一张手机照片，主要是由手机上的硬件（摄像头组件）和软件（算法）共同生成的。为了了解影响手机照片的因素，我们必须要了解手机拍照的原理和来龙去脉。

一、手机摄像头的组成

在手机摄像头的组成部件里面，镜头、DSP(数字信号处理芯片*)、传感器是最重要的三个部分。

1、镜头

镜头是仅次于CMOS芯片影响画质的第二要素，其组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般可分为塑胶透镜（P）或玻璃透镜（G）。当然，所谓塑胶透镜也非纯粹塑料，而是树脂镜片，当然其透光率和感光性之类的光学指标是比不上镀膜镜片的。

透镜越多，成本越高，相对成像效果会更出色；而玻璃透镜又比树脂贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用多层玻璃镜头。

光圈数F是镜头的关键光学指标。它表示的是进光量的大小。F数值越低，镜头，使用范围更大。例如华为P20 Pro后置徕卡三摄：4000 万像素（广角，f/1.8光圈）+2000 万像素（超广角，f/1.6光圈）+800 万像素（长焦，f/2.4光圈）

同一个单反镜头的不同光圈大小

光圈开得越大，通过镜头到达传感器的光线就越多，成像画面就越明亮，反之画面就越暗。因此，在夜拍或暗光环境下，大光圈的成像优势就更明显。

除了控制通光量，光圈还具有控制景深的功能。生活中，我们时常会看到背景虚化效果很强的照片，不仅突出了拍摄焦点，还具有很唯美的艺术感，而这就是所谓的景深。光圈开的越大，景深越小，背景虚化效果就更明显。

光圈和景深

2、DSP（数字信号处理芯片）和图像传感器

DSP的功能是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号进行优化处理，最后把处理后的信号传到显示器上。

传感器将从镜头上传导过来的光线转换为电信号，再通过内部的模数转换为数字信号。被拍摄物体反射的光线进入系统，经过镜头，到达图像传感器，转换为数字信号，数字信号经过DSP数字信号处理芯片经过存储处理后，传输到屏幕形成和被拍摄物体一样的图像。

二、影响手机照片的关键因素

2.1、像素

通常所说的“XXX万像素”实际是指相机的分辨率，其数值大小主要由相机传感器中的像素点（即最小感光单位）数量决定，例如500万像素就意味着传感器中有500万个像素点，和手机屏幕中的像素数量决定屏幕是720p或1080p分辨率是一个道理。

相机的像素越高，拍出的图片尺寸越大，如果以当前主流的手机屏幕为1080p级别（1920×1080像素）来观看照片，1300万像素相机所得的4208×3120像素照片，还是800万像素摄像头的3200×2400像素照片，都超出了1080p屏的解读范围，最终都会以1920×1080像素显示，所以肉眼所看到的清晰度也是没有区别的。当然如果是在2K和4K分辨率的屏幕上观看，还是能看出差别的。

高像素的优势在于，一个是方便后期对相片裁剪，如果像素高，裁剪的余地比较大。另一个是照片打印时，可以输出更大的尺寸。以常规的300像素/英寸的打印标准来计算，1300万像素相机所拍的4208×3120像素样张，可打印17英寸照片。

2.2、传感器

根据相机测试机构DxOMark公布的得分排名，三星S10+的总得分为109分，自拍分数为96分，登顶DxOMark自拍排行榜第一。S10+与华为Mate20 Pro、P20 Pro两款机型并列第一，均为109分。（得分一样的情况下，DxO采用首字母排序制）。

DxOMark得分排名

三星S10+配备6.4英寸AMOLED屏幕，后置升级至三摄，分别为：1200万像素主摄，像素尺寸1.4μm，光圈f/1.5-2.4；1600万像素超广角副摄；1200万像素长焦镜头，支持2160P/60fps视频拍摄。主摄用的还是2016年S7 edge一样1/2.55英寸、12MP规格的硬件。

三星s10摄像头

华为P20 Pro、Mate 20 Pro上的彩色镜头采用了IMX 600 CMOS，尺寸为1/1.73英寸，4000万像素以Quad Bayer排列。IMX600是索尼联合华为芬兰研究所、华为日本图像研究所共同开发的，耗时超过两年。

而随着索尼IMX586的发布，这是一颗非定制版的传感器，所有手机厂商均可以采购，并且总像素达到了4800万。传感器大小为1/2英寸，采用了与IMX600相同的“Quad Bayer”4像素同色滤色器，CMOS面积和单像素采光能力接近IMX600。小米9和荣耀V20的主摄像头都采用主流的Sony IMX586。小米9在DxOMark的排名第四，与第一名仅差2分。

