最近一段時間，手機拍照方面有了比較大的進步，至少像素方面是這樣的。從最開始的30萬，到後來的1200萬、2400萬，甚至現在的4800萬…。目前能實現4800萬像素的攝像頭有三星的GM1和索尼的IMX586，同樣宣稱4800萬像素，兩顆攝像頭有什麼差別？
先說結論，GM1的4800萬像素本質上還是1200萬像素。即便手機可以輸出4800萬像素的照片，也更像是通過插值實現的。而IMX586則是真正傳統定義的4800萬像素。接下來我們就從技術層面分析一下GM1和IMX586。
手機拍照的基本原理
我們都知道，對於相機來說最重要的硬件就是感光元件了CMOS/CCD，目前手機採用的感光元件都是CMOS，這裡就不展開講了。這是一種將光學影像轉換成電子信號的設備，無論是相機還是手機，能拍出數碼相片最大的功臣之一就是感光元件。同時，顧名思義感光元件就真的是一個“感光”的元件，它只對光線的明暗敏感，但是無法感知顏色。
如果我們直接用感光元件來成像，它看起來就像是一團黑影。這顯然不是我們想要的照片。如何得到一張彩色的照片呢？這裡就不得不引出RGB的概念了。
三原色光模式（RGB color model），又稱RGB顏色模型或紅綠藍顏色模型，是一種加色模型，將紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）三原色的色光以不同的比例相加，以產生多種多樣的色光。(且三原色的紅綠藍不可能用其他單色光合成)
數字影像之父Bryce Bayer基於RGB模式，通過在感光元件前加上一個濾鏡的方法終於實現了彩色照片。如下圖所示，下面這一層灰色的就是感光元件，每個方塊代表一個像素塊。上面這層彩色的就是Bayer濾鏡。
濾鏡上每個小方塊與感光元件的像素塊對應，也就是在每個像素前覆蓋了一個特定的顏色濾鏡。比如最左邊的的紅色濾鏡塊，只允許紅色光線投到感光元件上，那麼對應的這個像素塊就只反映紅色光線的信息。
注意，上圖為示意圖，感光元件上是不會出現彩色的，它只記錄光線明暗程度。Bayer濾鏡跨出了照片從黑白到彩色的一大步，但是對於挑剔的人眼來說，每個像素只有一個顏色是遠遠不夠的，所以還需要後期色彩還原去猜色，最後形成一張完整的彩色照片。這一整套流程，就叫做Bayer陣列。我們通過一張圖來展現Bayer陣列的工作方式：
第一張圖為原始圖像，我們採用帶有Bayer濾鏡的120x80像素傳感器來拍攝。
第二張圖是感光元件輸出的圖像，就像我們在第一部分所說的，感光元件只能記錄光線明暗程度，所以我們看到的是一張黑白的照片。
第三張圖是通過Bayer濾鏡後輸出的圖像，已經能夠看出花是花、草是草，可是圖像不夠細膩，這樣一張照片來發朋友圈還是遠遠不夠的。
第四張圖就是最終通過色彩還原輸出的圖像了，雖然由於硬件限制，像素過低，不過這已經是一張合格的照片了。
不難看出數碼相機包括手機拍攝照片的大致流程：感光元件→Bayer濾鏡→色彩還原。這就是一張照片從按下快門，到我們從屏幕中欣賞到自己作品的流程，也叫作Bayer陣列。
IMX586簡析以及與GM1的對比
首先，希望大家明白一個基礎的概念——像素，然後再來談談文章的主角IMX586。像素是數碼顯示的基本單位，其實質是一個抽象的取樣，為了通俗表達，我們通常會用方塊來表示。
每一個色塊代表一個像素，而像素越多，圖像的解析度就會越好。明白了像素的概念以後，我們再來談談IMX586。IMX586是索尼適用於手機的全新堆棧式CMOS感光元件，這顆感光元件有效像素高達4800萬，實現了業界最高水準，手機拍攝的技術參數表也因此再次被改寫。
IMX586最大的特色就是使用 Quad Bayer 陣列，不同於經典的Bayer陣列是以2x2共四格分散RGB的方式成像，Quad Bayer 陣列擴大到了4x4，並且以2x2的方式將RGB相鄰排列。
在使用搭載IMX586傳感器手機拍照的時候，Quad Bayer 陣列會讓每一個像素點就近計算周圍的顏色，並且通過獨立的信號處理變換像素結構，從而實時輸出4800萬像素的高清照片。
換句話說，IMX586的4800萬個感光單元每個都能獨立顯示並且輸出數據。4800萬像素的照片是硬件直出的，無需軟件插值。
通過下圖，我們可以清楚的看到Quad Bayer 陣列的特性。
GM1的輸出方式如下圖所示，雖說也將陣列擴大到了4x4，但是和IMX586最大的不同是，每個2x2陣列都只能識別同樣的顏色，並且只能一起輸出數據。也就是說，GM1硬件輸出的照片其實跟1200萬傳感器輸出的照片沒有本質區別。
三星官網披露的數據也可以佐證這一點，GM1的規格表中我們可以看到，其分辨率為4000×3000，也就是1200萬像素。
所以，IMX586與GM1的根本差異在於，前者可以通過變換像素結構的方式實現真正的4800萬像素，從而讓照片具有更強的解析力，放大之後也能更加清晰，而這也正是高像素最大的優勢。GM1的4800萬像素本質上還是1200萬像素。即便手機可以輸出4800萬像素的照片，也更像是通過插值實現的。而IMX586則真正是傳統定義的4800萬像素。
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