手機 1200 萬像素和相機 1200 萬像素之間有什麼區別？

12-06

手機鏡頭那麼小像素1200萬，相機鏡頭又大又長也是1200萬，單反又長又重，怎麼像素只有兩千萬左右？之間有什麼區別？

先要說一下數碼相機的基本原理，問題自然就清晰了。數碼相機的像素數量並不是由鏡頭決定的，而是鏡頭後面一個叫感光原件的東西決定，它的作用類似傳統相機的膠片，負責記錄鏡頭捕捉的圖像，只是膠片用的是化學方法，感光元件用的是電子方法。感光元件排列著非常多的可以感受光線強弱的小點，這些小點就是數碼相機的像素，所謂數碼相機像素數量就是這些小點的數量。圖像被投射到感光器件上時每個像素記錄對應位置的光線強度並轉化成電信號，經過處理後最後變成我們常見的照片文件，這就是數碼相機的基本原理。
感光元件類似於膠片，也有不同的尺寸，同樣是1200萬像素的感光元件他們的尺寸可以不同，這就是主要差別，其他的差別很多都是這個差別導致的。比如更大的感光元件就需要鏡頭提供更大的圖像，那麼鏡頭就必須造的很大，單反相機一般用的都是很大的感光器件，所以鏡頭也大。像素相同的情況下感光元件的尺寸越大那麼單個像素的尺寸一定也越大，大像素的好處是可以接收更多的光線，轉換成的電信號也就更準確，結果就是圖像更乾淨清晰，尤其是在光線很弱的環境，比如晚上，效果尤為明顯，網上有很多同樣像素的手機和單反拍攝的照片對比，一看便知。最後一個就是面積越大越貴，這就是為啥像素相同的相機有的很便宜有的很貴的原因。很重要的一個結論是相機只談像素數量是沒有意義的，必須結合感光元件的尺寸討論才有意義。

為了有個直觀的認識，貼一下主要感光元件的尺寸對比：

最大的叫「全畫幅」，意思是說他和傳統的膠片尺寸一樣大，最小的紅色那個是 iPhone 4S的，而比 iPhone 4S 大一點的那個黃色的一般是用在低檔數碼相機上的，也就是說 iPhone 4S 還達不到很多抵擋數碼相機的水平，其實 4S 在手機里已經很大了，很多手機用的更小。

手機1200萬像素和相機1200萬像素，除了數量一樣，其它完全不一樣。

由於體積限制，手機攝像頭的CMOS都很小，多數中低端手機的CMOS，比圖中綠色的1/3"（英寸）還小。
看看有誰在用1/3"的CMOS吧：iPhone 6/Plus/5s，HTC One M8/M7/Max，諾基亞 Lumia 920/925/928等；
再大一點的主流CMOS尺寸是1/2.6"（圖中沒有），用於三星 Note 4/S5、諾基亞1520/930等機型。得益於感測器尺寸的增加，這些手機的像素數量也更多，通常在1600萬至2000萬之間，能夠輸出更大解析度的照片 —— 但請記住：盲目增加像素數量是沒有意義的！為什麼，後面說。
再大點的就是1/2.3"了，用於三星 Galaxy K Zoom/S4 Zoom，索尼Xperia Z1/Z2/Z3，魅族MX4/MX4 Pro等。
再大么。。。不常見了。比如，好像也只有這幾個：
Lumia 1020，CMOS尺寸：1/1.5"：

諾基亞 PureView 808，CMOS尺寸：1/1.2"：

松下 Lumix CM1，CMOS尺寸：1"：（松下大哥，你確定這不是帶通訊功能的相機嗎）

而常見的半畫幅單反，如佳能APS-C或尼康DX，不論是總面積，還是單個像素的平均面積，都是手機（以1/3"計）的大概26倍，甚至更多。

像素平均面積有什麼用？我不說那些複雜的感光電路結構之類，沒人愛看。我就通俗的說一說。

大家都應該知道，感光元件之所以能得到圖像，是因為受到了光子的照射，產生了電流，再由圖像處理器還原成圖像。為了比對，必須假設幾個初始條件，再慢慢推演。

假設
（1）鏡頭對著同樣的景物（亮度一致，或者說，單位面積通光孔徑下通過的總光子數相同）；
（2）鏡頭的總通光孔徑與感光元件面積成正比；
（3）快門時間相同；
（4）感光度ISO相同。

