三、影像獨門秘籍——三星 ISOCELL GN-1全面深度解析

在vivo X50 Pro+的影像系統(tǒng)當中，最引人關(guān)注的當屬三星半導(dǎo)體為之定制的GN1主攝，這是三星半導(dǎo)體旗下最新款的圖像傳感器。

其支持Dual PD和Tetracell技術(shù)，擁有5000萬像素，單像素1.2μm，傳感器面積達到了夸張的1/1.3寸，離1英寸的卡片機還有一步之遙，為目前在產(chǎn)的最大的手機圖像傳感器之一。其在四合一模式下輸出為1250萬像素，單像素2.4μm，使光敏度提高四倍。

——為了快速對焦這件事 豪擲1億個相位檢測焦點單元

對焦速度會極大地影響拍照體驗。為了更快的自動對焦速度，ISOCELL GN1使用了具有1億個相位檢測焦點單元的雙像素技術(shù)：

具體來說，ISOCELL GN1上的每個像素都由兩個光電二極管組成，它們從位于像素頂部的微透鏡側(cè)面接收光線。然后，相位檢測自動對焦過程會根據(jù)入射光創(chuàng)建兩個圖像的“副本”，每個光電二極管上的一個副本，傳感器會像人眼一樣對其進行評估。

然后調(diào)整鏡頭元件，直到兩個圖像相同為止，這表明在相機視圖中物體處于完美對焦狀態(tài)。

雙像素技術(shù)原理示意

相位檢測自動聚焦比傳統(tǒng)的對比度檢測系統(tǒng)快得多，傳統(tǒng)的對比度檢測系統(tǒng)分析邊緣之間的對比度并移動聚焦馬達，直到此對比度達到最清晰的程度為止。但是，相位檢測自動對焦過程的速度取決于傳感器包含的相位檢測像素的大小。

許多手機傳感器用于相位檢測的像素容量僅占總像素的5-10％，但ISOCELL GN1可以憑借其雙像素技術(shù)，ISOCELL GN1在每個像素中嵌入了兩個光電二極管，從而帶來了更快，更準確的自動對焦體驗。

ISOCELL GN1的傳感器尺寸為1 / 1.31英寸，分辨率為8160像素乘以6144像素，可提供50MP分辨率，而傳統(tǒng)傳感器的0.8μm像素尺寸則為傳統(tǒng)傳感器的1/2英寸傳感器48MP分辨率。借助其雙像素技術(shù)和軟件算法，使用ISOCELL GN1拍攝的照片可達到高達100MP的可比圖像分辨率。

ISOCELL GN1的50MP分辨率意味著ISOCELL GN1能夠捕獲精細的細節(jié)，并為用戶提供了裁剪圖像的能力，而不會顯著降低圖像質(zhì)量。它還為用戶提供了在后期處理中縮小圖像尺寸的選項，以進一步減少噪點。

——更大的像素 更清晰的照片

像素捕獲光并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，而像素的尺寸不同，也會影響圖像傳感器的分辨率。像素較小的傳感器可提供具有清晰細節(jié)的超高分辨率圖像，而像素較大的傳感器將接收更多的光，從而提高了在弱光條件下拍攝的感光度。

為了更大的像素尺寸，三星半導(dǎo)體這些年一直在推出各種技術(shù)來增強細節(jié)和光敏性ISOCELL GN1擁有1.2μm像素，幾乎是其他高分辨率傳感器所具有的0.8μm小像素的兩倍，因此，夜間影像表現(xiàn)在理論上會隨之水漲船高。

ISOCELL GN1還具有三星的像素隔離技術(shù)ISOCELL Plus，該技術(shù)使用物理屏障來隔離像素，從而使更多的光被微透鏡聚集，然后被像素的光電二極管吸收。結(jié)果是更高的色彩保真度和更高的感光度，為高分辨率攝影帶來自然色調(diào)和陰影。

