不靠光學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。三臺樣機都采用了ISO Cell像素結構，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像素結構，最終能夠讓我們看清楚多少曾經以為無法看見的夜景。

采用ISO Cell和堆棧式結構的四臺樣機參數(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相比第三列樣機的傳感器雖然都采用了ISO Cell像素結構，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結構換成了RWB結構。這種結構拋棄了傳統(tǒng)的濾鏡設計，改變了傳感器內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，前兩列的樣機表現(xiàn)理論上應該會比第三列樣機更加優(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各自最大能夠輸出的像素值（1600/1300萬像素）進行拍攝，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對亮部和暗部細節(jié)的兼顧程度，看看過曝和欠曝的現(xiàn)象嚴不嚴重。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，專業(yè)數(shù)碼相機也未必能夠很好地兼顧兩者。光圈值分別為F2.2和F2.0的樣機表現(xiàn)十分相似，燈光部分整體偏冷，而F1.8的樣機則明顯偏暖。偏暖和偏冷只是其次，和個人喜好相關，但是過曝問題則有一個明顯的準則可以考量。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

　　采用F2.2光圈手機的樣張出現(xiàn)了明顯的過曝問題，花園飯店里面的天花板和墻磚細節(jié)被白色燈光完全掩蓋了。采用F2.0光圈樣機的表現(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系，最終讓亮部細節(jié)得到了保留。

EXIF信息

　　我們翻查EXIF信息，發(fā)現(xiàn)三臺手機的感光度（ISO速度/ISO值）相差還是蠻大的。雖然ISO Cell像素結構能夠一定程度增加進光量，但是在之前ISO Cell對決光學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。所以上面三臺樣機中光圈值只有F2.2的手機必須提高感光度兼顧暗部細節(jié)，但是一旦提高感光度，亮部細節(jié)很容易過曝，就會出現(xiàn)上述的天花板和墻磚細節(jié)丟失的問題。反觀光圈值為F1.8樣機，將感光度壓低到419，差不多是F2.2光圈樣機的1/3，亮部細節(jié)自然就沒那么容易過曝了。我們把視線往右邊的大廈轉移。

上、中、下依次為F2.2、F2.0和F1.8光圈手機

　　暗部細節(jié)方面，F(xiàn)1.8光圈的樣機表現(xiàn)就沒那么亮眼了，F(xiàn)2.0和F2.2光圈的樣機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節(jié)，F(xiàn)2.0光圈的樣機表現(xiàn)最為平衡，亮部過曝情況比F2.2光圈樣機好一點，暗部又不至于像F1.8光圈樣機那樣丟失了細節(jié)。不過三臺樣機的暗部細節(jié)其實還有待改善，因為都沒有搭載光學防抖鏡片組，所以快門時間無法進一步延長，否則增加了廢片的可能性。當然，三張樣張的快門時間也不算短了，所以部分細節(jié)已經因為手抖原因出現(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光圈樣機能夠很好地兼顧燈牌的細節(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依然出現(xiàn)了之前那個問題，燈牌因為過曝原因導致字體出現(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，當我們放大樣張邊緣細節(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節(jié)只有F2.2光圈和F2.0光圈兩臺樣機能夠清晰表現(xiàn)出來。這和解析力的關系不大，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，三臺手機中唯一一臺擁有激光對焦技術的F1.8大光圈樣機，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節(jié)。

F1.8光圈樣機在這個環(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)。接著看看三臺樣機在這方面的表現(xiàn)。下面這組樣張遠看都還行，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

　　遠看三張樣張中，F(xiàn)2.0光圈樣機估計要一雪前恥，F(xiàn)1.8光圈樣機應該不太樂觀。我們把中心細節(jié)放大，看看能夠看到廣告牌多少細節(jié)？

F2.2

F2.0

F1.8

　　光圈值為F2.0的樣機表現(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的樣機都只能夠看到“OPENING”和“開業(yè)”兩個區(qū)域，其它區(qū)域已經很勉強了。不過相比F1.8光圈樣機已經好上不少，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，其實也會被單位像素面積之類的問題困擾。當然算法優(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)界標桿。

F2.2

F2.0

F1.8

　　看到這組樣張，大伙應該也猜到我想放大哪部分的細節(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光圈的樣機都沒有表現(xiàn)出應有的優(yōu)勢，曝光不足導致其解析力進一步下降，我們看看EXIF的信息。

