在我们的日常生活中，大家都知道手机拍摄功能，是手机中必不可少的一部分，比如日常拍照、视频、扫码、人脸识别等都会用到，而影响拍摄功能最主要的零部件就是手机摄像头，即分为前置摄像头和后置摄像头；

一款手机摄像头的好坏，直接会影响到手机的拍摄功能；

目前市面上的手机通常都具有前后摄像头，前面主摄一般在1600万左右，用来自拍和视频通话，后置主摄像素区间比较大，一般在1200万~2亿像素，像素越高可以照出更加清晰的图片和录制清晰视频，不过这也不觉得，因为像素到达一定程度后，会跟算法优化也有很大关系。

不过我们日常选购手机，只要不是要求特别高，特别专业，就选择高像素的肯定不会错了。

接下来咱们就一起来了解下属于手机摄像头的秘密：

手机摄像头主要由以下几个部分组成：PCB板、DSP(CCD用)、传感器(SENSOR)、固定器(HOLDER)、镜头(LENS ASS′Y)。其中镜头(LENS ASS′Y)， DSP(C,CD用)，传感器(SENSOR)是最重要的三个部分。

PCB板

PCB板又分为硬板，软板，软硬结合板三种(如下图)，CMOS可用任何一种板，但CCD的话就只能用软硬结合板。这三种板中软硬结合板价格最高，而硬板价格最低。

镜头

镜头是仅次于CMOS芯片影响画质的第二要素，其组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般可分为塑胶透镜（plastic）或玻璃透镜（glass）。玻璃透光性以及成像质量都具有较大优势，但玻璃透镜成本也高。因此一个摄像头品质的好坏，与镜头也是有一定关系的。

通常摄像头用的镜头构造有：

1P、2P、1G1P、1G2P、2G2P、2G3P、4G、5G等。透镜越多，成本越高，相对成像效果会更出色；而玻璃透镜又比树脂贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用多层玻璃镜头！现在市场上的多数摄像头产品为了降低成本，一般会采用廉价的塑胶镜头或一玻一塑镜头（即：1P、2P、1G1P、1G2P等），对成像质量有很大影响！

镜头由透镜、滤光装置、镜筒三部分组成，镜头参数有三个，即焦距f′、相对孔径D/f′和视场角2ω。

镜头焦距是镜头的一个重要指标，决定了物和像的比例，如物在无限远，像的大小由下式决定y′=-f′·tanω（ω是物方视场角）。

相对孔径D/f'和光圈数F是镜头的关键光学指标。相对孔径，它表示能进入镜头到达底片上的光能量，因而决定像平面照度，其定义为入瞳直径D与镜头焦距f'之比，暗景物和高速运动物体的照相需要大相对孔径物镜，大相对孔径物镜可以提高像平面照度，根据相对孔径大小，照相物镜分为弱光照物镜（D/f'1：6.3以下）普通物镜（D/f'1:5.6-1:3.5）强光物镜（D/f'1：2.8-1:1.4）超强光物镜（D/f'1：1-1:0.8）为了使同一镜头使用不同的环境，通常孔径光阑采用可连续变化的可变光阑。

相对孔径的倒数称为光圈系数，又称F数，照相镜头上标有F数，国家标准按照光通量的大小规定了各光级圈数的排列0.7、1、 1.4、 2、 2.8 、4 、5.6、 8、 11、 16 、22···随着光圈数的加大，光孔变小，光通量减少，光圈每差一级，光通量相差一倍，对照相机镜头来说，F数越低，镜头相容性就愈好，使用范围更大。相对孔径还影响像面上获得清晰像的空间深度范围-景深，相对孔径越大，成像的景深越大，照相过程中调节光圈大小控制景深。

视场角2ω照相物镜的视场角2ω决定了物方空间的范围，照相物镜的视场由像平面上具有满意成像质量的圆形区域的直径决定，或由相机所采用感光元件的感光面尺寸决定。

照相物镜的基本类型：1、.按镜头焦距和视场角分为：标准镜头、短焦镜头、长焦镜头。2、按镜头焦距能否变化分为：定焦镜头、变焦镜头。

固定器和滤色片

固定器的作用，实际上就是来固定镜头，另外固定器上还会有一块滤色片。

滤色片也即“分色滤色片”，目前有两种分色方式，一种是RGB原色分色法，另一种是CMYK补色分色法。

原色CCD的优势在于画质锐利，色彩真实，但缺点则是噪声问题，一般采用原色CCD的数码相机，ISO感光度多半不会超过400。相对的，补色CCD多了一个Y黄色滤色器，牺牲了部分影像的分辨率，但ISO值一般都可设定在800以上。

