現今拍照已成為手機最重要的功能之一，也是消費者購買手機時的重要考量因素。甚至從某種程度上來說，手機已經替代專業的相機，成為我們日常生活中最主要的拍攝工具。因此，在核心硬件玩到發燒之后，手機廠商們又開始把心思放在了大家關注的拍照功能上。
“XXX像素”、“XXX傳感器”、“XXX鏡頭”、“XXX光圈”，當面對這些被瘋狂叫囂的相機賣點時，作為并不精通相機的普通消費者，很多人變得茫然，開始只會做加減算法，似乎最高的就是最好的，而關于這些參數所代表的真正意義，卻并不了解。
所以，為了讓大家掌握一些基本的手機攝像頭知識，今天筆者就以市面上幾款熱門手機為例，對手機攝像頭構成、成像要件進行簡要的解析，感興趣的朋友可以翻頁查看，同時也可以關注新浪微博@SoloPhone進行交流。
手機攝像頭的構成
首先，我們來了解一下手機攝像頭的構成。需要注意的是，盡管我們將其稱為“手機攝像頭”或“手機相機”，但實際上，它的構成組件和工作原理與傳統數碼相機無異，只是體積較小，所以“手機的數碼相機”的稱謂才是完整、正規的。
手機攝像頭
像素
“像素”似乎是我們最熟悉的相機參數，在了解某款手機的相機時，首先看到應該的就是“XXX萬像素”，多數廠商也會把它當做首要的宣傳點，那么這個像素究竟意味著什么呢？
“像素”指的是相機傳感器上的最小感光單位，而我們通常所說的“XXX萬像素”實際是指相機的分辨率，其數值大小主要由相機傳感器中的像素點（即最小感光單位）數量決定，例如500萬像素就意味著傳感器中有500萬個像素點，和手機屏幕中的像素數量決定屏幕是720p或1080p分辨率是一個道理。
傳感器上的像素點模擬圖
像素決定照片質量？
人們通常會以為相機像素越高，拍的照片就越清晰，實際上這是很片面的。相機的像素唯一能決定的是其所拍圖片的分辨率，而圖片的分辨率越高，只代表了圖片的尺寸越大，并不能說明圖片越清晰。
刨除其它因素，1300萬像素攝像頭和800萬像素攝像頭所拍的圖片，在電腦屏幕上呈現的只是尺寸不同，而清晰度幾乎是沒有區別的。
不同的是，手機上查看圖片時，屏幕一般會將兩張圖片縮放至同一尺寸，此時1300萬像素攝像頭所拍圖片會擁有更高的像素密度（每英寸屏幕所擁有的像素數），理論上來講，清晰度更高、畫面細節更豐富。
但是當前主流的手機屏幕為1080p級別（1920×1080像素），無論是1300萬像素相機所得的4208×3120像素照片，還是800萬像素攝像頭的3200×2400像素照片，都超出了1080p屏的解讀范圍，最終都會以1920×1080像素顯示，所以肉眼所看到的清晰度也是沒有區別的。
那么高像素的優勢在哪里呢？
如前文所言，更高像素的相機所拍圖片的尺寸更大，假如我們想把樣張打印出來，以常規的300像素/英寸的打印標準來計算，1300萬像素相機所拍的4208×3120像素樣張，可打印17英寸照片，而800萬像素相機的3200×2400像素樣張，打印超過13英寸的照片就開始模糊了。很顯然1300萬像素相機樣張可打印的尺寸更大。
總之，像素不能決定照片質量，或者說像素并不是決定照片質量的唯一要素。在電腦、手機屏幕等主要查看路徑上，1300萬像素相機、800萬像素相或者更高的1600萬像素、2070萬像素所拍照片的清晰度表現都是沒有區別的。
所以，如果你對手機拍照的需求僅限于日常記錄和分享，那么市面上配備800萬像素、1300萬像素攝像頭的主流千元手機，就能完全滿足你對照片清晰度的要求，而不必跟風追求更高的像素數。
但如果你對圖片有特殊需求，比如說沖印或后期裁剪作圖，那么筆者就向你推薦Lumia 1020這款手機。
Lumia 1020鏡頭特寫
Lumia 1020是目前攝像頭規格最高的手機，它的感光元件擁有4100萬像素成像能力，裁剪成我們常見的方形圖片后，在4:3畫幅時最大可生成3800萬像素的照片，而在16:9畫幅時則可生成3400萬像素的照片。
