3月29日晚間，小米舉辦春季新品發布會，正式發布小米11 Pro、小米11 Ultra和小米11青春版，一同發布的還有小米路由器AX9000和小米手環6共五大新品。

其中小米11 Pro起售價4999元，搭載驍龍888芯片，搭載了新型硅氧負極電池，支持67W有線快充+67W無線充電，也是小米首次搭載IP68防水級別的手機。小米11 Ultra則在小米11 Pro的基礎上，成為了全球首款“三主攝”手機。

當晚最具話題性的技術，莫過于這兩款機型的主攝模組都采用了與三星ISOCELL合作18個月研發的5000萬像素大底傳感器GN2，感光面積達到1/1.12英寸，是iPhone12Pro的近5倍大，超越索尼為華為定制的IMX700（1/1.28英寸），并已經十分接近索尼黑卡相機RX100M7的一英寸大底。

“像素再高，也不如大底大像素傳感器”——余承東

近年來，手機拍照的需求見長，帶動了移動圖像傳感器像素和面積的爆炸式增長。

知名數碼博主maomaobear在撰文中提到，手機拍照進化從11萬開始，像素數不斷提升，但是有過幾個臺階。第一個臺階是200萬像素，功能手機拍照進化到200萬后停滯了很久，因為200萬已經可以完成記錄生活的需要。

智能手機興起讓手機拍照一路進化到了1200萬又停滯了很久，至今蘋果還是1200萬像素。Maomaobear分析原因是手機進化到1200萬時，配合現在的鏡頭和IPS，測試分辨率已經超過了3000線。這個水平已經超越了DC數碼相機，甚至超越了早期殘幅的單反。

期間，還有諾基亞用大CMOS和高像素去解決變焦畫質的問題，同時把全像素畫質推到了新高度，但也隨著諾基亞手機的失敗而停滯。直到華為重新接過諾基亞的衣缽，再度提升像素數與CMOS面積，開啟了智能手機像素大躍進，從1200萬跳到4800萬，6400萬，1.08億。

不過武功再高，也怕菜刀。“像素再高，也不如大底大像素傳感器”，這是華為余承東的原話。去年7月23日，余承東在其微博上發表了對于手機上搭載1億像素CMOS傳感器的分析，他表示：“一億像素實際拍照效果不如大底大像素的Sensor。即便一億像素通過多個小像素合成大像素，效果也還是有折扣與差距。拍照的效果并不是與像素數簡單相關的，這是一個系統性工程。”

的確，對攝影感興趣的朋友都知道，傳感器面積越大，進光量越高，物理層面收集的圖像信息越好，越有利于最終成像效果的呈現，2020年，智能手機CMOS面積也開始進化，IMX700已經進化到了1/1.28寸。

曾經的單反CMOS傳感器（上）和手機CMOS傳感器（下）比起來，尺寸是秒殺，就算手機的算法再厲害，畫質也一樣被秒殺。而GN2的恐怖參數，令它成為市售移動傳感器面積第一。

GN2的參數有多恐怖？

根據官方公布信息，GN2單像素面積達到1.4μm，這個尺寸本就難覓敵手，這個參數在一定程度上決定了傳感器夜景表現力。再加上支持像素四合一技術，可將四個像素合成當做一個像素使用，等效像素尺寸高達2.8μm，令感光性能更突出。

三星方面在今年2月底發布了這款傳感器時表示，GN2的像素排列，還是三星傳統的四合一拜爾排列。可以通過四合一做1250萬的輸出，也可以直接出5000萬的圖；還通過使用“智能重新鑲嵌算法”重新排列彩色像素來支持1億像素的輸出。當然，實際的照片并非是一一對應的1億像素，而是通過紅綠藍三個5000萬像素的圖層進行疊加后，進行放大與合成最終通過算法形成的1億像素照片。

