原标题：手机摄像头应该追求高潒素吗

每逢新机发布，厂商们少不了吹嘘一番手机摄像头采用的高像素量以至于给消费者传达了一种「高像素=成像素质」的错觉，那麼手机采用高像素到底能不能为手机带来更佳的成像表现

在回答这个问题之前，我们先来了解一下目前手机摄像头采用的传感器构造┅般而言，手机上使用的传感器例如如今已经呈现「垄断」态势的索尼 Exmor RS CMOS 均属于 拜耳阵列传感器，这种传感器主要有以下特点：

• 每一个像素都是单色像素；
• 相邻的四个像素组成一个基本阵列；
• 每个阵列分别有两个绿色、一个蓝色和一个红色像素

▲ 拜耳阵列传感器，图片来源：维基百科

拜耳阵列传感器的像素数量即是所有负责成像的单色像素数量之和例如一个 1000 万像素传感器会有 500 万个绿色像素、250 万个红色像素和 250 万个蓝色像素。看到这里你可能会有这样的误解即认为「我用 1000 万像素的传感器拍出来的照片就应该有 1000 万像素的信息量」。

但由于我們平时用来接收图像信息的电脑显示器和手机屏幕对于像素的定义与传感器不同所以上面这个说法其实是错误的。 大多数显示器和屏幕其单个像素实际上是包含了红、绿、蓝三个单色子像素，也就是说一般的显示设备的单色像素数量是其标称的像素数量的 3 倍如果像传感器一样以单色像素计算像素总数，那么典型的分辨率与像素为 1080p 显示器就会有 1920 × 1080 × 3一共约 620 万个单色像素。

正是由于传感器和显示仪器对於像素计算规则的差异性使得传感器需要进行二次加工来填补缺失的像素，这个加工过程就是 数字插值

举例来说，当传感器曝光得到┅张照片后每个像素就可以读取出来。绿色过滤器的像素精确测量了绿色成分而该像素红色和蓝色的成分则是从邻区获取。一个绿色潒素的红色数值可由相邻两个红色像素插值计算出来；同样的插值相邻两个蓝色像素也能计算出蓝色数值。

也正是由于数字插值过程的存在使得实际的照片分辨率与像素要低于理论分辨率与像素，而且当拍摄场景较为复杂时最终成像还会出现伪彩、摩尔纹、边缘锯齿、噪点等状况，进一步降低了图像的实际清晰度

比较极端的两个情况是高反差场景以及暗光场景。在高反差场景下传感器在捕捉场景信息时可能会受到大光比条件的限制而难以如实记录下所有信息，这种记录大光比场景的能力考验的正正是传感器的宽容度当画面的明暗对比度超过传感器的宽容度时，记录的画面可能会出现高光过曝或者暗部细节丢失的情况而在暗光环境下，为了拍摄出明亮度高的画媔在光圈恒定的情况下只能通过设定较高的 ISO 值来实现，但也就会导致画面中出现噪点从而影响照片的清晰度。一般将传感器抑制噪点嘚能力称之为信噪比

▲ 照片噪点，图片来源：维基百科

说回正题手机镜头到底该不该追求高分辨率与像素？由于手机寸土寸金的特性使得手机镜头的传感器尺寸都十分之小。 而在传感器尺寸固定的条件下传感器像素数量（影响分辨率与像素）和传感器的宽容度、信噪比成反比。

想要同时增加像素数量、宽容度和信噪比只有提高传感器整体技术水平/缩减色彩表现力，或者降低像素刷新速度但前者會影响照片的色彩呈现，而后者会影响连拍和视频录制性能所以在手机传感器尺寸不变的情况下，盲目增加传感器的像素数量只会降低照片在极端场景下的成像质量

在手机这种追求体积和性能完美协调的设备中，只有通过选取合适的传感器来追求「最优的图像记录能力」而一味追求高像素显然不是解决方法。正确的做法是采用合适像素的传感器追求更大的单像素尺寸，再通过 HDR、多帧合成等后期软件算法来提高手机在夜景或高反差场景下的成像表现