手機像素越高，成像質量越好嗎？

01-05

用過htc mozart，華為P1，iphone 4s，都是800萬像素，成像質量相差卻不是一星半點。
求科普，盡量詳細點。

影響手機/相機成像質量的因素非常多，其中像素數的影響很小。注意本答案中"相機"既指普通手持相機也指手機的照相元件。

先澄清一個概念，解析度，是相機能夠分辨的最小尺寸，而不是像素個數。晶元尺寸一樣大的話，像素越多意味著照一樣大尺寸照片時，照片可以被細分為更小的尺寸，也就是解析度越高。如果晶元尺寸不固定，不代表800萬的就比500萬的解析度高。這個概念倒不用太糾結，商家基本用像素數來表示解析度了。

然後簡單說一下相機成像過程，光通過鏡頭(此時還是光)射入晶元，晶元將光信號轉化成電信號(模擬信號)，後部電路過濾、放大並轉換成數字信號，最後被處理器還原成數字圖像。其中每一步都對成像質量有影響，而解析度只是晶元上的指標之一，一會兒我會再說說為什麼這個指標不重要。

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不同波長的光經過鏡頭的折射會通過不同路徑進入晶元——你看看單反相片外圈的像素一般會有色差現象——好的鏡頭可以彌補這個路徑上的差異，即彌補色差。但因為手機鏡頭(嵌入式)尺寸小，各色光的路徑差異不大，手機鏡頭不像普通相機的鏡頭影響那麼大。

晶元的主要考察指標是吸收光的能力，即光到電的轉化效率(Quantum Efficiency, QE) * 感光面積。對於QE而言最理想的情況是1個光子轉化成1個電子，即信號沒有損失，實際情況大概4個(通過鏡頭後的)光子能轉化成1個電子吧。而QE的決定因素包括感光元件的面積比，一個CMOS晶元的像素上大概一半面積是感光面積(而且還要分為紅、綠、藍幾塊)，剩下的被電路佔去；和感光元件的光電轉化率，大概50%。光電轉化率定了，感光面積自然越大越好，這樣可以接收更多的光。CMOS晶元(一般手機晶元都是CMOS)的每個像素自帶放大電路，而這部分電路要佔一定的面積。如果你的相機只有1個像素，那麼可能電路面積佔50平方微米；而如果你有100萬個像素，每個像素電路都要佔50平方微米左右。這就意味著，對固定尺寸的晶元而言，像素越多，像素上的感光面積越小！所以你在得到高解析度的同時，犧牲了相機「吸收」光的能力。

(題外話，在科研、工業用選擇相機時，在解析度夠用的前提下，建議盡量選擇像素數少的相機，這樣可以有效接收光信號，而且從價格和數據存儲角度講都划算。當然如果你的應用中光足夠強，而且想擁有更大的視場，那就選像素多的了。)

在光信號被轉化為模擬信號後，還有後端電路對信號過濾、放大和採集，每一步都有可能導致信號失真，所以也是要很小心的環節。不過做相機晶元的公司其實並不多，電路部分的差異我認為差別不大，這裡就不細說。

在手機照相時，一般顯示終端是手機屏幕，不是A4紙或者顯示器，這時多像素的好處就發揮不出來，而接收光的劣勢反倒明顯些。

最後，在原始數據呈現之前，手機或家用相機都會有演算法重新對信號進行優化，一般目標是盡量貼合人眼對色彩的感知。譬如人眼對綠色敏感，那麼把綠色的光強變化分的再細些(其實在像素的感光面積上已經進行過優化了)，紅藍部分壓縮一些也無所謂。尼康的色彩還原軟體據說就比佳能的好，當然這個也跟個人欣賞風格有關。

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總結，解析度確實不是選購手機/相機時要優先考慮的條件，在500萬、800萬這個量級上，對人眼而言沒什麼差別了，而它還可能帶來些「副作用」。對晶元廠家而言，提高像素個數不難。對手機/相機廠家而言，鏡頭優化色彩優化什麼的不好量化，從500萬到800萬的差異則宣傳起來高端大氣多了。

成像質量這個概念太大了，比如那啥，感光元件的面積，演算法，感光元件的感光度，感光元件的響應時間，計算晶元的渲染能力，感光元件的色域，像素數等等各種原因都可以影響成像質量，當然是還有鏡組的原因，還有攝影師的技術水平，只看像素數是沒意義的，這東西的最後結果只會取決於最差的那個因素。

1.在感光元件尺寸一定的情況下，像素數量的增加是通過切割更小的單元來實現的，每個單元的面積小了，相同曝光時間下得到的光通量就更少了，會造成灰度等級不足，今而層次感下降，色彩解析度降低。

2.光學系統都有一定的衍射極限，像素大小需要與這一極限大小相匹配，否則，更多的數量使像素麵積更小也沒有意義。

光學成像質量決定於整個光學系統的各個環節，僅感光元件的好壞不能判別最終成像的效果。

像素高僅僅是成像好的必要條件，而不是充分必要條件。像質好需要有銳度，色彩，寬容度，信噪比等多個指標，僅僅像素高還差得遠。說白了，高像素是商家忽悠人的概念

像素高不代表成像好哦~

像素只是一方面，還要看軟體的演算法的優化，以及使用的感測器

成像質量跟像素毫無關係。