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对于成像设备，传感器的像素大小是最关键的设计点之一。像素越小，光电二极管能够“容纳”的光生电荷越少，像素的信噪比越低，这也将提高有效成像所需的照明亮度。可以说，从这些内在条件来看，小尺寸像素需要更复杂的设计来扬长避短。对于相机来说，即使2000万像素M43的单位像素边长是3.3微米，而索尼A7R4有6100万像素，单位像素是3.76微米大，所以相机传感器，其明显更大的面积，远远没有达到现有模拟电路设计的极限。然而，现有新技术的突破点基本上是使用底部较小的手机端。内置模数转换、背光和堆叠等具有新结构的新技术几乎都是从手机端开始的。即使是1/2.3英寸1200万像素，单位边长也只有1.55微米。为了实现更高的像素总数，现有的最小尺寸已经达到0.8微米。三星甚至宣布了0.7微米的技术。结合更大面积的传感器，它已经实现了1/133英寸1.08亿像素三星HMX等规格的大规模生产因此，虽然成像质量与传感器尺寸成正比，但迭代周期明显缩短的手机是最新技术的缩影。
然而，为什么手机需要这么高的像素，或者这么高的像素对于手机的小底部是否有意义，这个话题从未停止过。首先，第一个问题:高像素能带来相当高的图像质量吗？事实上，我已经在A7R4中做了相关的简单数学计算，在这里我就不再重复了。即使F1.8透镜在可见光谱中的点扩展函数受到衍射极限的限制，在可见光的最大760纳米波长带中的艾里斑的半径是1.66微米，并且0.8微米的像素刚好在奈奎斯特频率上，所以理论上，它仍然可以充分发挥高像素应该具有的高分辨率优势。然而，由于点扩散函数，几乎所有的实际透镜都受到像差的影响。例如，点阵的半径高达5微米，此时系统性能取决于透镜，这需要相应的数字校正算法。因此，即使手机具有相同的传感器，不同的镜头和算法，也会有明显不同的性能，不能一概而论。
今天测试的三星GW1为1/1.7英寸41平方微米，总计6400万像素，这是上图中间的像素。像素单位边长为0.8微米，支持Tetra模式(即与索尼Quad-Bayer相同的技术)，默认为1600万分之4，支持本机6400万输出。该测试基于三星A70s接下来，看看样本，首先是国际标准化组织32，1/200秒日间样本:
。上图放大1600万倍，下图放大6400万倍:
。这种差异可以说是非常明显的。6400万输出的高频细节比4合1输出的1600万像素的高频细节强得多，并且基本上没有强制锐化。这表明A70s镜头的性能和算法并没有拖后腿。6400万像素的改善是显而易见的，继续扩大到6400万像素100%还是不错的:
。因此，如果你需要采取丰富的细节，如使用照片作为4K显示壁纸或打印大幅面照片，6400万像素的输出将非常有帮助。
的第二个测试是HDR。像素组合的最大优点是无需多帧就能实现HDR效应。只有四个像素需要在不同的时间曝光，然后与数字阈值融合。显然，这意味着如果输出所有像素，单帧HDR将不再存在。在相同的曝光参数下，无论是在晚上:
，还是在晚上:
，合并像素的效果明显更好。因此，对于一体式像素传感器模型GW1来说，在拍摄具有大光比的景物时可以使用合并像素模式，并且根据实际光条件与全像素输出混合可以提高照片的实用性。
的第三个测试是弱光性能。只要输出信噪比仅与在高于极限灵敏度阈值的光条件下的输出分辨率有关，加上移动电话的ISP将不可避免地具有相当强的降噪拖尾，即锐度用于信噪比，这种比较中的差异甚至更小。如果你不相信，你可以100%猜测在国际标准化组织2500、1/10秒和F1.8的条件下谁是1600万。谁将6400万缩放到1600万:
事实上，当前的手机传感器还将使用最新的像素网格材料来引导更多的光子入射，同时将配置双模拟增益电路设计，GW1也不例外，并且如果你想直观地理解，这相当于在像素结构中设计一个额外的晶体管。在低增益模式下，该晶体管可以直接或间接成为附加电容器，从而提高像素阱容量和强光下的动态范围。然而，在高增益模式下，它不会接通浮动电容。在弱光环境中，光电二极管可以更快地积累到高电荷值。经过光电转换(积累光生电荷/电容)，它将有一个更高的电压值，从而提高成像质量在高ISO。因此，即使6400万元是完全开放的，低光下的表现也是适用的。
对于夜景模式，A70s使用在中心切割1000万像素(即合并前为4000万)和多帧的方法。与现有的iPhone 11、华为Mate30 /P30甚至它的老大哥Note 10+相比，效果只是一般，但这显然是由于定位从光学角度来看，
是严格考虑的。当传感器尺寸变大时，最难解决的问题是如何兼顾小尺寸和大像场。对于1/1.7英寸以上型号的传感器，在RAW模式下可以看到非常明显的暗角:
，这只能通过机器中强动态范围的方式进行补偿。换句话说，在图像边缘区域会有相当明显的噪声。下图显示的是国际标准化组织32标准拍摄的JPEG图像，将中心和边缘部分切割100%。它们的物距超过100米，都在景深范围内。因此，差异不是由模糊引起的:
。显然，由于强制亮度增强，边缘区域的信噪比大大降低。此外，每英寸高像素的相对较大的基底也将导致最短聚焦距离的设计问题。另一种方法是使用带有小底座的广角相机进行微距拍摄，甚至有些型号使用特殊的微距相机。如果大底座用于远距离，解决这些问题的常用方法是增加厚度，但这与薄手机的设计方向背道而驰。
一般来说，A70s上的GW1可以用一个词来形容为“灵活”。全像素输出可以提高真实世界的分辨率。此外，照片文件的大小(约10~20MB全像素)并不大，输出几乎没有延迟，优化效果也不错。当组合1600万像素时，它具有非常好的单帧HDR效应，并且可以获得与传统千万级手机成像基本相同的质量。即使在光线较暗的情况下，这些优势仍然可以发挥出来。当然，分辨率的差异只有在输出到外部大尺寸显示器时才会明显，HDR比较直观
最后，我想说的是，手机成像传感器发展到高像素是由于工业发展，而长期目标绝不是“足够手机使用”。此外，像素合并不仅没有放弃现有的技术优势，反而更容易充分发挥这些优势，也拓展了高分辨率应用的方向。因此，在不影响用户主观使用体验的前提下，高像素只有优点，没有缺点。