小米9和荣耀V20

在IMX586正式推出之前，安卓旗舰机型常用的旗舰CMOS莫过于IMX380和IMX363了。前者用于华为P20、魅族15等机型，后者用于vivo NEX、坚果R1、小米MIX2S等机型。此外，索尼还推出了支持960FPS慢动作视频的IMX400，用于索尼Xperia XZ2等机型。我们看一下这几款CMOS的具体参数对比：

cmos对比

2.3、镜头数量

镜头数量不是决定照片画质的关键。之前谷歌Pixel 2就是采用单摄像头，一直表现得不错，曾经以98分称霸DXO排行榜好一段时间。现在新推出的Pixel 3依然是只搭载了一颗1220万像素的主摄像头，支持双像素双核对焦，F1.8光圈。iPhone XR也是单摄像头，在 DXO排行榜得分为101分。

手机后置相机集成第二、三个摄像头的原因有几个，一个是以iPhone为首的“广角+长焦”，可以通过摄像头的切换实现2倍无损变焦的拍摄功能，能为肖像照片增加景深，用户在放大拍摄主体时提高成像质量。

第二个是华为手机的“彩色+黑白”，利用黑白摄像头带来更多的进光量，还有vivo手机的“主摄+辅助景深”。单色摄像头使用户无需使用任何滤镜即可拍摄出黑白照片，或为彩色照片增加更多细节，体现在背景虚化上。

第三种方案是华为P20 Pro将前两个方案融合在一起，利用“彩色广角+黑白广角+长焦”三个摄像头来实现专业相机级别的高画质表现。

华为P20 Pro

华为P20 Pro后置相机包含有所有这三种摄像头。

三摄像头是目前追赶相机的一个方案，未来也许会有更好的方案代替这样的设计，而说到机内的算法以及数据处理能力，手机比相机更容易实现复杂算法的图像合成，也使得手机可以在传感器尺寸不及相机的同时，还能勉强达到相机的拍摄水平。

2.4、屏幕色彩

手机的屏幕色彩虽然不能参与照片的拍摄，但是它是一个照片最重要的展示平台。显示效果的好坏将直接影响我们对一张照片的判断。

不同价位的手机在显示相同图片时，往往是高价产品的色彩表现更真实艳丽。而这背后的原因就是不同屏幕的色域参数存在差异。下图中最大彩色范围是人眼所能分辨的颜色，三角形范围内是sRGB标准包含的颜色范围。

色域范围

手机屏幕所用的色域标准常以sRGB为准，百分比越高代表屏幕素质越好。iPhone系列坚持使用接近全sRGB色域的屏幕，不超过100%的sRGB色域。三星系列的手机，采用AMOLED材质的屏幕，提供了 100% DCI-P3 色域，已经超过了sRGB的范围。

从看着“真实舒服”的角度来看，其实还是越接近100% sRGB的色域越好，过高会显得浓艳（过饱和），而过低则会导致色彩还原不准。

对比度就是体现一块屏幕显示色彩时候的鲜艳程度了。对比度越高，色彩显示就会越浓艳。一般来说，好的LCD手机屏幕对比度在1500:1左右，而AMOLED、OLED等有机自发光屏由于先天性优势，无论是色域还是对比度都会比LCD屏高出一个档次。

对比度

一般1080P分辨率的屏幕，选择LCD材质的会比一般的OLED屏好，1080P分辨率的OLED屏只有三星的super AMOLED还不错，QHD2K分辨率(***X1440)的AMOLED屏显示效果应该是最优的。

2.5、算法和AI

和传统的单反相机相比，手机的拍照软件能提供更先进的图像处理技术，并且能利用人工智能技术不断升级和提高。

谷歌的Pixel 3只搭载了一颗1220万像素的摄像头。当从参数看，并没有什么特别之处，谷歌之所以继续沿用单摄像头，应该对自家的算法很有信心。拍摄照片时，相机会拍摄很多张色调不同的照片，最后合成最好看的。同时手机还会开始一种类似于录像的功能，用户在按快门之前，手机就会拍摄照片。这样用户如果不满意自己拍摄的照片，如闭眼、异物进入镜头，就可以选择之前一段时间拍摄的照片。

Pixel3

Pixel3手机利用 AI 技术，背景和人物分离，实现背景单独调色和调整背景虚化强度的功能，也提供了自动追焦功能，对焦物体即便移动，相机也可以把对焦点锁定其上。也带来了更好的弱光拍摄效果，这也是透过多张合成实现的，且谷歌还使用机器学习来增强照片的颜色。

华为新的AI算法将三个摄像头的数据融合在一起，配合徕卡的变焦系统和先进的防抖性能，使得华为P20系列能够荣登DXO手机榜榜首。

三星S10+采用的是和几年前S9相同的摄像头，而华为P20 Pro采用的是最先进的IMX600，两者的拍照能力不相上下，说明了图像软件处理技术的重要性。

未来手机拍摄会发展成怎样的水平还不好说，不过我们可以预见的是，手机的拍摄功能会比相机的应用场景更多，普及性更高，智能化更高。

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