像素高为什么拍照好看(像素越高拍照越好看吗)

手机像素越高拍照效果越好？

智能手机早已成为现代人生活的必需品，而智能手机的作用也早已不单单是打电话、发短信这些基本功能，拍照就是智能手机主要功能之一。生活中，人们在评判手机拍照功能时，总是直观地认为手机像素越高，拍照效果越好，然而事实真的是这样吗？

简单来说，我们见到的每一张图像都是由“色点”组成的，每一个色点就称为像素。一张图片由50万个色点组成，那么这张图片的像素就是50万。从成像原理来看，像素值的大小对生成的图像会产生一定的影响，当手机的图像传感器面积一定的时候，像素值越高，单位像素面积就越小，而单位像素面积直接影响到进光量。单位像素面积越小，图像传感器上进光量就越少，拍摄出的照片就会变得灰暗模糊；像素值越低，单位像素感光面积大，感光性能更好，因此在成像的高感光画质以及画面层次等方面都有更好的表现。

然而图片整体效果的优劣却不仅仅决定于像素值，无论是手机还是相机，其成像都是由很多因素决定的，像素值只是其中之一。手机成像效果更与手机镜头模组、软件优化等有关。手机镜头模组包含镜头及传感器等主要硬件配置，硬件的参数优劣都会直接影响最终成像的整体效果。除此之外，系统的软件优化是影响手机拍照效果的又一重要因素，手机最终呈现在我们眼前的照片是已经过处理优化之后的相片，而手机系统的图像处理能力也决定着拍照效果。就如我们生活中常见的一样，即使在相同的硬件配备下，不同品牌的手机成像效果也不尽相同，这与手机生产厂商的图像处理能力有关，软件优化算法越好，得到照片效果也会更好。除此之外，利用手机拍摄的照片效果同样与用户的拍照技巧有关，合理地利用光线和构图技巧，注意画面结构和画面内容才能拍出优质的相片。

本文由北京邮电大学计算机科学与技术研究专业副教授张忠宝进行科学性把关。

像素越高拍照越好吗

像素是构成数码影像的基本单元，通常以像素每英寸PPI(pixels per inch)为单位来表示影像分辨率的大小。因此，像素指的是摄像头的分辨率，像素越大，意味着光敏元件越多，相应的成本就越大。摄像头的图像质量部分是由像素决定的，大过一定尺寸再单纯拿像素来比较就没有意义了，目前主流单反摄像头像素在1000万左右,但是普通摄影及家用500万像素已足够用，因为我们使用的显示器的分辨率有限，一般为1024×768至1920×1200，这样的分辨率如果显示像素过高的图片是，图片会被压缩至当前屏幕的大小，此时有的图片就会出现锐利度过高的情况而失真。

另外，除了像素以外，我们还不得不知道的还有2个概念。

最大像素

　英文名称为Maximum Pixels，所谓的最大像素是经过插值运算后获得的。插值运算通过设在内部的DSP芯片，在需要放大图像时用最临近法插值、线性插值等运算方法，在图像内添加图像放大后所需要增加的像素。插值运算后获得的图像质量不能够与真正感光成像的图像相比。在市面上，有一些商家会标明“经硬件插值可达XXX像素”，这也是相同的原理，只不过在图像的质量和感光度上，以最大像素拍摄的图片清晰度比不上以有效像素拍摄的。最大像素，也直接指CCD/CMOS感光器件的像素，一些商家为了增大销售额，只标榜最大像素，设置图片分辨率的时候，的确也有拍摄最高像素的分辨率图片，但是，用户要清楚，这是通过内部运算而得出的值，再打印图片的时候，其画质的减损会十分明显。

有效像素

有效像素数英文名称为Effective Pixels。与最大像素不同，有效像素数是指真正参与感光成像的像素值。最高像素的数值是感光器件的真实像素，这个数据通常包含了感光器件的非成像部分，而有效像素是在镜头变焦倍率下所换算出来的值。以美能达的DiMAGE7为例，其CCD像素为524万(5.24Megapixel)，因为CCD有一部分并不参与成像，有效像素只为490万。数码图片的储存方式一般以像素(Pixel)为单位，每个象素是数码图片里面积最小的单位。像素越大，图片的面积越大。要增加一个图片的面积大小，如果没有更多的光进入感光器件，唯一的办法就是把像素的面积增大，这样一来，可能会影响图片的锐力度和清晰度。所以，在像素面积不变的情况下，摄像头能获得最大的图片像素，即为有效像素。