DSP（数字信号处理芯片）

它的功能是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号进行优化处理，最后把处理后的信号传到显示器上。

DSP结构框架:(1). ISP（image signal processor）（镜像信号处理器）；(2). JPEG encoder（JPEG图像解码器）。

ISP的性能强大是决定影像流畅的关键，JPEG encoder的性能也是关键指标之一。而JPEG encoder又分为硬件JPEG压缩方式，和软件RGB压缩方式。

DSP控制芯片的作用是：将感光芯片获取的数据及时快速地传到baseband中并刷新感光芯片，因此控制芯片的好坏，直接决定画面品质（比如色彩饱和度、清晰度）与流畅度。

上面所说的DSP是CCD中会使用，是因为，在CMOS传感器的摄像头中，其DSP芯片已经集成到CMOS中，从外观上来看，它们就是一个整体。而采用CCD传感器的摄像头则分为CCD和DSP两个独立部分。

图像传感器

在摄像头的主要组件中，最重要的就是图像传感器了，因为感光器件对成像质量的重要性不言而喻。

传感器将从镜头上传导过来的光线转换为电信号，再通过内部的DA转换为数字信号。由于传感器的每个pixel只能感光R光或者B光或者G光，因此每个像素此时存贮的是单色的，我们称之为RAW DATA数据。要想将每个像素的RAW DATA数据还原成三基色，就需要信号处理器ISP来处理。

图像传感器是起感光记录作用的元件，和胶卷类似。有CMOS和CCD两种类型 CCD又叫电荷转移器件，光电二极管排成一列叫一维型直线式传感器，光电二极管行排列叫二维型面积式图像传感器。

CCD由光电二极管感光部件、ccd转移部件和电荷放大器件组成，当光照射时，光子激发电荷，电荷产生堆积，感光部件与转移部件之间加上栅电压，堆积的电荷在栅电压的作用下，开始定向移动至转移部件，经放大输出，这些输出的电荷信号带有图像信息。

图像传感器的发展趋势是高敏感化、高分辨率、省电、低压工作等高性能方向发展。

CMOS图像传感器由金属氧化物半导体集合而成，每一个像素可以集成多种器件，比如放大器，A/D转换器等。

两种感光元件的不同之处：

CCD成像质量好，但是制作起来比较复杂，而且耗能大，CMOS虽然成像质量较差，但是驱动电压低，制造简单，CMOS可以和其他器件集成，每一个像素都可以实现完整的功能，相比CCD是成千上万个像素排列，每一个像素激发的电荷汇集到一起，运输到放大器和数据处理器，这样给后续处理增加不少负担，而且大量的电荷汇集，也给通道提出了更高的要求，在技术上出现了瓶颈，CMOS中每个像素单独完成信号放大和信号处理工作，这些特点，造成CMOS噪声较大。如果CMOS克服噪声大的缺点，提高成像质量，CMOS就会超越CCD，成为图像传感器的首选。

有的厂家在宣传中会提到“背照式”“BSI”等概念，实际上BSI就是背照式CMOS的英文简称，背照式CMOS是CMOS的一种，它改善了传统CMOS感光元件的感光度，在夜拍和高感的时候成像效果相对好一些。

了解手机手机的成像原理，首先我们以前初中物理肯定学过“小孔成像”

小孔成像的原理非常简单，点上一根蜡烛，拿两块板子一前一后放着，前面的板子上钻一个小孔，你就会发现，逐渐发出的光线会穿过小孔，在后面的板子上形成了一个倒立的像，这就是小孔成像。这说明了光是沿直线传播的，早期的画家也是利用这个原理来作画的，他们会自己建立一个暗箱，然后就猫在巷子里面，对外面风景在墙上的成像进行临摹。但是他们发现这个方法好是好，就是有点费眼啊，因为开孔确实太小光线很暗，但是如果他们把洞开大的话，这样物体整个成像就变模糊了，这也是我们为什么平时看不到小孔成像的原因。

为了解决这个问题，画家们就在暗香的洞上放了一块凸透镜，用凸透镜来聚光，然后就可以在画布上临摹了，简直就是艺术家在线套娃。

凸透镜成像原理如图所示，f 2是这块凸透镜的焦点到 f 2的距离就叫做焦距，成像最清晰的地方就在1焦距到2焦距之间。

手机的成像原理也基本类似，手机摄像头模组组成如下：

图中光圈就是小孔成像透镜组，则承担了汇聚光线的作用。图像传感器就是画布。镜座负责支撑起整个镜头模组，透镜组最重要的作用就是先汇聚光线，然后再发散光线，让光线能够雨露均沾的落到图像传感器上。透镜组的镜头设计是非常复杂的，它包含了凸透镜和凹透镜，好的镜头是优秀成像必不可少的条件，还有一个很重要的作用就是他确定了焦距，这是由凸透镜和凹透镜之间的距离决定的。短焦距的镜头能看到的范围更广也就是广角镜头，长焦距的镜头能看到的范围更窄也就是看的更远，也就是我们所说的长焦镜头或者说望远镜。