lumia 1020
其中，3800萬像素的圖片，在72像素/英寸的分辨率下，成像尺寸相當于將近70個15英寸顯示屏的面積的總和，也就是如果你覺得你照的還OK，你可以把它沖印成巨型海報都行，這使得Lumia 1020在細節表現力上對普通手機有著近乎碾壓式的優勢。
傳感器最關鍵
既然像素不是決定圖片質量的關鍵因素，那么誰才是呢？答案是傳感器。
我們知道，在數碼相機還未興起的時候，傳統相機都使用“膠卷”作為其記錄信息的載體，而數碼相機的傳感器就等同于“膠卷”。傳感器是相機最重要的組成部分，也是最關鍵的技術。
相機傳感器主要分兩種，CCD和CMOS。CCD傳感器雖然成像質量好，但是成本較高，并不適用于手機，而CMOS傳感器憑借著較低的功耗和價格以及優異的影像品質，在手機領域應用最為廣泛。
CMOS傳感器
CMOS傳感器又分為背照式和堆棧式兩種，二者系出同門，技術最早都由索尼研發，索尼背照式傳感器品牌名為“Exmor R”，堆棧式傳感器為“Exmor RS”。
相對來說，傳感器尺寸越大，感光性能越好，捕捉的光子（圖形信號）越多，信噪比越低，成像效果自然也越出色，然而更大的傳感器卻會導致手機的體積、重量、成本增加。
相機、手機傳感器尺寸對比
背照式傳感器的出現，有效的解決了這個問題，在相同尺寸下，它使傳感器感光能力提升了100%，有效地改善了在弱光環境下的成像質量。所以，之前在選購拍照手機時，用戶都會首先考慮攝像頭是否應用了Exmor R背照式傳感器。
背照式與正照式傳感器對比
2012年8月，索尼發布了全新堆棧式傳感器（Exmor RS CMOS），需要注意的是，它和背照式傳感器并非演進關系，而是并列關系，堆棧式傳感器的主要優勢是在像素數保持不變的情況下，讓傳感器尺寸變得更小，也可以理解為，在與背照式傳感器的像素數相同時，堆棧式傳感器的尺寸會更小，從而節省了空間，讓手機變得更薄、更輕。
背照式和堆棧式傳感器對比
相比而言，背照式傳感器的優勢在于，在與堆棧式傳感器的像素數相同時，雖然傳感器尺寸更大一些，但單個像素點面積（單個感光面積）也會更大，從而使感光性能提升，自然暗光拍攝效果也就更好，整體成像效果更出色。
所以，兩者各有特色、各有優劣，不能簡單加以好壞之分，關鍵還要看廠商在傳感器尺寸和感光能力上如何取舍。
從傳感器而言，筆者向大家推薦的手機是索尼最新旗艦機型--Xperia Z2，俗話說近水樓臺先得月，該機獨占了索尼最先進的1/2.3英寸大型Exmor RS堆棧式傳感器（目前尺寸最大的堆棧式傳感器），像素數高達2070萬，并配備索尼單反相機專用G鏡頭。
索尼Xperia Z2鏡頭特寫
其優勢是善于捕捉場景光線，充分利用相機鏡頭的強大功能拍出超高解析度的圖像，并擁有更高的感光度、減少噪聲，確保圖像平滑清晰，以更高的逼真度再現拍攝細節。
索尼Xperia Z2
鏡頭:多多益善
鏡頭是將拍攝景物在傳感器上成像的器件，相當于相機的“眼睛”，通常由由幾片透鏡組成，光線信號通過時，鏡片們會層層過濾雜光（紅外線等），所以，鏡頭片數越多，成像就越真實。
手機鏡頭
從材質上看，鏡頭可分為塑膠透鏡（Plastic）和玻璃透鏡（Glass），玻璃透鏡透光性以及成像質量要更好，但成本也更高，所以手機鏡頭大多由塑料鏡片組成。
假若鏡頭由5層塑料鏡片組成，我們就稱其為5P（Plastic）鏡頭，而如果鏡頭由4層塑料鏡片+1層玻璃鏡片組成，我們就應當稱其為4P1G鏡頭。不過由于行業對此缺乏統一的認知標準，通常會把5P鏡頭理解為由5層鏡片組成的鏡頭，即使是4P1G鏡頭也會將其稱為5P鏡頭。
