在此前小米舉辦的新品發(fā)布會上，小米隆重推出了沖擊高端旗艦的隨機產品——小米11 Ultra，小米官方將這一部手機定義為“安卓之光”。在這一款手機上，其在影像方面擁有了大幅的提升，其采用了一顆聯(lián)合三星耗時18個月研發(fā)的GN2主攝，并且在超廣角、長焦鏡頭方面也進行了一系列的升級，小米官方稱之為三主攝方案。在其中最引人注目的就是來自于三星的GN2主攝，這一款主攝有什么樣的升級？有什么全新的功能點？本期科技瞭望臺，就來解析三星的GN2傳感器。
底大一級壓死人：
在小米11 Ultra的發(fā)布中，雷軍提到小米11 Ultra所采用的GN2是目前手機行業(yè)中最大的主攝。雷總此言不虛，GN2的尺寸達到了1/1.12''的大小，在現(xiàn)階段的手機中行業(yè)上，確實屬于最大尺寸，其大小接近于一些卡片機。
在相機領域中就有這樣的說法，底大一級壓死人，而同樣的在手機上也是這樣的道理。傳感器通過捕捉光信息將光信號轉化為數(shù)字信號，在這其中，面積越大的傳感器就能捕獲到更多的光子數(shù)量，從而獲得更好的成像效果。而且其中光在轉化為數(shù)字信號的過程中，還要引入到信噪比（SNR SIGNAL-NOISE RATIO）的概念。
在傳感器的感光單元上，入射的光子會轉化為電子，而在其中用量子效率QE來表示的話。擁有更高的轉化率，也就擁有了更高的信噪比。所以大底的優(yōu)勢是不言而喻的。
而在信噪比的計算中，通過一系列的等比，可以達到一個大概的結論，其傳感器的信噪比基本上會正比于傳感器的邊長比。在這種情況下，暗光環(huán)境中越大的傳感器面積就能獲得越高的信噪比，從而在低ISO的情況下，也能獲得比其他面積較小傳感器在高ISO環(huán)境下所得到的畫面亮度，并且成像質量也會更好。
所以三星的GN2傳感器可以在同樣暗光的環(huán)境下，獲得更純凈的畫質，并且由于大底的優(yōu)勢，在拍攝物體時可以獲得更進一步的虛化效果。
大底的加成下，三星的這顆GN2單像素可以達到1.4μm的大小，而在4像素合1后更可以進一步達到2.8μm。
Smart-ISO Pro：
在相機領域上，部分的高端機型會原生支持兩個ISO，用以滿足在不同光照亮度下的感光度表現(xiàn)。其原理是在同一個CMOS上設置不同的感光增益(或不同的放大電路)，根據(jù)不同的感光增益，相機可以配套兩個不同策略的ISO。
而同樣的，現(xiàn)階段部分手機COMS也已經采用到了這一個雙ISO技術，通過兩套不同的增益實現(xiàn)在高亮度環(huán)境和低亮度環(huán)境下的拍攝效果。
但是在定位于專業(yè)領域的相機上，除了雙ISO之外，還可以進一步進行雙ISO內容的合成，在同一個時間單位內，分別利用兩套不同的ISO增益，實現(xiàn)高增益ISO和低增益ISO圖像的同步獲取。
在同步獲取到不同的ISO增益圖像之后，可以使用高ISO獲取到的暗部消息與低ISO獲取到高光信息進行融合，同步產生擁有高低兩套ISO增益的圖像，保留圖像的更多細節(jié)信息。
在這一方面，三星將配備了兩套ISO邏輯的傳感器技術稱之為Smart-ISO，它可以根據(jù)不同的環(huán)境光感切換不同的ISO邏輯。而在可以同步采用兩套ISO邏輯進行合成的技術上，則稱之為Smart-ISO Pro。
此前在小米10至尊紀念版上，采用了來自豪威科技的OV48C，也同樣支持類似的原理，可以實現(xiàn)兩套ISO同步調用輸出，小米將這一項技術稱之為“雙原生ISO Fusion”。
此次的小米11 Ultra也可以使用三星GN2傳感器的Smart-ISO Pro技術，所以在發(fā)布會上，小米也同樣宣傳其支持“雙原生ISO Fusion”。
Staggered HDR（逐行HDR）：
而在小米11 Ultra上所實現(xiàn)的“雙原生ISO Fusion”上，其采用的三星GN2還需要配合Staggered HDR（逐行HDR）才有更進一步的效果。