EXIF信息對比

　　F1.8光圈樣機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的取值。估計是ISP算法覺得光圈值已經開得足夠大，加上沒有光學防抖加持，所以同時削減這兩個途徑的進光量。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果。最終就會出現(xiàn)上面那種尷尬情況，F(xiàn)1.8光圈樣機無論是整體曝光度、色溫還是解析力，全部都落后于另外兩臺樣機。順帶一提，作為三臺樣機中唯一一臺擁有激光對焦技術的手機，F(xiàn)1.8光圈樣機再一次出現(xiàn)局部區(qū)域對不上焦的問題。

F2.2

F2.0

F1.8

　　放大中心區(qū)域的外墻紋理，三款樣機的表現(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，究竟沒有光學防抖加持下，ISO Cell和大光圈配合能否達到夜視儀的表現(xiàn)？同時，ISO Cell像素結構隨著光圈值每增大一級，相應能夠增加多少進光量？

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像素結構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。但是結合白平衡和色溫來看，我覺得采用F2.0光圈的手機樣張更討喜，拍照的時候身邊的路人經過也說為啥最后一張樣張那么黃？當然，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

　　三臺樣機面對這個場景都嚴陣以待，快門時間全部都延長了，連F1.8光圈的樣機也火力全開。同時感光度方面，三臺樣機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心其噪點的控制力，但是結果顯示三臺樣機在天空的純凈度上還是蠻到位的。部分讀者還擔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。

放大局部細節(jié)觀察解析力

　　無論是曝光不足還是涂抹嚴重，F(xiàn)2.2和F2.0光圈兩臺樣機照片明顯出現(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，這兩臺樣機明顯輸給了F1.8光圈樣機。起碼我是能夠看到F1.8光圈那臺樣機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像素結構配合大光圈，前者負責控制高感光度場景下純凈度和降低噪點，后者負責進一步提高畫面亮度，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樣機之后，開始看到了部分細節(jié)，整體輪廓還是沒能勾勒出來。直到F1.8光圈的樣機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光圈那臺樣機表現(xiàn)不盡人意，來到這個環(huán)節(jié)，終于看到了其應有的水準，無論是亮度、純凈度、解析力和暗部、亮部細節(jié)兼顧程度。美中不足的是，三臺樣機都出現(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)域看細節(jié)了。

F2.2

F2.0

F1.8

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

EXIF信息對比

　　三臺樣機的曝光算法和之前的場景類似，進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，三臺樣機都會采用固定的算法對畫面亮度進行控制。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。三臺樣機在這個環(huán)節(jié)互有勝負，F(xiàn)1.8光圈樣機在中間位置建筑物已經看不清楚暗部的細節(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)字體嚴重發(fā)虛的情況。

　　F2.0光圈樣機是三者之中表現(xiàn)最均衡的，亮部和暗部的細節(jié)兼顧得最好，既能夠表現(xiàn)出中間區(qū)域建筑物的暗部細節(jié)，又盡量減少亮部細節(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光圈的樣機差一點。

　　F2.2光圈樣機相比F2.0光圈樣機雖然丟失了部分暗部細節(jié)，但是相應地亮部細節(jié)又增加了一些，比較符合人眼當時看到的情況。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得出結論，F(xiàn)1.8光圈樣機面對光線十分復雜的情況，更偏向憑借大光圈孤軍作戰(zhàn)完成曝光任務。當然，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的肯定，所以我們看到三臺樣機的感光度都超過了1000，光圈值較小兩臺樣機更將感光度提高到2500以上。不過三臺樣機的噪點控制能力還是蠻好的，應該是ISO Cell像素結構功勞。在快門時間上，光圈值較小兩臺樣機則表現(xiàn)出和上面幾個場景類似的做法。

　　對于沒有光學防抖的機型來說，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于ISO Cell和OIS夜景對決文章，支持光學防抖的機型快門時間其實也是1/10s而已。這兩臺沒有光學防抖鏡片組的機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麄€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的已經相差不多。

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像素結構進一步發(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一步飆高畫面亮度。我們放大細節(jié)看一下，喜人的是水面的紋理被準確還原出來，遺憾的是小舟細節(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到了哪個級別，畢竟沒有光學防抖嘛。

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，增加的進光量剛好可以彌補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)連被攝物細節(jié)也一并抹去的情況。

　　在理論知識部分，我們經常說三星ISO Cell像素結構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擾，VTG則是提高光線利用率并且繼續(xù)飆高像素。經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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