光圈是一个用来控制镜头进光量的装置，它的大小是用 f 值来表示的，这个值是由镜头焦距除以镜头光圈开孔直径得来的。比如说镜头的焦距是50毫米，镜头开口是30毫米，那么光圈就是 f 1.8。

要记住一点就是 f 值越小，光圈越大。意思就是 f 2.8的光圈，是要比 f 5.6的光圈更大。光圈在摄像头里主要影响两个东西，第一个就是景深效果，光圈越大景深越浅，也就是背景越模糊。第二个就是光圈决定了镜头的近光亮，光圈越大近光亮越大，摄像头在暗光环境下的表现就会更好。

大光圈会导致图片的边缘解析力下降，在用大光圈手机近距离拍文档的时候，你就会发现边缘的字体会变得比较模糊。目前市面上的手机都是固定光圈不能像一些单反镜头一样去改变光圈的大小。市面上第一款可改变光圈大小的是三星S9，能够在白天使用 f 2.4的光圈去提升解析力，在夜晚使用 f 1.5的光圈去提升近光亮。

接下来就是对焦马达和 ois，现在大多数手机的对焦马达和 ois都是合在一起的。

对焦马达的作用就是，能够前后移动透镜组改变透镜组与图像传感器之间的距离，从而实现对焦的作用。这个时候还有一个非常特别的功能加入“光学防抖”，他的作用是就是把透镜用一个能够上下左右移动的马达框起来。

最后也是整个手机相机模组里最重要的一个构成部分图像传感器，图像传感器的作用就是将光信号转化为数字信号，手机的处理器是没办法直接处理光信号，只能理解数字信号。但是有一个问题图像传感器只能感受光的强度，却并不制造光的颜色，这就使得了拍出来的照片是黑白。为了解决这个问题我们在图像传感器上面铺设了一层彩色的滤镜，分别由红蓝绿（RGB）三种颜色组成。每种颜色的滤镜只能允许和它相同颜色的光通过，我们把这个滤镜就叫做拜尔滤镜。

因为人眼对绿色是更敏感，所以这里面绿色的点是红色或者蓝色的两倍。然后通过拜尔滤镜的组合，就能得到彩色的图片，这个过程就叫做反马赛克。在之后这张照片就会经过 isp，也就是图像信号处理器的一系列，包括颜色较正降噪白平衡校准之类的处理，最后就得到了我们看到的照片。

通常所说的“XXX万像素”实际是指相机的分辨率，其数值大小主要由相机传感器中的像素点（即最小感光单位）数量决定，例如500万像素就意味着传感器中有500万个像素点，和手机屏幕中的像素数量决定屏幕是720p或1080p分辨率是一个道理。

像素决定照片质量？

通常会以为相机像素越高，拍的照片就越清晰，实际上。相机的像素唯一能决定的是其所拍图片的分辨率，而图片的分辨率越高，只代表了图片的尺寸越大，并不能说明图片越清晰。

但是当前主流的手机屏幕为1080p级别（1920×1080像素），无论是6400万像素相机所得的9248×6936像素照片，还是1300万像素摄像头的4208×3120像素照片，都超出了1080p屏的解读范围，最终都会以1920×1080像素显示，所以肉眼所看到的清晰度也是没有区别的。

高像素的优势在哪里呢？

更高像素的相机所拍图片的尺寸更大，假如我们想把样张打印出来，以常规的300像素/英寸的打印标准来计算，1300万像素相机所拍的4208×3120像素样张，可打印17英寸照片，而800万像素相机的3200×2400像素样张，打印超过13英寸的照片就开始模糊了。很显然1300万像素相机样张可打印的尺寸更大。

前面也有提到摄像头的传感器主要分为两种：CCD和CMOS。CCD传感器虽然成像质量好，但是成本较高，并不适用于手机，而CMOS传感器凭借着较低的功耗和价格以及优异的影像品质，在手机领域应用最为广泛。

