不靠光學(xué)防抖也能夠拍出醉人夜色的秘密

夜景對決

　　如下圖所示，之前的文章我們重點對比了第三列和第四列兩臺樣機(jī)之間在夜景中的表現(xiàn)，今天我們的主角則是前三列的樣機(jī)。三臺樣機(jī)都采用了ISO Cell像素結(jié)構(gòu)，最大的區(qū)別就是光圈值分別是三個不同的級別，讓我們看看隨著光圈值增大配合ISO Cell像素結(jié)構(gòu)，最終能夠讓我們看清楚多少曾經(jīng)以為無法看見的夜景。

采用ISO Cell和堆棧式結(jié)構(gòu)的四臺樣機(jī)參數(shù)對比

　　額外說明一下，在另一篇文章中我們介紹過前兩列的樣機(jī)相比第三列樣機(jī)的傳感器雖然都采用了ISO Cell像素結(jié)構(gòu)，但是規(guī)格是不一樣的。前兩者將規(guī)格提高到1600萬像素，同時將傳統(tǒng)傳感器的RGB結(jié)構(gòu)換成了RWB結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)拋棄了傳統(tǒng)的濾鏡設(shè)計，改變了傳感器內(nèi)每個像素的排列順序，用白色像素點替換掉綠色像素點，讓更多的光線通過傳感器濾鏡，使照片變得更加明亮。傳感器升級配合F1.8和F2.0光圈，前兩列的樣機(jī)表現(xiàn)理論上應(yīng)該會比第三列樣機(jī)更加優(yōu)秀。

　　參數(shù)歸參數(shù)，我們還是以樣張說話，本文的樣張都采用三臺樣機(jī)各自最大能夠輸出的像素值（1600/1300萬像素）進(jìn)行拍攝，并且同一場景至少連續(xù)拍攝5張照片，其中挑選發(fā)揮最穩(wěn)定的一張作為示例。先看看第一種類型場景的表現(xiàn)：

F2.2

F2.0

F1.8

　　第一組樣張我們主要考查的是ISO Cell對亮部和暗部細(xì)節(jié)的兼顧程度，看看過曝和欠曝的現(xiàn)象嚴(yán)不嚴(yán)重。這種場景一直以來都是夜景部分的老大難問題，不要說智能手機(jī)，專業(yè)數(shù)碼相機(jī)也未必能夠很好地兼顧兩者。光圈值分別為F2.2和F2.0的樣機(jī)表現(xiàn)十分相似，燈光部分整體偏冷，而F1.8的樣機(jī)則明顯偏暖。偏暖和偏冷只是其次，和個人喜好相關(guān)，但是過曝問題則有一個明顯的準(zhǔn)則可以考量。我們把三張樣張的左邊部分放大，如下圖所示：

上、中、下依次為F2.2、F2.0和F1.8光圈手機(jī)

　　采用F2.2光圈手機(jī)的樣張出現(xiàn)了明顯的過曝問題，花園飯店里面的天花板和墻磚細(xì)節(jié)被白色燈光完全掩蓋了。采用F2.0光圈樣機(jī)的表現(xiàn)稍有改善，但是對燈光控制力依然不足。采用F1.8光圈手機(jī)的樣張明顯修正了曝光算法，和整體白平衡偏黃、色溫偏暖也有一定關(guān)系，最終讓亮部細(xì)節(jié)得到了保留。

EXIF信息

　　我們翻查EXIF信息，發(fā)現(xiàn)三臺手機(jī)的感光度（ISO速度/ISO值）相差還是蠻大的。雖然ISO Cell像素結(jié)構(gòu)能夠一定程度增加進(jìn)光量，但是在之前ISO Cell對決光學(xué)防抖的文章中我們也看到，在大多數(shù)情況下，前者還是存在著曝光度不足的問題。所以上面三臺樣機(jī)中光圈值只有F2.2的手機(jī)必須提高感光度兼顧暗部細(xì)節(jié)，但是一旦提高感光度，亮部細(xì)節(jié)很容易過曝，就會出現(xiàn)上述的天花板和墻磚細(xì)節(jié)丟失的問題。反觀光圈值為F1.8樣機(jī)，將感光度壓低到419，差不多是F2.2光圈樣機(jī)的1/3，亮部細(xì)節(jié)自然就沒那么容易過曝了。我們把視線往右邊的大廈轉(zhuǎn)移。

上、中、下依次為F2.2、F2.0和F1.8光圈手機(jī)

