详细解析：HTC UltraPixel到底是何方神圣？

一颗强而有力的摄像头不但是旗舰手机的身份标志，也能在市场营销方面捞到不少好处。诺基亚Lumia 920就是一个正面典型。在上个礼拜发布的旗舰手机One身上，HTC也祭出了拍照这面大旗，HTC One拥有耀眼的新技术：UltraPixel。

HTC声称像素不再是唯一的参数，因为UltraPixel摄像头每个像素点的感光面积更大，进光量超过普通产品300%，所以画质表现更为出色。但实际上，在UltraPixel光鲜的概念背后，HTC依然有很多不会告诉你的东西。

HTC会告诉你的：大像素尺寸进光量提升300%

早先曾有传言，UltraPixel的传感器实际上就是Foveon X3，利用三层像素分别去感受红绿蓝三原色，甚至至今还有一些媒体在如此报道。但是随着信息的披露，真实情况慢慢浮上水面，UltraPixel并不是X3 CMOS，它依然基于传统的拜耳滤镜结构，UltraPixel的实质是就是提高了每个像素在CMOS上所占的面积——既所谓的“大像素”。

目前主流手机所采用的CMOS传感器大约是type 1/3.2和type 1/4规格的，有效像素大约在800到1300万之间，对应的像素边长大体有1.4um和1.12um两种。而UltraPixel的一个像素边长为2um，几乎是1300万像素传感器的两倍，面积更是接近四倍。因此，一个UltraPixel在单位时间内可以收集的光子数量大约是一个1.12um像素的3～4倍，这也是HTC宣传中“300％进光量”的来源所在。

我们知道，CMOS传感器收集光子，将其转换成电信号，因此用于传感的基础单位——即像素——尺寸越大，能收集到的光子也就越多，成像的色纯自然也就越高，这样在低照度的情况下就可以拍出更明亮、更干净的照片。这样看来，UltraPixel减少像素提升进光量的确是个不错的设计。

但是，这些优势并非UltraPixel的全部，传感器尺寸如果恒定，减少像素总要付出代价，下面这些内容就是HTC不会或者说不愿意告诉你的。

HTC不会告诉你的：少像素设计同样丢失了很多细节

要实现大像素有两个途径：增大传感器，或者降低分辨率。HTC选择了后者，因为后者的成本毫无疑问更低。大尺寸的传感器售价不菲，诸如尼康CX这样的1英寸CMOS，价格也很有可能会超过手机摄像头整个模组，这是HTC不愿意承担的。所以，One只有搭载的CMOS只有区区430万像素，也挺好理解：传感器尺寸固定，少做几个像素上去，单个像素面积自然就大了。问题是，400万像素够吗？可能还真的不够。

按照通常的逻辑，我们都认为，多少万像素的传感器拍出多少万像素的照片，这是天经地义的。实际上，这个理论在黑白时代正确，但在彩色时代却是一个不折不扣的错误，其根源是因为CMOS传感器对像素的定义与照片/显示器不同。

我们在图片和显示器上所描述的一个“像素”，实际上是一个包含了红、绿、蓝三个单色子像素的集合，也就是说，一个分辨率为1024×768的显示器，一共有3072×768个单色子像素。但是在CMOS上，每一个像素都是单色的，不存在子像素之说，一片800万像素的CMOS，上面就只有800万个单色像素。它是如何感受彩色的？靠的是一种叫拜尔滤镜的彩色滤光片结构。

（手机/PC）显示屏里的一个像素，是由R、G、B三个子像素组成的

相机传感器则是一个萝卜一个坑，R、G、B自己就是像素

下面的图案就是拜尔滤镜与普通显示器的像素对比。左边的图案中每一个单色的方块，都是CMOS上的一个像素。右边的图案则是图片和显示器所采用的RGB像素，每一个方格包括了三种颜色的长条形子像素。左下角和右下角更进一步的明确了它们之间定义的区别：至少需要CMOS传感器上定义为4个像素的区域，才可以提供对应图片/显示器上一个像素的完整信息。换句话说，一个标称分辨率为N百万像素的CMOS传感器，实际可以输出的彩色图片信息量只有N/4百万像素。

左边是CMOS，右边是显示屏

那么800万像素的传感器是怎么输出800万像素的照片的？答案是插值。只要对CMOS输出的红色和蓝色数据进行100％的插值、绿色进行50％的插值，就可以做到这点。但很明显，插值出来的数据已经不是原始物理数据，这就和对一张已有的照片进行扩大一样，增加的只是尺寸，并不能增加更多的细节。