现在相机的像素越来越高，高像素对摄影到底有多重要？

高像素相机也意味着可以拍出更高质量，更加清晰度的图像，相机的像素是构成图像的最小单位，在图像记录过程中，单个像素就代表着一个色点，也就是说每个像素可以显示出不同的颜色。以相同的构图来进行拍摄，高像素的相机，可以使得镜头分成了多少个部分，让每个像素更能准确地捕捉到更加出真实的色彩，清晰的内容。高像素的相机拍摄出来的照片可以呈现出非常高的质感，对于摄像师来说，高质感的作品才能赢得更多人的赞誉。而高像素的相机可以为摄影带来更高的锐度，是非常大的提升摄影的观感。

高像素的相机可以使得拍摄出来的照片尺度更加大，相机分辨率通常是指相机的输出像素，分辨率的单位是dpi，就是指印刷品每英寸的像素数值。也就是数值越高，打印出来照片的精度就越好。不同的打印类型有不同的打印分辨率要求。这时候如果需要大幅面、高精度的打印，那么就是要求需要更高的像素的照片。与低像素照片相比，高像素照片即使裁剪了一部分，整体区域仍然高于低像素照片。因此，高像素相机拍摄出来的相片在裁剪灵活性高于低像素图像。也就意味着高像素拍摄出来的照片即使是遇到不合适的构图，也可以通过后期更有优势进行裁剪，因为对照片裁剪是会牺牲像素值的。高分辨率照片比低像素图像提供更灵活的裁剪，即使大部分图像已被裁剪，仍然可以保留更高像素的图像。像素是相机感光设备上最小的感光单元，是作为数字图像的基础，高像素值也一直是相机厂商共同的发展方向。数码相机的像素值也从最早的35万像素发展到今天的主流3000万像素。

为什么有人说不是像素越高成像拍出来的照片就越好？

像素越高拍照越好吗？No！

像素越高拍照越好可能是所有不了解手机拍照者的误区，然而实际上这是错误的。相机的高像素，可以提升照片的解析力，也就是照片的尺寸，理论上来说你像素越高，照片放大越大，在比较低像素的照片时细节还能得到保留。

但是高像素的缺点是进光量会减少，所以高像素的手机在白天进光量充足的情况下，照片可以拍出细节，但是在夜景拍摄中，由于进光量更少，高像素的相机反而拍不出细节。所以当你听到手机导购员和你介绍这个手机像素高，拍照好的时候，千万不能完全相信。不然为什么当年2070万像素的魅族mx4在拍照上仍然比不过800万像素的iPhone6呢？

优秀的相机模组是拍照的基础。

手机相机优秀的成像，最基础的工程来自优秀的相机模组，简单来说就是这款手机采用的摄像头型号，一般来说行业里比较好的相机模组都是由索尼提供。俗话说：“底大一级压死人。”拍照好的关键是感光元件的大小，感光元件越大，进光量越充足。这方面涉及的内容比较多，其实一般的用户就根据价格去选择，不要妄想着1000元的手机拍照能够和3000档的手机比就可以了，在相同的价格区间内进行比较和选择就可以。

原来照片模糊是我们“抖了抖”。

很多人可能都体会过，更早时候的手机，拍照更容易模糊。那是因为以前的手机不支持防抖技术，在拍摄过程中轻微的抖动都会造成拍照的变糊。而手机摄影的发展，从电子防抖到光学防抖，技术有了大幅进步，即便这样，在有些机型中，还是会出现拍照模糊的情况。简单来说，就是支持光抖的手机拍照的效果会更好，而四轴光学防抖应该是目前的最高级别，iPhone X的双摄像头都支持光学防抖，成像素质还算优秀。

为什么说像素越高，拍照就越好

为什么很多人说高像素没意义

这其实很好理解，事实说明问题，就是很多超1000万像素的手机摄像头，拍出来的照片还不如某些800万像素的手机（如iPhone 5s），甚至连高像素优势所在的分辨率都不及，这还不足以说明问题吗？（而且2000万像素？拜托那么大，谁用得上啊！）

的确，探讨相同尺寸的CMOS图象传感器（比如大家都是1/3英寸），如果不在设计和工艺上做出改进，画质是会变糟的。这就要谈到可以让很多人高潮的单个像素点尺寸了：一个800万像素的1/3英寸图象传感器，单个像素点的尺寸是1.4μm；一个1300万像素的1/3英寸图象传感器，单个像素点的尺寸是1.1μm。