　　暗部細(xì)節(jié)方面，F(xiàn)1.8光圈的樣機(jī)表現(xiàn)就沒那么亮眼了，F(xiàn)2.0和F2.2光圈的樣機(jī)憑借提高感光度彎道超車實現(xiàn)了逆襲。綜合亮部和暗部的細(xì)節(jié)，F(xiàn)2.0光圈的樣機(jī)表現(xiàn)最為平衡，亮部過曝情況比F2.2光圈樣機(jī)好一點，暗部又不至于像F1.8光圈樣機(jī)那樣丟失了細(xì)節(jié)。不過三臺樣機(jī)的暗部細(xì)節(jié)其實還有待改善，因為都沒有搭載光學(xué)防抖鏡片組，所以快門時間無法進(jìn)一步延長，否則增加了廢片的可能性。當(dāng)然，三張樣張的快門時間也不算短了，所以部分細(xì)節(jié)已經(jīng)因為手抖原因出現(xiàn)了模糊。

F2.2

F2.0

F1.8

　　同樣的事情發(fā)生在類似的場景。上面這組樣張中，F(xiàn)1.8光圈樣機(jī)能夠很好地兼顧燈牌的細(xì)節(jié)，這也是夜拍神器必備條件之一。相反另外兩臺光圈值較小的樣機(jī)依然出現(xiàn)了之前那個問題，燈牌因為過曝原因?qū)е伦煮w出現(xiàn)模糊的情況。

F2.2

F2.0

F1.8

　　這組樣張的重點不在前面這塊白板上面，我們把視線往左邊和右邊看一下。隨著光圈值增大，當(dāng)我們放大樣張邊緣細(xì)節(jié)的時候，我們會發(fā)現(xiàn)對面的公交車站廣告牌和民族珠寶城燈牌的細(xì)節(jié)只有F2.2光圈和F2.0光圈兩臺樣機(jī)能夠清晰表現(xiàn)出來。這和解析力的關(guān)系不大，主要是因為光圈越大，對樣張邊緣的虛化就越厲害。

放大三張樣張畫面左邊的廣告牌

　　我們站在廣告牌前面拍了很久，三臺手機(jī)中唯一一臺擁有激光對焦技術(shù)的F1.8大光圈樣機(jī)，在這個場景中央?yún)^(qū)域卻死活也對不上焦，無法清晰還原前面這塊白色廣告牌的細(xì)節(jié)。

F1.8光圈樣機(jī)在這個環(huán)節(jié)表現(xiàn)不佳

　　提到解析力，這也是在白天我們最喜歡較量的環(huán)節(jié)。接著看看三臺樣機(jī)在這方面的表現(xiàn)。下面這組樣張遠(yuǎn)看都還行，我們把中間區(qū)域那塊紅色的橫幅放大PK一下細(xì)節(jié)。

F2.2

F2.0

F1.8

哪張是1300萬像素拍出來的？

　　上面三張樣張自上而下依次是F2.2、F2.0和F1.8光圈的樣機(jī)拍攝出來的。如果我不說，大伙是不是猜不到第一張才是1300萬像素拍出來的照片，所以任何時候都不要盲目追求參數(shù)上面的亮眼，有時候優(yōu)化不足的話，1300萬像素分分鐘秒了1600萬像素。我們再看看另一個場景。

F2.2

F2.0

F1.8

　　遠(yuǎn)看三張樣張中，F(xiàn)2.0光圈樣機(jī)估計要一雪前恥，F(xiàn)1.8光圈樣機(jī)應(yīng)該不太樂觀。我們把中心細(xì)節(jié)放大，看看能夠看到廣告牌多少細(xì)節(jié)？

F2.2

F2.0

F1.8

　　光圈值為F2.0的樣機(jī)表現(xiàn)更出色，整體曝光程度是三者中最高的。但是具體到能夠看清楚什么，光圈值為F2.2和F2.0的樣機(jī)都只能夠看到“OPENING”和“開業(yè)”兩個區(qū)域，其它區(qū)域已經(jīng)很勉強(qiáng)了。不過相比F1.8光圈樣機(jī)已經(jīng)好上不少，先不說廣告牌上面的字，你能夠看到廣告牌在哪里嗎？