三星的GN2傳感器上采用的Staggered HDR（逐行HDR），是利用電子滾動快門的特性，將首行的短曝光和次行的長曝光同時進行，通俗來說就是第一行已經完成一次長曝光切入第二行時，在第一行馬上進行短曝光，可以在同一單位時間內，將可能的完成HDR拍攝，相比傳統(tǒng)的多幀HDR（短曝光完成之后再接長曝光，本質上是拍兩張），其擁有更短的曝光間隔、更高的成像速度，可以進一步降低重影、拖像等情況的發(fā)生，實現(xiàn)更高質量的HDR內容拍攝。
而除了靜態(tài)的圖像拍攝外，這一個功能也可以在HDR視頻拍攝上被調用，達到更加優(yōu)秀的拍攝效果。
Dual Pixel Pro：
在傳統(tǒng)的相位對焦（PDAF, Phase Detection Autofocus)上，其原理是通過在COMS上預留不參與成像的對焦像素點，通過像素遮蔽（shield pixel）的方法讓不同的光線進入到這一對焦點上，經過相位檢測，計算相位差來確定對焦。
在這一個原理下，在COMS上增加更多的對焦點，就可以進行更加準
確的對焦，但是在這方面上，存在一個問題，因為其進行了遮蔽，所以在實際的使用上，只能用相鄰像素點進行補足。在這種情況下，有可能出現(xiàn)色彩的不正確問題，這個時候傳統(tǒng)的相位對焦技術就存在著不足。
在后續(xù)發(fā)展中，全像素雙核對焦（Dual PD Autofocus）技術應運而生，其采用一個像素點進行切割的方式，通過將一個像素點分為A與B兩個光電二極管，從而獲得不同的信號差，進行對焦。
而在Quad Bayer排列上，索尼采用了一種全新的2x2 COL技術，即在一個Quad Bayer陣列的四合一像素上，采用一整片的片上透鏡進行覆蓋，在一整片的透鏡覆蓋下，這一顆四合一的大像素中，就包含四顆小像素，可以利用一整顆完整小像素進行對焦，進行兩兩一組的對焦操作，在原理上，和原先的全像素雙核對焦（Dual PD Autofocus）有所不同，其沒有對像素本身進行切割的操作，利用到的是一整顆完整的像素點進行對焦，并且在前文提到過，其可以利用兩兩一組進行對焦，及可以進行橫向、豎向、對角線方向的對焦，類似于相機上的米字對焦，國內一般稱這一項技術為全像素全向對焦。在理論上來說，得益于完整的像素點進行對焦，該項技術是目前對焦性能最好的技術。
而三星此次的Dual Pixel Pro是一個什么樣的技術呢？我們可以大致理解為來自于全像素雙核對焦（Dual PD Autofocus）的加強版。其在原先的全像素雙核對焦基礎上，將綠色像素從原先的縱切改為了對角線反方向切割。通過這一個技術，三星GN2傳感器的綠色像素點可以進行上下左右多個角度的相位對焦，使得其相比較于原先縱切的全像素雙核對焦（Dual PD Autofocus），增加了對于更多方向的對焦支持，通過對不同角度像素對焦點的調度，能有效改善的對焦性能。
總結：
三星的GN2傳感器可以說是是目前手機行業(yè)中一顆處于頂尖水平的影像傳感器。其擁有目前手機行業(yè)中最大的傳感器面積，并且引入了雙重ISO的同時合成和逐行HDR技術，在拍攝HDR內容上，可以有效地避免拖影現(xiàn)象并且得到更高的信息量。三星在這顆傳感器上也進行了對焦技術的改進。在原先的原理上，其利用對不同像素進行不同方向切割的技術有效的實現(xiàn)了對于其他方向的快速對焦，和競爭對手的產品相比，其也具有一定的優(yōu)勢。
但是我們要知道除了硬件參數(shù)上的出色之外，優(yōu)秀的影像質量還需要上下游廠家進行通力的協(xié)配。例如三星此次全新引入的對焦技術就需要一個復雜算法的支撐以及高性能ISP的協(xié)助，在目前的情況下來看，小米在此次發(fā)布會上強調了其聯(lián)合三星進行了長時間的研發(fā)，這足以說明這顆傳感器需要進行上下游廠家的高度合作，這也可以說明為何現(xiàn)在的各家手機廠家會在發(fā)布會上強調一顆好的傳感器需要與上游廠家進行長時間的通力合作。
而我們從這里也可以看出小米11ultra號稱自己是安卓之光，是具有一定的底氣的。而小米11ultra在后續(xù)能否通過一系列的OTA逐步將這顆傳感器的性能推向最高點？這就讓人期待了。