在图象传感器尺寸不变的情况下，被切分得越多块（也就是像素数目越大），则单个像素尺寸越小，像素密度越大。像素密度越大，临近像素产生串扰的情况也会愈发严重。

比如说，每个像素并非所有区域都用来感光的，感光区域周围有一部分是电路，如上图左边这个围绕在黄色像素区域周围的Circuit section蓝色部分就是电路。1300万像素1/3英寸图象传感器单个像素尺寸肯定比800万像素的小了，那么这部分感光区域还要进一步缩小。手机级别的图像传感器，那点可怜的像素尺寸本身就很无奈，更何况还要让电路占据位置。

其实像素变多，但设计不变的话，还会有更多的问题产生，上面列举了几个颇重要的。

然而，这些问题都可以解决的

有关注过手机所用图象传感器的同学，对于第一部分援引的这两张图应该都不会陌生。尤其是第二张，这是索尼用于宣传自家堆栈式图象传感器的图片（但发明这种堆栈式结构的似乎并不是索尼）。就是如前文所述，既然像素周围有电路，牺牲了感光区域的尺寸（像上面的X光图一样），那就把这个电路移到下层去，这样上面不就有更多的空间拿来感光了吗？图2的右边部分就是这么做的。

这个设计其实的确是成效卓著的，尤其在手机这种图像传感器尺寸小得可怜的设备上。索尼给手机所配的第一代堆栈式图象传感器的典型代表产品是IMX135——这颗传感器在三星Galaxy S4手机身上发挥出了很好的实力。即虽然1300万像素的单个像素点尺寸变小了，但每个像素的感光区域面积却相较800万像素没什么损失。所以各项指标相较上代800万像素图象传感器都有提升，不光是解析力。

这就是个典型的，在图象传感器尺寸不变的前提下，提升像素数量，但画质也跟着提升的例子。

背照式图像传感器，或者叫BSI，其实也就是将色彩filter和感光层之间的电路移到后面去，这种方案也能一定程度解决串扰和光线利用率低的问题。可能很多人会奇怪，既然此种策略成效如此卓著，那人类早干嘛去了呢？其实无论是背照式，还是什么堆栈式，对制造工艺都还是有一定要求的，人类科技进步才有了这样的基础。

说到串扰，第一部分就谈到，如果光线是斜着照射进像素，那么很可能在经过微透镜和色彩filter之后就穿越到其他像素去了（图1）。解决这个问题的方案就如图1右侧那样，在像素井之间加入隔断就可以了，运用类似设计的像是三星比较著名的ISOCELL图象传感器，还有苹果iPhone 6s/6s Plus首次将像素数量提升到1200万时，像素间也用上了这种隔断的设计。实际上，现如今的绝大部分旗舰手机摄像头都已经用上了所谓的像素隔离技术，小米还曾大肆宣传过这种方案。至于第一段说到的微透镜中间有个小间隔，这个问题也完全可以通过将小间隔去掉的方式来解决嘛，无非就是每个微透镜覆盖区域变大一些不就好了——当然这一步的迈进也并不像我们说得这么简单。

像素究竟怎么设计本身就是一门艺术，比如charge well究竟多深，微透镜曲率该是多少，感光二极管的形状尺寸等等。随着索尼、东芝（图象传感器部门已经被索尼收购）、OV这类企业的努力，图象传感器的设计都是在日趋完善的。并不像很多人想的那样，像素数量和成像质量没多大关系。而之所以要这么完善，总体上是在朝着高像素的方向发展。虽然这样的完善需要时间、精力和金钱，而且可能是大量资金砸进去。

你以为索尼、东芝真的那么傻，在搞像素竞赛忽悠群众吗？

高像素就等于好画质！

当然，这个小标题是有前提的，要不然前面的内容也就白说了。前提一是ISP算法和镜头用料相同的情况下，其次就是前面探讨的重点，工艺需要提升。在这样的前提下，奔着高像素去，是利大于弊的。

或许很多人会觉得奇怪，究竟何以要那么高的像素，眼瞧着4K屏幕都还没普及，4K屏幕也就800万个像素，所以拍照要5000万像素干嘛？高像素的一大核心就是缩图大法。什么是缩图大法？就是把2000万像素的照片缩成800万像素——索尼就很喜欢这么干，Xperia好几代的拍照高级模式，出片都是800万像素，并不是因为考虑存储空间，而是缩图大法的奥义。图片只要一缩，一切都变得更加美好了，为什么？