　　白天的話上面這三臺高解析力的樣機(jī)表現(xiàn)都十分出眾。但是隨著光線不斷減少，來到夜晚即使是搭載了獨家的2300萬像素攝像頭那個品牌的旗艦機(jī)，其實也會被單位像素面積之類的問題困擾。當(dāng)然算法優(yōu)化也很重要，iPhone 5s和iPhone 6主攝像頭只有區(qū)區(qū)800萬像素，但是夜間解析力表現(xiàn)一直以來都是業(yè)界標(biāo)桿。

F2.2

F2.0

F1.8

　　看到這組樣張，大伙應(yīng)該也猜到我想放大哪部分的細(xì)節(jié)了吧？

F2.2

F2.0

F1.8

　　無論是左下角的燈牌，還是中上部的路牌，F(xiàn)1.8光圈的樣機(jī)都沒有表現(xiàn)出應(yīng)有的優(yōu)勢，曝光不足導(dǎo)致其解析力進(jìn)一步下降，我們看看EXIF的信息。

EXIF信息對比

　　F1.8光圈樣機(jī)無論是感光度還是快門時間（曝光時間），基本上都落后于另外兩款樣機(jī)的取值。估計是ISP算法覺得光圈值已經(jīng)開得足夠大，加上沒有光學(xué)防抖加持，所以同時削減這兩個途徑的進(jìn)光量。但是單憑增大光圈值，又豈能夠匹敵光圈值、快門時間和感光度相互配合的結(jié)果。最終就會出現(xiàn)上面那種尷尬情況，F(xiàn)1.8光圈樣機(jī)無論是整體曝光度、色溫還是解析力，全部都落后于另外兩臺樣機(jī)。順帶一提，作為三臺樣機(jī)中唯一一臺擁有激光對焦技術(shù)的手機(jī)，F(xiàn)1.8光圈樣機(jī)再一次出現(xiàn)局部區(qū)域?qū)Σ簧辖沟膯栴}。

F2.2

F2.0

F1.8

　　放大中心區(qū)域的外墻紋理，三款樣機(jī)的表現(xiàn)都中規(guī)中矩，不算出彩也不算落后，發(fā)揮出1300萬像素和1600萬像素在夜景中的正常解析力。接著我們看看壓軸的對決，究竟沒有光學(xué)防抖加持下，ISO Cell和大光圈配合能否達(dá)到夜視儀的表現(xiàn)？同時，ISO Cell像素結(jié)構(gòu)隨著光圈值每增大一級，相應(yīng)能夠增加多少進(jìn)光量？

F2.2

F2.0

F1.8

　　我們最害怕就是看到采用F2.2光圈手機(jī)樣張的情況，拍夜景拍到漆黑一片什么興趣都沒有了。不過值得肯定的是，ISO Cell像素結(jié)構(gòu)對噪點的抑制還是有一定作用的。只是曝光度在不依靠增大光圈值情況下發(fā)揮不太理想。但是結(jié)合白平衡和色溫來看，我覺得采用F2.0光圈的手機(jī)樣張更討喜，拍照的時候身邊的路人經(jīng)過也說為啥最后一張樣張那么黃？當(dāng)然，只是指顏色，想歪的請面壁。

　　提到純凈度，我們放大天空的區(qū)域，在下面三張樣張中，除了F1.8光圈手機(jī)的樣張出現(xiàn)了一些噪點以外，另外兩張樣張都能夠保持很高的純凈度。

F2.2

F2.0

F1.8

　　接著我們看看三張樣張中EXIF的信息。

EXIF信息對比

　　三臺樣機(jī)面對這個場景都嚴(yán)陣以待，快門時間全部都延長了，連F1.8光圈的樣機(jī)也火力全開。同時感光度方面，三臺樣機(jī)都突破了上面所有場景的極限值，動輒兩、三千的感光度讓我們不禁擔(dān)心其噪點的控制力，但是結(jié)果顯示三臺樣機(jī)在天空的純凈度上還是蠻到位的。部分讀者還擔(dān)心會不會是涂抹弄出來的假純凈？我們放大建筑物的部分看看。

放大局部細(xì)節(jié)觀察解析力

　　無論是曝光不足還是涂抹嚴(yán)重，F(xiàn)2.2和F2.0光圈兩臺樣機(jī)照片明顯出現(xiàn)了解析力下降，同時在堤壩和樓梯紋理、輪廓的還原程度上，這兩臺樣機(jī)明顯輸給了F1.8光圈樣機(jī)。起碼我是能夠看到F1.8光圈那臺樣機(jī)大致還原了樓梯的外形，還能夠約摸數(shù)清楚有多少級樓梯。ISO Cell像素結(jié)構(gòu)配合大光圈，前者負(fù)責(zé)控制高感光度場景下純凈度和降低噪點，后者負(fù)責(zé)進(jìn)一步提高畫面亮度，保證解析力。