那麼，從面積的對比中可以看出，如果單反中每個像素接收到的光子數量為2600個，那手機中每個像素只能接到100個光子。

區別在哪？

一。首先，2600個光子和100個光子，想也能想出來，在CMOS中激發的電流肯定是不一樣大小的，成像也一個亮，一個暗。這樣當然不行了，那怎麼辦？當然是改條件了。

（1.1）把上面的條件（4）幹掉，手機CMOS的ISO提高26倍！那尼！？？26倍，ISO100 和 ISO2600 的畫質能比嗎？當然，白天還可以說差不多，可稍微暗一點，比如黃昏，或室內，就妥妥的廢了。別以為廠家不會這麼干，實際上就是這樣，手機的ISO200，和單反的ISO200，完全是兩個畫質，基準都不同。
PS：ISO可以初步理解為，單位數量的光子經過處理後，產生的電信號的大小，在數碼相機中是可調的。ISO越高，信噪比越小，畫質越差，直接效果就是噪點增加，圖案邊界變得模糊。下圖是某單反在不同ISO下畫質的區別，手機的ISO200，可能只相當於下圖中的ISO800或1600，而手機的ISO400，可能已經相當於下圖中的ISO6400或12800了。

（1.2）既然只調ISO不好，那把條件（3，4）一起幹掉吧，感光度別提那麼多，快門慢一些。這樣好點了吧。別忘了，照相時，手一定是有抖動的。抖動的意思就是下圖中那樣，藍色框代表一個像素，一束光線在你的像素上抺啊抺：（數字為快門時間）

假如快門時間相同，抖動還能將就著一樣，那快門時間變長以後呢？手機你乖，別動，我給你抺一抺~~~你想讓光線把你的像素抺成圖4嗎？—— 圖中這還是好的（因為我懶得畫不好的），實際上手輕輕一抖，以手機CMOS那麼小的單個像素算，光線抺到10個像素以外都不是難事兒。
翻譯一下就是，稍微手一抖，或是照運動的物體，就糊成一片了。

（1.3）還不行，那就把（2）也幹掉吧，，，，，行嗎？難道你真想讓每個手機都像上面的松下 Lumix CM1 那樣嗎？算了，還是忍了。
（1.4）終於想到辦法了！把（1）幹掉！哥就在白天，明亮的地方照相，晚上？還要約妹子呢，誰理你~ 好吧，手(xiang)機(ji)廠家的目的達到了！看看有哪個廠家敢說，自己的手機在暗光下效果如何，有幾個廠家發布的樣片是暗光下的。

二。我們還有二呢。。。如果暗一點的環境呢，單反的一個像素才能接到100個光子，手機呢，4個，尼瑪都不識別啊！想出圖，還是那幾個辦法，使勁提高ISO，多曝一會光，可畫質呢？噪點什麼的先不管，把圖整出來再說吧。
可是，下面這種圖誰喜歡。誰能分清哪個是星星，哪個是噪點，舉下手唄。手機：「算了，不玩了」。

@王強借用了你的這張圖，有問題請通知我刪除。謝謝！

三。上面幾步走完了，CMOS收了光子，進行了A/D轉換，電信號也出來了，還得翻譯成我們能看的圖片吧。這一步又是個麻煩事兒。手機那麼小個地方，我沒有研究過，但我相信不可能有一片專門處理圖像的晶元，最多是用相機app調用CPU或GPU，按照程序內的演算法，簡單處理一下完活。
再看看相機，還以單反說吧，圖像處理器是單反機身中的重要組成部分，在開發過程中受到的重視，完全不是手機能比的。

四。哎手機你別走啊，還沒完呢。看到對面樓上那個漂亮妹子了嗎，來，咱們把鏡頭拉到200端，一起照一張，比比畫質怎麼樣！手機：拉你妹，我還有事，88。。。
沒見過幾個手機會光學變焦吧。為了日常使用的方便，手機攝像頭一般對應的是24mm或28mm視角的廣角鏡頭，而且當然是定焦的。可我們單反還會光學變焦呢！還能防抖呢！還能換鏡頭呢！我們一個便宜鏡頭都夠買個手機了，隨便買個大三元，輕鬆折成兩個鳳6呢，分分鐘過萬不是事兒啊。哎，等我一會！！算了，不理手機了，看看單反吧，（相對）巨大的單個像素麵積，可以大大提高信號的信噪比，提高感光度和寬容度，外圍還有大量的配套技術，如光學防抖，光學變焦，以及納米鍍膜，非球面(ASP)鏡片，超低色散(ED)鏡片等，甚至逆天的散焦控制（尼康AF DC 105mm f/2D和AF DC 135mm f/2D）和移軸功能。
下圖為某單反鏡頭結構圖：

