前言:
蘋果手機向來不喜歡透露主攝傳感器的詳細資訊,所以很多使用者連每代蘋果手機主攝所用的傳感器型號都不知道,更別提每代主攝傳感器所對應的技術細節了。
下面就來還原每代蘋果手機主攝傳感器的精進歷程,並將所對應的鏡頭與防抖之進步一同概括,順便串聯起每代蘋果手機主攝部份視訊錄制效能的進階之路。
(一)一波三折
1,美光 MT9D112
2007年釋出的初代 iPhone,采用了 Micron(美光)制造的MT9D112影像傳感器,該產品的影像處理技術來源於美光旗下子公司 Aptina Imaging。
這是款基於前照式CMOS技術的產品,底的大小為1/4英寸且擁有200萬像素——對應2.2微米的像素尺寸。後面2008年六月份釋出的 iPhone3G,依然采用了這款傳感器。
不過就在第二代iPhone釋出的前幾天,美光卻宣布將專註於記憶體業務,決定分拆 Aptina Imaging,並出售大部份股權予兩家私募基金公司。
2,豪威 OV3650 / OV5650
本來蘋果就對美光的技術水平不滿,如今 Aptina 又被分拆了,蘋果也不慣著,直接換了另一家美國本土科技企業 OmniVision(豪威)作為CIS供應商。
2009年六月份 iPhone3GS 釋出後,可以發現後置鏡頭傳感器已經換成了 OV3650,基礎參數為1/4英寸、300萬像素、1.75微米,同時新增支持自動對焦。
此外, 全新傳感器還讓 iPhone3GS 成為了第一款能夠進行視訊錄制的蘋果手機 ,雖然分辨率只能達到 VGA(640×480 )水平。
2010年六月份,劃時代的 iPhone4 帶著「狂拽炫酷炸」的金屬中框加玻璃背板之機身設計風格,來到世人面前,同時帶來的還有全新硬體升級。
其中背照式技術帶來了低噪點、高感光度、高速讀出的架構升級紅利,再加上解析力的大幅升級,最終在成像素質方面可謂迎來了質變!
3,索尼 IMX145
iPhone4 的銷量大霹靂直接打了豪威一個措手不及,因為其沒有自建工廠純靠台積電代工,產能方面無法自主。而且在技術方面,太平洋彼岸的某島上也出現了一個超強勁對手。
從2004年開始全面轉型 CIS 領域的索尼,不僅技術水平進步飛快,還擁有自建工廠可以提供充沛產能——畢竟之前當過 CCD 領域的全球霸主。於是2011年十月份釋出的 iPhone4S,蘋果就選擇了索尼的IMX145。
其基礎參數為1/3.2英寸、800萬像素、1.4微米, 並支持1080P/30fps的視訊錄制 ,搭配更大的F/2.4鏡頭光圈,影像實力強大到2012年九月份釋出的 iPhone5 依然沿用了這套配置。
4,索尼 IMX145(改)
由於索尼在2012年開發出了全新的堆疊式技術,所以2013年九月份釋出的 iPhone5S 就用上了這個新技術,同時還搭配了光圈增至F/2.2的全新5P鏡頭。
2014年九月份釋出的 iPhone6 系列又在前代的基礎上,引入了當時非常先進的相位對焦技術 ,此外 Plus 版本還是首款加入光學防抖的蘋果手機。
(二)漸次精進
5,IMX315
2015年九月份釋出的 iPhone6S,作為機史留名之釘子戶神機,其所搭載的傳感器自然非等閑之輩——升級為了全新的IMX315,基礎參數為1/2.93英寸、1200萬像素、1.22微米。
由於IMX315綜合素質非常能打,所以到了2016年九月份的 iPhone7 系列並沒有升級傳感器,而是為主攝搭配了光圈大幅增至F/1.8的全新6P鏡頭,同時標準版也上了光學防抖。
6,IMX315(改)
2017年九月份釋出的 iPhone8 系列和 iPhoneX 這三款機型,搭載了改版的IMX315。和四年前的那次傳感器改版一樣,這代也升級了技術架構。
所以從這代開始, 新增了支持4K/60fps的視訊錄制 。此外,這代還最佳化了相位對焦像素的排列,結合讀出速度的升級可以明顯提升對焦效能。
7,IMX403
2018年九月份釋出的 iPhoneXS 系列和 iPhoneXR,開始換上了全新的傳感器 IMX403,同時基礎參數升級為1/2.55英寸、1200萬像素、1.4微米。
也就是說,在像素總量不變的情況下,像素尺寸較前代增大了31.7%。另外,這代用於相位對焦的像素密度進一步提高,從而提高了對焦準確度。
8,IMX503
2019年九月份釋出的 iPhone11 系列,雖然在主攝傳感器上采用了全新的 IMX503,但實際上其基礎參數較前代沒有任何變化。
不過,蘋果官方在宣發上還是露出了點痕跡——這代的對焦命名被改為100% Focus Pixels,眾所周知掩蔽式相位對焦的像素點是無法鋪滿整個片幅的,所以這個100%意味深長。
最終還是拆解機構給出了答案,這代除了掩蔽式相位對焦之外還額外引入了全像素雙核對焦 ,堪稱是前無古人後無來者了!