F2.2

F2.0

F1.8

　　上面這組樣張最能夠說明光圈值的作用。光圈值為F2.2樣機(jī)拍出來的照片基本上是看不到主體建筑的，我們換了光圈值為F2.0樣機(jī)之后，開始看到了部分細(xì)節(jié)，整體輪廓還是沒能勾勒出來。直到F1.8光圈的樣機(jī)我們才能夠看到這是一條柱子，而且是盤龍柱子，高度和寬度都能夠大致看清楚了。

F2.2

F2.0

F1.8

　　前面我們一直吐槽F1.8光圈那臺樣機(jī)表現(xiàn)不盡人意，來到這個環(huán)節(jié)，終于看到了其應(yīng)有的水準(zhǔn)，無論是亮度、純凈度、解析力和暗部、亮部細(xì)節(jié)兼顧程度。美中不足的是，三臺樣機(jī)都出現(xiàn)了對不上焦的問題，無論是手動對焦還是自動對焦，“國家體育館”幾個大字全部都拍虛了。既然如此我們也就不必再放大中心區(qū)域看細(xì)節(jié)了。

F2.2

F2.0

F1.8

　　在玲瓏塔這個環(huán)節(jié)，三臺手機(jī)樣張表現(xiàn)都不錯，我們能夠明顯看到塔內(nèi)的旅客站在窗邊的這個細(xì)節(jié)。亮度方面，F(xiàn)1.8光圈的樣機(jī)表現(xiàn)依然是最好的，不過細(xì)節(jié)上有些模糊，接著我們看看EXIF信息。

EXIF信息對比

　　三臺樣機(jī)的曝光算法和之前的場景類似，進(jìn)一步延長快門時間并提高感光度，兩項參數(shù)控制和上面幾個壓軸場景類似?？磥碓跇O度昏暗的環(huán)境下，三臺樣機(jī)都會采用固定的算法對畫面亮度進(jìn)行控制。F1.8光圈和ISO Cell相互配合下既保證了曝光充足，又減少了噪點的形成。

F2.2

F2.0

F1.8

　　我們來看看光線分布更加復(fù)雜的場景。對光線敏感雖然能夠提高畫面的亮度，但是同時也會讓燈牌這些細(xì)節(jié)很容易出現(xiàn)過曝的現(xiàn)象，哪怕只是邊緣發(fā)虛也會很影響照片整體觀感。三臺樣機(jī)在這個環(huán)節(jié)互有勝負(fù)，F(xiàn)1.8光圈樣機(jī)在中間位置建筑物已經(jīng)看不清楚暗部的細(xì)節(jié)，但是在燈牌光線控制力上是三者之中最好的，三個區(qū)域的燈牌基本上都能夠清楚看到字體的輪廓，沒有出現(xiàn)字體嚴(yán)重發(fā)虛的情況。

　　F2.0光圈樣機(jī)是三者之中表現(xiàn)最均衡的，亮部和暗部的細(xì)節(jié)兼顧得最好，既能夠表現(xiàn)出中間區(qū)域建筑物的暗部細(xì)節(jié)，又盡量減少亮部細(xì)節(jié)因為過曝而丟失的問題。部分字體出現(xiàn)了發(fā)虛和模糊情況，相比F1.8光圈的樣機(jī)差一點。

　　F2.2光圈樣機(jī)相比F2.0光圈樣機(jī)雖然丟失了部分暗部細(xì)節(jié)，但是相應(yīng)地亮部細(xì)節(jié)又增加了一些，比較符合人眼當(dāng)時看到的情況。如果你喜歡所見即所得，而不是夜視儀的效果，這臺樣機(jī)可能更適合你。曝光值方面又如何？