相机照片的最终分辨率都是插值得来的

One的问题就在这里，HTC选择了大像素，但是却并不愿意增大传感器的尺寸，因此只能降低分辨率。根据N/4原则，One那片400万像素的CMOS，按照图片、显示屏的标准，实际只能输出100万像素的有效信息量。这对于PC而言并不是什么大问题，因为100万像素的照片也已经够大了，但是别忘了在硬件大战拼到走火入魔的今天，作为旗舰的One的屏幕就已经拥有了200万像素——而且还是彩色像素，也就是说One所拍出来的照片所包含的信息量，甚至都不够在自己屏幕上回放，这无疑是一种讽刺。

1080P的手机屏幕已经越来越多

HTC会告诉你的：高像素机器都是骗人的

在One的发布会上，HTC狠狠抨击了那些只会玩高像素噱头的手机，称“高像素基本都是骗人的”。

像素很重要吗？从理性角度而言，HTC是对的。

目前高端手机配置战已经越来越难以为继，厂家为了吸引消费者，已经给手机安上了四核处理器、2GB内存，甚至1080p的显示屏，消费者对于这些数据恐怕也已经有些麻木。因此不少厂家开始在摄像头上作文章，采取的手段依然是“数字为王”的战略——不管实际有没有用，数字越大越好。

索尼的1300万像素Exmor手机摄像头模块，像素数量早已超过当年的相机

打开如今的一款旗舰手机你会发现，摄像头里那片指甲盖大小都不到的传感器上居然有1300万个像素，要知道尼康的旗舰单反D3也不过区区1200万像素！1300万像素的照片到底有多大意义？厂商肯定不会说，消费者恐怕也不明白。在这个大环境下，HTC敢于喊出“像素面积为王”的口号，是值得肯定的，因为这的确是一条正确的方向。那么是不是可以说，UltraPixel的确是最实用的解决方案？令人惋惜的是，答案没有那么乐观。

HTC不会告诉你的：缩图大法其实是殊途同归

我们都知道，手机上最先开始提倡像素融合概念的是NOKIA 808，为此诺基亚还特地为它取了个名字叫PureView。808搭载了一枚type 1/1.2的巨型CMOS，在输出500万像素照片的时候有着等效4um的像素尺寸，远超UltraPixel的2um。但是为什么NOKIA不直接做出500万个4um像素，而是要做出4100万个1.4um像素，再用9:1的方式融合成500万？原因很简单，就是因为拜尔滤镜的存在。

如果诺基亚只做500万像素，那么这枚CMOS的信息量就只有区区130万彩色像素。所以诺基亚制作了恐怖的4100万像素，却只用它去输出不到1000万像素的照片（当然也可以输出41MP的图片），这就确保了这片CMOS的分辨率。

808的原始分辨率高达7728×5368，输出却只有3072×1728，诺基亚确实够狠

但One呢？HTC肯定看到了808的PureView，也明白了PureView的强悍来源于把9个像素当1个用，但是HTC或许是没弄明白诺基亚为何要如此大费周章，或许是不愿意投入这么多成本，又或许HTC只是打算炒作一把概念而不是真正拿出有价值的产品，于是最终选择了简单粗暴，低分辨率大像素，最终得到了UltraPixel这样一个令人哭笑不得的解决方案。

实际上，HTC不会告诉你的是，对于任何一款拥有800万像素摄像头的手机，当CMOS传感器分辨率远远高于显示屏分辨率且是正常的手机屏幕时，都可以用降低到200万像素出图的方式，把4个像素当1个用，获得大约2.5um大小的等效像素尺寸，从而一举超越UltraPixel——而且这样的1个等效像素还是彩色的，信息量是UltraPixel的三倍。从这个角度来说，UltraPixel可谓搬起石头砸自己的脚，吃力不讨好。

总结：像素只是游戏

所以说，UltraPixel是一个宣传意义大于实际意义的技术，One的低光拍摄性能更多还是来源于其搭载的两轴防抖系统，而不是UltraPixel。

光学防抖技术才是One低光下的必杀技

平心而论，对于手机摄像头这种对成本、体积要求极为严格的成像设备而言，像素的多寡更多像是一场宣传上的游戏——低像素能获取更多进光量，提升图片质量，高像素同样能通过机内或者后期缩图的手段达到。决定最终成像效果的，依然是那些基本的东西——镜头、ISP芯片、后期处理算法，以及最最重要的——CMOS本身的素质。从历史经验来看，这些并不是HTC的强项。

其实HTC真正应该做的，是选用一片1300万甚至1600万像素，像素尺寸1.12um甚至1um的高密度CMOS传感器，然后用4:1的方式出片，实现2um的等效像素尺寸，这样才是UltraPixel最正确的选择。