(三)專註視訊
9,IMX603
從2020年十月份釋出的 iPhone12 系列這代開始,主攝傳感器不再是全系標配同一型號——這代僅超大杯一款有特殊待遇。
這代主攝還配備了防抖效果更好的傳感器位移式防抖技術,此外還首次支持最高4K/60fps的杜比視界HDR視訊錄制。
10,IMX703
2021年九月份釋出的 iPhone13 系列,開始變成兩個Pro版享受「特殊」待遇——用上了全新的IMX703且皆有傳感器位移防抖加持,同時鏡頭光圈進一步增大至F/1.5。
其基礎參數升級為1/1.67英寸、1200萬像素、1.9微米,結合光圈的升級,超大杯整體進光量較前代提升了42%,Pro版由於傳感器跨代升級的緣故使得進光量直接翻倍了!
另外, 這代不僅首次支持電影效果模式,兩款Pro版還獨享 ProRes 格式的視訊拍攝 ;結合 A15 處理器強大的 ISP 和視訊編解碼器,以及快閃記憶體管線的支持,視訊效能再獲突破。
11,IMX803
2022年九月份釋出的 iPhone14 系列,依然是兩個Pro版享受到了全新傳感器IMX803,基礎參數方面升級為1/1.3英寸、4800萬像素、1.22微米。
由於預設是像素四合一輸出,所以搭配F/1.78的新鏡頭光圈,其進光量變化是增加了17%。當然高像素模式也有妙用,例如裁切全分辨率片幅的中心1200萬像素,可以實作2倍無失真變焦;結合 ProRes 格式,高解析力還能提供巨量細節。
另外,這代還配備了第二代的傳感器位移防抖 ,搭配「運動模式」可以讓視訊錄制變得更穩更絲滑。而增強的電影效果模式,則開始支持最高4K/30fps的電影標準HDR視訊。
總結:
蘋果自打踏上索尼這條船之後,主攝傳感器部份首先就是在iPhone5S那代升級為Gen2架構,然後在iPhone6系列那代用上相位對焦技術,接著的iPhone6S系列又引入了深槽隔離技術 。
視訊前進演化之路,則是iPhone3GS破冰、iPhone4支持720P/30fps、iPhone4S支持1080P/30fps、iPhone6S系列支持4K/30fps、iPhone8系列支持4K/60fps、iPhone12系列支持杜比視界。
尾聲:
最新的 iPhone15 Pro 系列,並沒有升級主攝傳感器,甚至連鏡頭光圈都沒有變化。 在視訊錄制方面,這代新增了 Log 模式編碼功能,並首次支持 ACES(學院色彩編碼系統)。
此外透過新一代的光像引擎,這代預設將一幀全分辨率的4800萬像素影像,與另一幀像素四合一的1200萬像素影像相融合,從而生成一張兼顧細節與色彩的2400萬像素照片。
不過這代有趣的地方在於兩款標準版——主攝傳感器升級為了雙層晶體管技術,擁有4800萬像素和1微米像素尺寸。從下圖可知,其雙光電二極體並沒有像LYT-T808那樣用 DTI 隔開。
END
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