的用户来说，拥有更广视角的HTC One和诺基亚920是更好的选择。

夜景1

编辑点评

在夜景1的五张照片中，虽然L36h右侧的建筑以及渔船有些发虚，但它具备了夜景拍摄中重要的素质——对噪点的控制。在这一场景中L36h对噪点的控制是五款产品中出色的，画面很干净，这也得益于它的ISO值只有500。噪点控制仅次于L36h的是920，但感觉它有些欠曝，画面整体比较暗。iPhone 5的画面有些偏黄，Find 5则是画面的锐度不佳。HTC One的噪点控制一般，但难得的是它对远处建筑物的细节表现不错，更明亮的画面让我们能看到更多细节。

夜景2

编辑点评

而在夜景2中，拥有大光圈的920和HTC One的画面是明亮的，细节多。但可以看到，为了获得足够的曝光时间，HTC One的ISO值已经达到1000，如果你只是在手机上看照片，那当然没问题，可是在24英寸显示器上采用适合屏幕大小浏览照片，噪点相当多。相对来说，920的噪点控制就要好一些。而L36h上光线明亮的路灯以及远处桥梁的灯光都严重发虚。Find 5的画面倒显得很干净，曝光程度也能展现左侧广告牌的细节。iPhone 5的整体表现与Find 5类似，但噪点要多一些。

室内

编辑点评

现在许多人与朋友在餐厅、KTV等场所聚会，少不了要用手机拍照发微博，所以我们也模拟了KTV的弱光环境，来考察各款手机的表现。其中920的表现出色，自动色温很准确，画面的素质很高，ISO 640下对噪点的控制不错。HTC One的画面锐度不错，对噪点控制也有一手，不过色温偏暖。L36h和iPhone 5的表现差不多，整体色彩偏洋红，不过iPhone 5的照片放大后的噪点要更少。Find 5的画面明显偏红，自动色温不够准确，同时画面整体偏柔，显得不够锐利。

微距

编辑点评

在拍摄微距时，如果手机支持微距模式，我们会将其调整为该模式。来看看结果，如果要说照片讨喜的话，非920莫属。花朵的色彩饱和度高，准不准确先不说，光是原片这样鲜艳的颜色就能让很多人心动，另外它的焦外也虚化得不错。不过它的细节倒是一般，放大后观察焦点的锐度并不十分理想。而在这一点上，则首推HTC One，f/2.0的大光圈不仅带来了很好的焦外虚化效果，同时焦点的锐度也相当不错，放大后花蕊和石板的细节清晰可见。Find 5和L36h的焦外虚化不够，整体画面的亮度也有些偏低，Find 5胜在焦点的锐度上。iPhone 5焦外的颗粒感较重，但焦点锐度和色彩还原都还不错。

自拍

编辑点评

这五款手机中适合自拍的无疑是HTC One，在相同的距离下，其前置摄像头具有的88度超广角发挥了巨大的威力，画面能拍下更广的画面。当然，副作用就是画面两端的畸变也是比较明显的。iPone 5和Find 5的成像细节不错，锐度很高。L36h的画面整体偏柔，不够锐利。而920的前置摄像头在素质上和其后置摄像头不可同日而语，画面曝光不足，焦外的油画感较重。后提一下，HTC One、Find 5和L36h都具有美肤功能，对于喜欢自拍的女性用户来说，能很好地帮忙“修饰”，至于终的效果其实各款产品都差不多。

测试总结

首先，综合各场景的拍摄结果，对每款手机的拍照性能进行一个总结：

索尼Xperia Z L36h：整体表现中规中矩，在夜景测试中由于能较好地抑制ISO的“飙升”，所以对于噪点的控制较好。但画面的锐度还待提高。

HTC One：前后广角摄像头让它的取景范围在目前的手机中拥有了绝对的优势，大光圈带来的各种场景下的画质都还不错。但相对较低的分辨率让它在后期处理、裁剪时的空间不大。

诺基亚920：大尺寸CMOS加上大光圈带来了不错的综合素质，色彩表现领先其他产品，适合各种场景……等等，前置摄像头的性能有些拖后腿。

OPPO Find 5：在每一项测试中都不是出众的，但也没有明显的短板，性能表现相当均衡。

苹果iPhone 5：整体表现与Find 5类似。

虽然我觉得就5款产品的综合表现来看，它们在如今的智能手机市场中，拍照性能都属中上乘，但既然有对比就要分个高下。综合素质高的还是诺基亚920，大尺寸CMOS与大光圈的组合为它的拍照性能提供了充分的保证，同时它的色彩表现不但准确，而且非常饱满，很讨好眼睛。可以说，它对于任何场景下的拍摄都可以较好地应付，用来取代普通的DC完全没有问题。在测试前我对HTC One是非常期待的，结果有好有坏。好的地方是它的前后摄像头都拥有非常广的取景范围，这一点在目前的智能手机市场中可以说没有竞争对手，是它独有的优势。这一点无论是对于风景拍摄，还是自拍来说，都增加了更多的可能。UltraPixel技术也确如其所言，能带来更为明亮的画面，特别是在夜晚的拍摄中。但它对暗光场景下的噪点控制并没有达到我的预期，还有进步空间，同时自拍时画面两端的畸变也是相当明显的。剩下的三款产品则代表着目前中高端旗舰机型在拍照性能上的主流水准，不会太过惊艳，但却足以应付日常的拍摄需要。

在一年前的评测结束时，我曾认为厂商今后的发展重点是着力提升画质，而非仅仅提高像素。从诺基亚以及HTC的发展方向来看，这一论断是成立的。其实索尼的Exmor RS CMOS也是在往这个方向走，不过1300万像素还是会让用户更多地注意到这点，而忽视它在画质方面的努力。总体而言，在智能手机同质化越来越严重的时候，在拍照性能方面寻求差异化就成为了许多厂商在未来重点发展的方向。就像有厂商在产品上设计独立音频芯片，走所谓Hi-Fi的差异化路线一样，未来也会有更多提升产品拍照性能的技术应用到手机上。就让我们拭目以待吧。