举个空想的有趣例子，如果说有两个图象传感器，尺寸都是1/2.3英寸（按照索尼2070万像素的IMX220假定的尺寸），但它们的物理像素数目不同，一个是2000万像素，一个是800万像素。拍出来以后，我们将2000万像素拍摄的照片尺寸缩成800万，去和原生800万像素拍出来的照片对比。只要工艺相差并不太大，缩图后的照片必然比另一个直出片就是800万像素的照片要高，为什么？

数字照片拍出来都会有噪声，尤其100%放大后可以看到各种悲催的问题，不管是拜耳结构排列本身的问题，还是感光性能不佳之类。如果说，能将多个像素合成为1个像素，那么不管是何种算法（假定是几个像素取亮度均值，合成1个新的像素），其信噪比或者叫纯净度都会更出色。基于此，在信噪比的问题上，必然是2000万缩成800万像素的成片，比原本就只有800万像素的直出片更好。这是“过采样”原本就该有的优势，高像素之所以应用“缩图大法”，就是对“过采样”的追求。

另外还可以考虑锐度的问题，这个在概念上并不容易说明白。通常我们认为，某个被摄物与周边环境交界处相邻像素的亮度反差越大，则锐度越高（锐度可一定程度反映清晰度）——人眼很多时候为什么会认为某张照片清晰，这与锐度有很大关系，比如某个物体的边界，与其周围环境的像素的亮度差异比较大，则人眼通常会认为这东西拍得比较清晰。

如果作量化，可以说亮度从10%-90%需要经过多少个像素，这个值可以用以反应画面锐度——经过的像素越少，自然就是锐度越高。一张2000万像素的照片，缩成800万像素，无论先前的锐度是多少，在缩了以后，亮度从10%-90%经过的像素数量都会变少，这就是锐度的提升。

所以，如果你需要获得一张800万像素的照片，必然是用2000万像素的手机去拍，然后缩成800万像素，可以获得更好的效果，不管是在信噪比还是清晰度上。高像素的意义自然就能够凸显出来。要不然为什么诺基亚要搞808Purview和Lumia 1020这种4100万像素的手机（当然，它们还有一层意义是在于图象传感器明显更大）。究其本质，就是“超采样”或者“过采样”。如果说东芝定制一款1/1.2英寸的图像传感器，却只做了500万像素，这是个怎样的故事呢？

尤可类比的，有没有听过Lucky Imaging的说法？幸运成像。就是按下一次快门，相机实际拍摄好几张照片，然后把这几张里面最好的选出来，或者将其中几张最好的进行合成，算出一张最干净的——这也是一种过采样。上述高像素的过采样在原理上与此是一样的，只不过层级不同，高像素的这种过采样是“空间过采样”。

另外，解决一个问题，很多人说。单个像素尺寸变小了，高感必然变差。我在去年写的Lumia 950与iPhone 7拍照对比的文章中已经明确提到过，高像素的解析力优势，在暗光环境下拍摄时可能会逐渐丧失，但也没有比低像素设备更差，且在信噪比方面也有更优的表现。

有缩图大法在，或许高感都不再是问题，只要图象传感器是在上述理想状况下。这其实非常好理解，再举个不是很恰当，但易于理解的例子，Lumia 1020的图象传感器单个像素尺寸实际是1.12μm，而iPhone 6的图象传感器单个像素尺寸是1.5μm，如果把两者所拍照片都缩到500万像素的尺寸，显然4100万像素具备了碾压性的优势，根本无视什么单个像素尺寸，足见缩图大法的牛掰。

当然了，毕竟底大一级压死人，Lumia 1020的底比iPhone 6大得多了去了。有兴趣的各位可以去DxOMark看一看同样是全画幅的同代单反，在高感表现上，是否像素多少无甚区别（主要表现在DxOMark给出的Print输出，类似于大家都把图片缩成800万像素，一旦如此，高像素总是有好处的），这更能说明问题。

到这里，我几乎又要再重复一次结论了，就是高像素就是好，高像素就是棒，虽然是有前提的，就是图象传感器在设计和工艺上做得足够到位，那么高像素的确是会带来好处的。

高像素的另一点优势，很多人大概是忘了，Lumia 1020可以干什么？无损变焦，也就是截幅变焦。高像素带来的另一个好处就是截取某部分，画质也不会有太大牺牲，这对构图，尤其是手机这种物理焦距不能变的设备而言显得很有意义。或者说，像我这种常年要参加发布会的人，都是随时要按下快门的，后期截取其中部分，高像素的价值自然能够体现出来。