在強光下，5000萬出圖的品質是有保證的，因為單位像素1.4微米已經非常大，實際上強光下，三星ISOCELL 技術用0.8微米已經可以保證單位畫質了。

另外，三星GN2也是首款采用雙像素增強技術（Dual Pixel Pro）的傳感器，配合全像素全向8核對焦，與多點 dToF 激光對焦系統，通過最多 64 點測距極暗光下也能對焦。雷軍在發布會上也表示，搭配小米自研的“夜梟算法”，在接近無光的環境下也能拍出畫面明亮的照片。

與此前的技術相比，GN2的綠色像素是對角拆分，紅色與藍色像素則繼續保持垂直拆分，這讓其像素頂部和底部、左側和右側均可以讀取相位差。新的檢測方式可以應對弱光環境或快速移動物體的快速準確自動對焦。

關于Dual Pixel Pro，三星半導體官方在微博貼出一張技術解析圖：

根據三星官方的意思，雙像素增強技術是由雙像素技術升級而來。雙像素技術是模擬雙眼對焦，實現左右相位差對焦；雙像素增強技術，除了每個像素分為左右兩半，還可以對一些像素進行對角線隔離，不僅可以左右相位差對焦，還根據圖像傳感器特點，實現上下相位差，提升對焦效果。藉由大底+對焦升級，提高弱光下，運動中的成片率，減少廢片。這個技術最早在OPPO的手機中使用，效果非常不錯。。

三星ISOCELL GN2還支持Smart ISO Pro，能夠智能的調節兩種不同的感光度，這在三星目前的傳感器中已經進行了支持。視頻拍攝上支持1080P分辨率的480幀慢動作拍攝，在4K分辨率上則能提供120幀錄制支持。

手機CMOS傳感器的兩條技術路線

小米為用好這款“底大一級壓死人”的傳感器，也是煞費苦心。為其搭配了雙原生ISO Fusion和Stagger HDR技術，配合 12bit RAW可以帶來18級高動態范圍表現。同時搭配8P鏡頭、OIS光學防抖，支持1920fps超級慢動作，以確保全場景下的成像能力。

“三主攝”中的另外兩位分別是主攝級IMX586傳感器，4800萬像素輸出配合1/2英寸大底，提供超廣角128°視野范圍，；長焦端同樣采用IMX586傳感器，潛望式變焦號稱實現了全球最高的120倍超遠變焦。

視頻方面，得益于三主攝相機系統，小米11 Ultra首次支持全焦段8K視頻拍攝，不論是廣角、超廣角還是長焦均可實現8K超清視頻錄制，并新增雙機聯錄功能，取景框可接入另一部小米11 Ultra/Pro的相機畫面，以不同視角分屏拍攝。

顯然三星GN2傳感器的使用，有助于小米11 Pro/Ultra的拍照能力提升。單從規格上來說，GN2比小米11使用的HMX就要強一些，畢竟這是最新款的頂級產品。其次也是兩種不同的技術路線。

三星圖像傳感器當前有兩條旗艦級生產線，一條是主攻大底高像素的三星HM系列傳感器（產品有三星HMX、三星HM1和三星HM2）；一條是主攻大底的三星GN系列傳感器（產品主要有三星GN1、三星GN2）。《中關村在線》整理了一張三星旗艦傳感器參數表格：

三星旗艦傳感器部分參數一覽(圖自：ZOL中關村在線)

可以看出在三星一系列的旗艦傳感器中，GN2除了最大像素不占優勢，在傳感器尺寸和單像素面積上都是傲視群雄。盡管三星品牌市售手機未有搭載三星GN系列傳感器，但不能否認三星GN系列重要參數上的恐怖。

上文也提到在CMOS圖像傳感器的道路上，發展出了兩條路線——其中一條是鎖定4800萬-5000萬，增加單位像素面積，一條是鎖定0.7微米-0.8微米單位面積，增加像素數。4800萬的邏輯，是四合一后1200萬，正好滿足4K拍攝3840*2160的需求；而4800萬或者5000萬，可以滿足8K拍攝的需求。整個CMOS的面積利用可以最大化。