下圖為用某移軸鏡頭拍攝的照片，看明白哪裡特殊了嗎：

真的不能比啊！

區別是每一個像素的質量。

影響的因素包括感測器，快門，鏡頭組質量，光圈，鍍膜，ISP 等等..

中國隊踢皇馬，上場都是11個人，你覺得差距有多大？

一個放大100%後都不知道拍的是什麼，一個放大100%數睫毛數量

大概就是這樣的差距。

有句話叫底大一級壓死人。。像素更多的只是決定照片的解析度大小。。成像主要看鏡頭質量，感光元件的質量。。

像素相當於十字繡的格子，越多越方便細緻表達。但成像相當於人本身的塑造能力，色彩搭配平庸，近中遠關係不明確，細節平淡無奇，表達得不好，格子再多也白搭。

像素從來不是高質量的代名詞。像素高能提供給你大尺寸的圖片，但圖片本身質量不一定高。還要要看各種感光元件。設想一下你把一張100x100的圖放大成500x500，是不是像素點多了，但圖片質量並沒有變好。

既然只提到單反就好辦了。

簡單說就是手機照片只能在手機上看看小圖過乾癮；而單反照片就是又能看小圖、又能在電腦上看大圖、也當桌面壁紙、還能列印成大幅照片掛在牆上，更適合拿來約妹紙。

再複雜點說就是同等環境下，手機照片放大點看噪點多的一逼，不管是iPhone567照的還是三星Note小米Note；而單反照片放大了噪點依然比較少細節清晰可見。

至於原因，不在於像素多少，而在於相機的CMOS有多大尺寸，尺寸越大畫質越好。

做個不恰當的比喻吧，小米2的cpu跑分是1650，iphone5的cpu跑分1533，你能說小米2的手機比iphone5好（沒有貶低小米的意思）？最終結果不是一項參數能決定的。單從畫質角度來說，像素只是一部分，主要是感光元件，鏡頭，處理晶元決定其畫質好壞。

上面說了那麼多，區別其實很簡單：每個像素的尺寸不同。1200萬像素相機，每個像素的尺寸更大。所以成像效果更好。

樓上說的都只是冰山一角，主角在這裡

1200萬人民幣和1200萬美元的區別……

一百張百元鈔票和一百張一元鈔票的區別。

像素只是一小部分，並不是越大一定越好，蘋果5代開始800萬沒變過，它的感光元件和處理演算法好，所以完虐大多數手機

大傢伙都在那裡胡扯

感測器尺寸

手機可以自拍……

還有各種光圈解析度的問題

我可能歪題了。以前在一家三流的手機工廠呆過。還是知道一些情況的。
你可以先百度一下「攝像頭插值」
很多號稱500萬象素的，攝像頭硬體水平只有200萬，實際上拍攝原圖也只有200萬，但是通過插值增加後，你看到的就是500萬。
另，像素跟清晰度是兩個概念。所以你看到像素高的，拍攝出來的圖片不一定比像素低的好。

單純說1200w像素，這個數字是沒有什麼區別的。區別在於手機的1200w和相機的1200w感光元件的尺寸不同，同樣的像素感光元件尺寸越大相應的光信號接收就要越好，並且不同像素點之間的干擾就會越少，相應的成像就會有一定優勢。但是對於最終成像來講，像素大小，感光元件大小都只是其中一個因素而已。目前流行手機都會標稱採用索尼背照式CMOS，但是一顆白菜不同的廚師做出來口味也會各不相同吧，好的感光元件只是保證成像的基礎而已。衡量最終成像的還要看鏡頭的素質，圖形處理器的能力和廠商對於調色的把握。
與其糾結器材的優劣不如好好學習下攝影技術，優秀的攝影師不論用什麼器材都會拍出優秀的作品，手執哈蘇、萊卡不通攝影的土豪也只能拍出色彩絢麗的垃圾。