目前市面上的手機大多采用5P或6P鏡頭，例如小米3就采用了5P鏡頭（4層塑料鏡片+1層藍光玻璃鏡片），而小可樂則采用了更高級的6P鏡頭（5層塑料鏡片+1層藍光玻璃鏡片），理論上來講，小可樂的鏡頭成像更真實。
小米3的5P鏡頭
光圈:還是大了好
除了過濾雜光外，鏡頭還決定了一個非常重要的相機參數，光圈。
光圈由鏡頭中幾片極薄的金屬片組成，可以通過改變光圈孔的大小控制進入鏡頭到達傳感器的光線量。光圈的值通常用f/2.2、f/2.4來表示，數字越小，光圈就越大，兩者成反比例關系。
光圈演示圖
它的工作原理是，光圈開得越大，通過鏡頭到達傳感器的光線就越多，成像畫面就越明亮，反之畫面就越暗。因此，在夜拍或暗光環境下，大光圈的成像優勢就更明顯。
除了控制通光量，光圈還具有控制景深的功能。生活中，我們時常會看到背景虛化效果很強的照片，不僅突出了拍攝焦點，還具有很唯美的藝術感，而這就是所謂的景深。光圈開的越大，景深越小，背景虛化效果就更明顯。
小景深（背景虛化）效果圖
所以，我們在選購拍照手機時，應該優先選擇光圈更大的產品。
目前市場上的手機大多采用了f2.4、f/2.2或f2.0大光圈，而聯想VIBE Z的光圈則達到了f1.8，是現今光圈最大的手機。
聯想VIBE Z采用f1.8大光圈
聯想VIBE Z擁有前后雙攝像頭，其前置攝像頭為500萬像素，而后置攝像頭達到了1300萬像素（帶有雙LED閃光燈），并采用IMX135索尼新一代堆棧式傳感器，擁有F1.8超大光圈，相比F2.2光圈鏡頭進光量增加了49%，可以為用戶帶來更好的弱光成像表現。
聯想VIBE Z
小可樂手機的6P鏡頭
ISP芯片是“大腦”
在說ISP（Image Signal Processing 中文譯為“圖形信號處理”）之前，我們先來了解一下手機的拍照過程。按動快門后，光線從鏡頭進入，到達傳感器，傳感器負責采集、記錄光線，并把它轉換成電流信號，然后交由ISP圖形信號處理器（以下簡稱ISP芯片）進行處理，最后由手機處理器處理儲存。
所以，ISP芯片是拍照過程中的運算處理單元，其地位相當于相機的“大腦”。
ISP芯片的作用就是對傳感器輸入的信號進行運算處理，最終得出經過線性糾正、噪點去除、壞點修補、顏色插值、白平衡校正、曝光校正等處理后的結果。ISP芯片能夠在很大程度上決定手機相機最終的成像質量，通常它對圖像質量的改善空間可達10%-15%。
ISP芯片分為集成和獨立兩種，獨立ISP芯片處理能力優于集成ISP芯片，但成本更高。
一、集成ISP芯片
當前的手機大多采用處理器附帶的集成ISP芯片，也就是ISP芯片集成在手機的處理器里。目前高通驍龍系列、英偉達Tegra系列處理器內部都集成有ISP芯片。例如索尼xperia Z2、OPPOFind5就是采用了高通處理器附帶的集成ISP芯片。
集成ISP芯片的高通驍龍處理器
采用處理器配套的集成iSP芯片優勢是降低了手機的研發和生產成本，但缺點是：1、優秀的處理器廠商并不一定擅長開發ISP芯片，其成像質量不如獨立ISP芯片；2、無法保證與所選用的傳感器契合，兩者如果配合不好，對成像質量是有負作用的，這就限制了手機對傳感器的選擇；3、當前相同價段的手機大多采用相同的處理器，相同的處理器就意味著相同的ISP方案，這就導致嚴重的同質化現象。
不過這其中也有一個特例，那就是iPhone，眾所周知，iPhone搭載的是自家的蘋果處理器，所以，盡管iPhone采用了集成ISP芯片，但以上缺點卻是不存在的。
二、獨立ISP芯片
獨立ISP芯片是獨立于處理器而存在的，雖然成本較高，但優勢也是比較明顯的。除了運算能力、成像質量更優秀外，一般的獨立ISP芯片都是手機商向ISP提供商定制的，所以與相機其他組件的契合度更佳，成像也有屬于自己的風格、特色。
富士通MB91696AM獨立圖像信號處理器結構框架