EXIF信息對比

　　這個回合的曝光算法有點不同，首先相比前幾個場景，F(xiàn)1.8光圈樣機(jī)加快了快門時間，又回到了1/33秒，這主要是因為場景中出現(xiàn)了很多燈牌。從本文第一個場景我們已經(jīng)得出結(jié)論，F(xiàn)1.8光圈樣機(jī)面對光線十分復(fù)雜的情況，更偏向憑借大光圈孤軍作戰(zhàn)完成曝光任務(wù)。當(dāng)然，這一次感光度也提上來了，畢竟現(xiàn)場環(huán)境除了燈牌以外都是漆黑一片。提高感光度的做法得到了另外兩臺樣機(jī)的肯定，所以我們看到三臺樣機(jī)的感光度都超過了1000，光圈值較小兩臺樣機(jī)更將感光度提高到2500以上。不過三臺樣機(jī)的噪點控制能力還是蠻好的，應(yīng)該是ISO Cell像素結(jié)構(gòu)功勞。在快門時間上，光圈值較小兩臺樣機(jī)則表現(xiàn)出和上面幾個場景類似的做法。

　　對于沒有光學(xué)防抖的機(jī)型來說，1/13s或者1/10s的快門時間其實還算冒險。大伙如果記得我們之前關(guān)于ISO Cell和OIS夜景對決文章，支持光學(xué)防抖的機(jī)型快門時間其實也是1/10s而已。這兩臺沒有光學(xué)防抖鏡片組的機(jī)型采用了如此慢的快門時間，對于拍攝者來說其實是一種考驗，沒有三腳架情況下，長時間握持手機(jī)拍攝很容易拍虛畫面。

　　最后一個場景就是拉開差距的時候，我們先看樣張。

F2.2

　　筆者在拍攝這組樣張時候剛好碰見兩個外國人在河邊欣賞月色，我當(dāng)時也不明白漆黑一片有什么好看的，尤其是我把F2.2光圈手機(jī)拿出來拍完照之后，我就更加覺得情緒低落，發(fā)虛的畫面，對不上焦的景物。

F2.0

　　緊接著我換成了F2.0光圈的樣機(jī)再拍一次，貌似看到一些端倪，平靜的湖面偶爾碧波蕩漾，醉人的月色和燈光散在湖面上，小舟在岸邊靜靜地?？恐?，整個世界仿佛靜止了，人也安靜下來。兩位在岸邊休憩的外國友人大概就是喜歡這種景象吧。人眼能夠看到的極限畫面和這張圖片表達(dá)的已經(jīng)相差不多。

F1.8

　　但是我更喜歡夜視儀那種變態(tài)級別的表現(xiàn)，終于在F1.8光圈幫助下，ISO Cell像素結(jié)構(gòu)進(jìn)一步發(fā)揮出潛力，天空噪點抑制得還算不錯，讓大光圈和高感光度能夠進(jìn)一步飆高畫面亮度。我們放大細(xì)節(jié)看一下，喜人的是水面的紋理被準(zhǔn)確還原出來，遺憾的是小舟細(xì)節(jié)模糊一片。

放大岸邊小舟部分

　　繼續(xù)放大其它部分，能夠清晰看到中間區(qū)域的主體建筑外墻的紋理，當(dāng)然，放大照片之后我們也同時放大了噪點，這個時候確實有些影響觀感。但是考慮到先要拍得到再談拍得好的原則，這張樣張的表現(xiàn)還是不錯的，我們來看看感光度的控制究竟達(dá)到了哪個級別，畢竟沒有光學(xué)防抖嘛。

放大主體建筑部分

　　從EXIF信息來看，在快門時間相仿前提下，F(xiàn)1.8光圈的樣機(jī)感光度并不是三者之中最高的，但是畫面亮度卻是三者之中最亮的，得益于更大的光圈值，增加的進(jìn)光量剛好可以彌補(bǔ)了降低感光度損失的那部分亮度，同時也能夠減少盲目提高感光度帶來的副作用。

EXIF信息對比

　　提高感光度之后，噪點自然也會增加，要么就犧牲畫面純凈度任由噪點的存在，要么就用涂抹算法把噪點批量抹去，但是一旦算法不合理很容易出現(xiàn)連被攝物細(xì)節(jié)也一并抹去的情況。

　　在理論知識部分，我們經(jīng)常說三星ISO Cell像素結(jié)構(gòu)相比索尼堆棧式傳感器存在兩項主要優(yōu)勢：F-DTI和VTG。F-DTI主要是減少像素之間的串?dāng)_，VTG則是提高光線利用率并且繼續(xù)飆高像素。經(jīng)過上面多組樣張的對比可得，F(xiàn)-DTI的作用比較明顯，畫面的噪點抑制比較有成效。但是VTG并沒有為畫面帶來額外的進(jìn)光量，需要配合光圈值和感光度的提升才能夠發(fā)揮這方面的功效。

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