去年，小米推出了一款主摄像头像素超过一亿像素的 CC9 Pro 模型，而今年，小米 10 和 10 Pro 系列手机则全面搭载了这款高性能传感器。与此同时，三星今年的旗舰机型 Galaxy S20 Ultra 的主摄像头像素也达到了 1.08 亿，并且支持像素九合一技术。
以三星 Galaxy S20 Ultra 为例，其 1.08 亿像素的主摄像头不仅能够拍摄出超过一亿像素的高分辨率照片，还能在 1200 万像素模式下实现三倍无损变焦。
在日常使用中，系统通常会默认采用九合一模式，即以 1200 万像素进行拍摄。这让我不禁想起了同样在智能手机拍照领域处于领先地位，却一直坚持 1200 万像素的 iPhone。
既然大多数用户并不会频繁使用一亿像素的主摄像头，那么这种高像素配置是否真的只是“徒增功耗”？或者，这是否代表了一种“方向性错误”的技术路线呢？
高像素技术的演进历程
时至今日，智能手机厂商依然在不断追求更高的像素。
在数码摄影时代，照片的获取、处理、保存和再现都是以像素为基本单位进行的。更高的像素意味着每次拍摄能够记录更多的信息，从而使画面中的细节更加丰富。
回顾首款内置摄像头的智能手机，其像素仅为 10 万左右，即 0.1MP。仅仅一年后，这个数字提升到了 0.3MP。
以现在的标准来看，这个像素显得微不足道，但在当时，这已经是一项巨大的飞跃，并且能够拍摄出分辨率为 640×480 的照片。
△ 目前，许多主流视频网站依然提供 480P 分辨率的视频内容
诺基亚在追求高分辨率方面可谓不遗余力，甚至曾为了实现更高像素而采用了独立的图形处理芯片。在其 Lumia 1020 模型中，像素数达到了 4100 万，这一水平已经与目前主流手机摄像头的像素相当。
近年来，安卓手机厂商也在高像素领域积极布局，4800 万像素逐渐成为旗舰机主摄像头的标配。尽管今年大多数厂商并未采用一亿像素，但 4000 万到 6000 万像素的配置已相当普遍。
大底传感器的崛起
摄影圈内流传着一句名言：“底大一级压死人。”这意味着，相机的传感器尺寸越大，理论上能够获得更好的画质，这也是全画幅相机备受青睐的原因。
与相机相比，手机在集成度方面具有天然优势，但在传感器面积上仍然存在劣势。然而，这并未阻止厂商对大底传感器的追求。
以目前 DxOMark 排行榜第一的小米 10 Pro 为例，其采用的一亿像素主摄像头传感器三星 ISOCELL Bright HMX 的尺寸为 1/1.33 英寸。回溯两年前，我目前使用的小米 8 采用的索尼 IMX 363 传感器尺寸为 1/2.55 英寸。短短两年间，相机传感器的尺寸增加了 91.7%。
如果两者的像素数量相同，小米 10 每个像素的面积将是小米 8 的近两倍。更大的像素面积意味着更高的进光量和更纯净的画面，自然能够输出更高质量的照片。
苹果 iPhone 11 Pro 的主摄像头仅为 1200 万像素，却也能拍摄出令人满意的照片。除了苹果自身的优化技术外，“大底”传感器的贡献也不容忽视。
多合一技术的应用
仍然以小米 10 为例，尽管其主摄像头传感器的面积比小米 8 高出 91.7%，像素数量增加了整整 8 倍。如果一直以一亿像素输出，在不考虑其他技术影响的情况下，不仅单个像素的面积仅为后者的 21.3%，文件体积也会高出 8 倍。
这样的结果会导致照片的像素数量增加，但质量不一定有显著提升，同时文件体积也会变得很大，确实存在“方向性错误”的嫌疑。
通过四合一技术，在输出 2700 万像素照片的情况下，单个像素的面积将达到小米 8 的 85.2%，文件体积也仅增加 2.25 倍。
四合一技术通过像素合成，可以有效减少噪点，提高进光量，并对画面的部分细节进行修正。配合近年来在技术方面的进步，小米 10 自然能够获得更加出色的照片质量。
以三星 Galaxy S20 Ultra 为例，其 ISOCELL Bright HM1 同样为 1.08 亿像素，1/1.33 英寸，支持九合一技术。通过像素合成，可以输出 1200 万像素的照片，与小米 8 的最高分辨率相同。
Galaxy S20 Ultra 在默认情况下拍摄的照片，其单个像素面积比小米 8 高出近一倍，配合三星的优化技术，成像质量自然更胜一筹。
厂商为何还要采用多合一技术，而不是直接推出一款 1200 万像素、1/1.33 英寸的传感器？
高像素与多合一技术的实际意义
暂且不论高像素带来的市场噱头，以及配合像素合成技术后实际输出的照片质量是否会提升，高像素传感器至少还有以下两个显著优点：无损变焦和更高的解析力。
后者很容易理解，108MP 传感器拍摄的照片，其像素数量比 12MP 高出 8 倍。更多的像素意味着画面的细节更加丰富，也便于后期进行裁剪等处理。
无损变焦可以通过抽取像素的方式实现，例如九合一是通过将 9 个像素合成 1 个，从而得到一个像素更低的照片。通过无损变焦，可以直接抽取画面中 1/9 的像素，获得一张新的照片，因为没有进行像素的放大与缩小，理论上不会造成画质损失。
目前，过高的像素仍然存在“噱头大于实际”的问题。然而，我们也不能否认，在多合一像素、无损变焦等技术的加持下，高像素并非仅仅是厂家的营销手段。
这些技术或许在大多数时候无法被用户直接体验。但当你在拍摄黑板后，发现记录下的板书更加清晰，或者在放大照片后画面依然保持清晰时，你也会感叹如今的手机摄影确实取得了长足的进步。