目前富士通是主要的獨立ISP芯片提供商，三星GALAXY S4就是采用了富士通的獨立ISP芯片。
富士通獨立ISP芯片
所以，從ISP芯片的技術高度而言，筆者向大家推薦的是采用獨立ISP的三星GALAXY S4這款手機。
三星GALAXY S4
三星GALAXY S4內置200萬像素前置+1300萬像素后置攝像頭，采用3.06英寸索尼Exmor RS堆棧式傳感器，加入F2.2光圈，配置屬一流水平。另外，GALAXY S4還支持前后攝像頭取景拍照、有聲拍照、動態拍照、軌跡拍照等功能。
軟件算法很重要
除了ISP芯片處理外，軟件算法同樣對手機成像效果起到至關重要的作用。
ISP芯片對傳感器輸入的電流信號進行處理后，首先會生成未經加工的原始圖像，而軟件算法就好比對原始圖像在內部進行了一番“PS”，優化圖像的色彩、色調、對比度、噪點等，最后生成我們所看到的jpg格式圖片。
當然，由于每個人的PS技術和風格都不一樣，所以即便是同一張照片，每個人最終也都會P成不同的風格。同理，每部手機的軟件算法不同，最終的成像效果和風格也是不一樣的，比如vivo手機通常會提升對比度，而iPhone則追求自然的效果。
最重要的是，如果軟件算法優秀，就可以把圖片優化的很漂亮。
我們都知道iPhone 5s的相機配置并不高，像素僅為800萬，背照式傳感器和自家集成ISP芯片在技術上雖然很優秀，但也絕不是頂尖級別，那么為何iPhone 5s的整體成像素質是最優秀的呢？這除了iPhone 5s的單個像素面積高達1.5微米外，主要歸功于iPhone 5s的軟件算法比較優秀。
軟件算法是iPhone 5s的殺手锏
iPhone 5s
閃光燈哪個好？
閃光燈是增加相機曝光量的方式之一，在暗光環境下會打亮周圍景物，從而彌補光線不足，提升畫面亮度。另外，在光線復雜的環境下，利用閃光燈可以去除雜光，使照片的色彩還原更為真實。
目前應用于手機的閃光燈主要有兩種，LED補光燈和氙氣閃光燈。
LED補光燈成本低廉、補光效果明顯，在手機中的應用最為廣泛，有些手機甚至還配備了雙LED補光燈。普通的雙LED補光燈除了使亮度增加外，跟單個LED補光燈沒有實質性的區別，而iPhone 5s的雙True Tone閃光燈則有很大不同。
iPhone 5S的雙True Tone LED補光燈并不僅是為了提供更多的光線，更重要的是為了提供更準確的光線顏色。白色LED補光燈通常只會模仿陽光的顏色來提供光線，往往導致畫面偏藍、偏冷等色彩失實的問題，而iPhone 5s在白色補光燈下又增加了一枚琥珀色閃光燈，兩者分別提供不同色溫的光線，從而使光線達到平衡，混合后便獲得跟拍攝場景吻合的理想畫面色彩。
iPhone 5S采用雙True Tone LED補光燈
氙氣閃光燈是一種含有氙氣的新型閃光燈，它可發出非常接近太陽光的光線，不過由于其成本較高，在手機中的應用率較低，諾基亞Lumia 1020就是采用了氙氣閃光燈。
氙氣閃光燈
所以，綜合而言，目前較為優秀的、且適用于手機的閃光燈依然是iPhone 5s所采用的雙True Tone閃光燈。不過此處筆者首推的不是iPhone 5s，而是中興新發布的星星1號手機，它同樣采用了雙True Tone閃光燈和內置800萬像素前置攝像頭，而售價卻僅為1399元。
星星1號手機
總結：
寫到這里，決定手機成像質量的主要攝像頭組件就大致介紹完畢了，相信耐心開完本文的朋友會對手機拍照方面的知識有一個更加清晰、深刻的理解，也希望大家此后在選購拍照手機時，能夠正確認識廠商所宣傳的賣點，比如像素并不代表一切。
最后，由于手機攝像頭方面的專業性太強，本文借鑒了很多專業網站的內容，其中的很多技術、觀點，可能會存在爭議，希望大家能夠積極留言討論，或關注新浪微博@SoloPhone進行交流。