像素隔離技術(shù)ISOCELL Plus原理示意

——為日間、夜間做了全天候的準備

一直以來，暗光環(huán)境下拍照往往會遭遇太暗，太模糊或顆粒感太嚴重的問題。得益于Tetracel技術(shù)的采用技術(shù)，ISOCELL GN1能夠在暗光條件下捕獲清晰的照片。

與傳統(tǒng)的RGB傳感器不同，在傳統(tǒng)的RGB傳感器中，具有不同濾色器的像素以馬賽克圖案排列，而三星的Tetracell傳感器則將具有相同濾色器的像素以四個為一組彼此相鄰。在弱光條件下拍攝時，傳感器可以將這四個像素組視為一個大像素，這意味著可以讓更多的光進入傳感器，以獲取更明亮，噪聲更少的圖像。

鑒于ISOCELL GN1具有比其他傳感器更大的像素，添加Tetracell可以為弱光條件下的拍攝提供更大的圖像質(zhì)量提升，而在明亮的光照條件下，傳感器使用重新鑲嵌算法將像素重新排列為高分辨率圖像的常規(guī)RGB模式。

全像素模式示意

像素合并模式示意

——Tetracell為HDR帶來了什么？

在混合照明條件下，例如在明亮的背景下拍攝昏暗的被攝對象時，可能難以獲得正確的動態(tài)范圍，以使圖像的明暗區(qū)域都獲得適當?shù)钠毓狻?/p>

傳統(tǒng)的HDR技術(shù)用于解決此問題，方法是拍攝多張圖像并將它們堆疊在一起進行后期處理，以在最終圖像中獲得更寬的動態(tài)范圍。

實時HDR可以針對幀的不同區(qū)域優(yōu)化曝光

然而ISOCELL GN1無需使用連續(xù)照片并將它們堆疊在一起，而是利用Tetracell技術(shù)提供更好的色彩和陰影，中間色調(diào)和高光的細節(jié)。

ISOCELL GN1：陰影，中間色調(diào)和高光

四個一組中的每個像素在不同的曝光時間下拍攝照片：兩個像素進行中等曝光，一個像素進行長時間曝光，而一個像素則進行短時間曝光。這允許傳感器以更高的精度捕獲來自其前方場景的光。ISOCELL GN1結(jié)合了這三個曝光級別的信息，可以在單張照片中生成HDR圖像，用戶可以立即預(yù)覽。

——關(guān)于智能ISO

原始ISO確定圖像傳感器對光線的敏感程度，并由轉(zhuǎn)換增益值確定。此值影響滿阱容量或光電二極管可以接收多少光以及噪聲水平。將固定的原始ISO集成到圖像傳感器中會限制其適應(yīng)變化的光照環(huán)境的能力。

傳統(tǒng)的圖像傳感器通常帶有單個高ISO。雖然這有助于減少弱光環(huán)境下的噪聲，但較小的全阱容量會使這些傳感器在明亮的環(huán)境中顯示亮區(qū)的能力降低。

ISOCELL GN1具有附加的低ISO，能夠準確地響應(yīng)明亮的環(huán)境，其Smart-ISO技術(shù)為每種照明情況選擇理想的轉(zhuǎn)換增益值。結(jié)果是最佳的動態(tài)范圍，并降低了各種拍攝條件下的噪點。

例如，在陽光明媚時，它將選擇較低的ISO感光度，以增加全景能力并擴展場景明亮部分的動態(tài)范圍。如果在這些情況下相機使用較高的本機ISO，則信號將被過度放大，使明亮的部分燒毀，而在圖像的那些區(qū)域中幾乎沒有細節(jié)。

光線充足時低ISO

相反，當在深夜攝影，Smart-ISO技術(shù)將選擇較高的ISO，以產(chǎn)生最佳的亮度和更少的噪點，并在場景的黑暗區(qū)域中捕獲更多的動態(tài)范圍，甚至在場景中也能展現(xiàn)出每個細節(jié)。圖片的陰影區(qū)域。

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