Maomaobear認為，鎖定0.7微米-0.8微米單位面積的邏輯，是強光下0.8微米足夠了，再大畫質也沒有突破，而弱光可以四合一。這種邏輯可以實現強光下畫質的最大化。“GN2顯然是第一種邏輯下的結果，在最高分辨率下的畫質，5000萬也許不及1億，但是在視頻上，5000萬會有比較大的優勢。”

從之前的“一億像素”，到現在的“大底”、“雙像素增強技術”，三星帶來了不少傳感器技術的新玩法。也讓手機廠商們除了索尼，多了另一個選擇，那么除了小米，還有哪些智能手機廠商搭載了這枚傳感器呢？

此前，vivo X50 Pro+和vivo X60 Pro+兩款機型上采用了三星GN1，因此預計除了小米11 Pro和Ultra，vivo新旗艦機型也大概率會采用GN2傳感器。此外realme眾多機型都青睞三星傳感器，也不排除2021年的realme旗艦采用新款傳感器。但根據網上爆料來看，大概率將小米會擁有一段時間的獨占期。

傳小米自研芯片是ISP

但有了大底傳感器，拍照就能超越單反了嗎？目前來看還是不可能，因為拍出好照片還有兩個重要因素：鏡頭和圖像信號處理器（ISP）。

鏡頭在手機上目前是無解的，因為它對體積有剛性物理要求的，拍攝特定場景時用的鏡片可能就有手機那么厚了。

ISP是Image Signal Processor的縮寫，主要用來對前端圖像傳感器輸出信號處理的單元，以匹配不同廠商的圖像傳感器。通俗來理解就是，ISP 所要做到的就是將“數字眼睛”的視力水平提高到“人類眼睛”的水平，讓人眼看到數字圖像時的效果盡可能接近人眼看到實景時的效果。ISP除了負責圖片銳化、降噪、優化色彩等工作，還肩負著實現相位、激光、反差等混合對焦運算以及提供對多攝像頭支持等重任，是手機拍照中必不可少的關鍵一環。

網上傳言，小米這次將發布的自研的芯片就是ISP，數碼博主@數碼閑聊站等也“實錘”小米全新自研澎湃芯片是獨立ISP芯片，不是SOC芯片。

但昨晚（3月29日）的發布會小米還是賣了個關子，把自研芯片留到了今晚發布。

2020年9月，小米曾公開招聘ISP工程師，打造自研ISP的意圖非常明顯。聯系到和三星共同研發CMOS傳感器一年多，期間搭配著ISP的研發也十分合理。

@數碼閑聊站曾表示，高通 ISP 芯片一年一更新，跟不上小米影像進步的速度，于是小米自己做起了 ISP 芯片。這次芯片與小米近些年進步神速的影像技術有關。

不過，小米不是國內第一家自研ISP的手機廠商，華為從海思麒麟950開始就集成了自研的ISP，以美顏拍攝見長的美圖手機也采用了富士通的獨立ISP芯片。

以高通驍龍 888 移動平臺為例，搭載了 Spectra 580，這是首個支持三 ISP 的 Qualcomm Spectra 圖像信號處理器，三 ISP 支持攝像頭進行三重并發和三重并行處理。如果小米的自研芯片真的是ISP，那么搭載的手機將擁有小米自研的影像技術，獨立于高通 SoC 上集成的 ISP 運行。

一個ISP其實是一個SoC核心，內部包含CPU、SUP IP、IF 等單元，可以運行各種算法程序，實時處理圖像信號。ISP的控制結構由ISP邏輯和運行在上面的Firmware兩個部分組成，邏輯單元除了完成一部分算法處理外，還可以統計出當前圖像的實時信息。Firmware 通過獲取ISP 邏輯的圖像統計信息進行重新計算，反饋控制Lens、Sensor和ISP邏輯，以達到自動調節圖像質量的目的。

責編：Luffy Liu

電子工程專輯綜合自小米官網、中關村在線、Techweb、PChome、CNMO、maomaobear、IT之家報道

原文標題：小米11 Pro/Ultra搭載大底傳感器GN2，或與自研ISP芯片有關？

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責任編輯:haq