手機的像素越高越好嗎?前後兩千萬到底是不是一個噱頭?

先說結論:以畫質來說,手機的畫素越低越好,前後兩千萬就是一個噱頭無誤!

要了解原因,我們要先談論到一個名詞叫做有效畫素。 有效畫素是指給定的DB值(訊噪比)之下,其在不同ISO之下高於給定DB值的畫素量,即稱為有效畫素。

講的跟外星語一樣,簡單講就是說:在ISO越高的情況之下,真正達到給定水準的畫素量會下降,而在高ISO條件之下所得真實無虛假無灌水的畫素,其實會比相機標示的畫素還要少很多!因為在高ISO之下很多畫素其實都變成沒有意義的雜訊了!

而這個有效畫素,其實就是大家常常掛在嘴邊講的:畫質

OK,了解了有效畫素了之後我們可能會問,既然高ISO之下有效畫素會衰退,那到底會衰退多少呢?

我們來中國知名相機評測網站藍拓的資料庫一探究竟。在這裡為了方便比較,我選擇了Sony A7一代系列S、M、R作為比較標準,剛好可以展示在技術代差不大下,相同感光元件大小在低、中、高三個不同畫素量的有效畫素表現如何(藍拓資料庫使用法

相機型號 感光元件型號 感光元件尺寸 單位像素面積
Sony A7S IMX157 Full Frame 8.42μm
Sony A7 IMX235 Full Frame 5.97μm
Sony A7R IMX094 Full Frame 4.88μm
Qualify Pixel

我們可以發現一件有趣的事:在ISO100的情況下,畫素量最高的A7R有效畫素可以達到3640萬畫素;標準型的A7則是2430萬畫素;為低光源拍攝而特化的A7S則僅有1220萬畫素,這樣看起來畫素最多的A7R贏面最大嗎?

不,當進光量逐漸減低,我們必須使用到比較高的ISO拍攝時我們會發現,A7R的有效畫素量正在急遽衰退!到了ISO400的時候,A7S、A7、A7R的有效像素量已經相差無幾;而到了ISO800(這也是一般人夜拍可接受的ISO下限)的時候,三台機身的有效畫素量已經發生逆轉!A7S依然維持819萬的有效像素量,而A7R僅剩下679萬,A7則僅剩下區區532萬像素,也就是說在ISO800的時候,低畫素的A7S畫質已經高過了A7R和A7。

結論:**高畫素機身在低光環境使用高ISO的時候很容易翻車!**表現差於低畫素機身!

前面是固定感光元件大小,觀察不同畫素量的機身在不同ISO的畫質。如果現在我們固定畫素量,觀察不同感光元件大小的機身畫質的區別呢?

這裡我們分別選擇畫素都在2000萬畫素附近,盡量在技術代差不大的條件下,感光元件面積分別為1-inch、M43、APS-C、Full-Frame的四台相機:Panosonic GH-5、Sony RX100M6、Sony A6400、Sony A7M3(我手上這台嘿),在不同ISO下的畫質表現:

相機型號 感光元件型號 感光元件尺寸 單位像素面積
Sony RX100VI IMX383 1 inch 2.4μm
Panasonic DC-GH5 IMX272 M43 3.3μm
Sony A6400 IMX284 APS-C 3.91μm
Sony A7M3 IMX410 Full Frame 5.94μm
Qualify Pixel

我們可以發現,雖然每台相機都是2000萬畫素左右,但是在40DB條件下有效畫素量打從一開始ISO200就有明顯的區別,感光元件尺寸最小的RX100VI只有不到五百萬畫素,而感光元件最大的A7M3則是扎扎實實的2400萬畫素,利用感光元件尺寸優勢在畫質上暴力碾壓一票同輩。

比對高檔相機對一般人可能比較無感,可能大家比較想問:手機到底表現得如何呢?我的前後兩千萬實際上的有效像素(畫質)相比相機到底差多少呢?

很不幸的,藍拓的資料庫基本上沒有任何一台手機的資料可以比對,因此我只能選擇最接近的選項:大疆 Mavic Pro—感光元件1/2.3吋,1200萬像素的IMX377 CMOS進行比較,而這個規格也剛好是手機CMOS的頂規,與Pixel 2系列使用的CMOS相同。那結果如何呢?

相機型號 感光元件型號 感光元件尺寸 單位像素面積
DJI Mavic Pro IMX377 1/2.3 inch 1.55 μm
DJI Mavic 2 Pro 不明 1 inch 2.4μm
Sony A6400 IMX284 APS-C 3.91μm
Sony A7RM3 IMX251 Full Frame 4.5μm
Qualify Pixel IMX377 ISO100

只能說,很慘烈 在表現最好的ISO100下這顆1200萬像素的IMX377實際上的有效像素其實只有354萬像素。 而到了ISO800則更慘:

Qualify Pixel IMX377 ISO800

40DB下有效像素則剩下41萬像素...

41萬!

手機端上表現最好的CMOS 1200萬像素裡面,在ISO800下只有41萬是有效像素! 更別說那些「前後兩千萬」的手機了, 那個單位像素大小只有IMX377的快一半,大概測出來都不勝唏噓...

嘮嘮叨叨了拉了相機CMOS講那麼久,到底結論是什麼呢? 其實就是:

  1. 機身上標的畫素≠畫質,真正跟畫質相關的是測試得到的有效像素
  2. 同ISO下和有效像素(畫質)相關的是單位像素面積
  3. 手機CMOS"體質"就是看單位像素面積,這裡有列表
體質爛的手機CMOS(例如前後兩千萬)GCAM也能救,只是極限會比體質好的CMOS差一點
你技術再好也很難在晚上拍出驚為天人,手機相機不分的照片