CMOS传感器又分为背照式和堆栈式两种，二者系出同门，技术最早都由索尼研发，索尼背照式传感器品牌名为“Exmor R”，堆栈式传感器为“Exmor RS”。

相对来说，传感器尺寸越大，感光性能越好，捕捉的光子（图形信号）越多，信噪比越低，成像效果自然也越出色，然而更大的传感器却会导致手机的体积、重量、成本增加。

背照式传感器的出现，有效的解决了这个问题，在相同尺寸下，它使传感器感光能力提升了100%，有效地改善了在弱光环境下的成像质量。

2012年8月，索尼发布了全新堆栈式传感器（Exmor RS CMOS），需要注意的是，它和背照式传感器并非演进关系，而是并列关系，堆栈式传感器的主要优势是在像素数保持不变的情况下，让传感器尺寸变得更小，也可以理解为，在与背照式传感器的像素数相同时，堆栈式传感器的尺寸会更小，从而节省了空间，让手机变得更薄、更轻。

镜头是将拍摄景物在传感器上成像的器件，相当于相机的“眼睛”，通常由由几片透镜组成，光线信号通过时，镜片们会层层过滤杂光（红外线等），所以，镜头片数越多，成像就越真实。

光圈由镜头中几片极薄的金属片组成，可以通过改变光圈孔的大小控制进入镜头到达传感器的光线量。光圈的值通常用f/2.2、f/2.4来表示，数字越小，光圈就越大，两者成反比例关系。

它的工作原理是，光圈开得越大，通过镜头到达传感器的光线就越多，成像画面就越明亮，反之画面就越暗。因此，在夜拍或暗光环境下，大光圈的成像优势就更明显。

除了控制通光量，光圈还具有控制景深的功能。生活中，我们时常会看到背景虚化效果很强的照片，不仅突出了拍摄焦点，还具有很唯美的艺术感，而这就是所谓的景深。光圈开的越大，景深越小，背景虚化效果就更明显。

现在的手机场上，手机动不动就三摄、四摄、五摄，搞得跟火箭炮和加特林一样。

这些摄像头都有什么用？

首先，每部手机有一个主摄像头，主要负责采集拍摄画面，这个大家肯定知道的。

主摄拍摄的画面清晰度是足够的，但受限于手机摄像头光学系统的大小，这个摄像头拍出的画面可能无法足够突出主体，色彩不够鲜艳，拍摄夜景时物体的轮廓也不够清晰，并且在拍摄更远的物体时，单一的摄像头也无法实现光学变焦。

这个时候，双摄像头手机出现了。其中彩色摄像头负责拍摄彩照，黑白摄像头负责拍摄黑白照。

黑白照片可以保留更好的细节，再通过与彩色照片的合成，从而获得媲美单反的细节表现力。

随着大家对拍摄需求的提高，人们进一步希望手机能具有背景虚化、光学变焦、广角等功能。于是在双摄像头之后，又继续增加了多个辅助摄像头。

手机可以自动比较不同摄像头拍摄的照片，利用算法识别出画面中哪个物体离我们近，哪个物体离我们远，然后利用设定的程序，将离我们较近的物体尽可能清晰地显示出来，从而达到良好的拍摄效果。

（1）超广角镜头：视角范围特别广，可以容纳更多的景物，与鱼眼镜头不同，不会产生强烈的畸变，反而是极佳消除畸变的镜头。在狭窄的空间内拍摄，或拍摄宽阔的户外风景时，这颗镜头会显得更为实用。

（2）长焦镜头：顾名思义又称远摄镜头、望远镜头。长焦是指焦距长，能够拍摄到远处事物的细节部分。当我们遇到无法拉近拍摄对象时，长焦镜头的作用就派上用场了，它能够很好的表现远处事物的细节，比放大主摄去拍摄来的清晰。

（3）景深镜头：是指在拍摄某一个对象时将背景模糊化，从而突出拍摄对象；如果不想模糊化背景，也可以拍摄出清晰的背景。比如我们在日常中见到一些拍摄花草、昆虫等的图片，背景是模糊的，正是景深镜头发挥的作用。

（4）微距镜头：简单来讲就是将拍摄对象进行放大拍摄，主要用于拍摄十分细微的物体，如花卉、昆虫等，将拍摄主体的细节部分表现出来。使用微距镜头进行拍摄时，聚焦要准确，因为微距照片的清晰焦点范围很小。

总之，手机上的每个摄像头，它们合理分工，各司其职，将不同物体的轮廓、颜色、远近等信息一一记录下来，再通过手机芯片，合成图像，展现在我们的眼前，充分满足我们的摄像需求。

总的一句话就是：我们现在对手机拍摄需求和应用场景越来越多，但手机内部的空间有限，不能像专业相机一样，于是就用数量来弥补，使用用多摄像头的技术来解决这些问题。

这个最重要的是根据个人需求来挑选，千万不要听别人说像素越高越好，摄像头越多越好，虽然也不能说是错，但伴随的手机价格也会越高，所以适合自己最重要；

如果买给老人用，平时只是简单的拍照、视频、扫描二维码买东西，那么单摄就足以了，不要过度追求。

如果是以拍摄为主的话，要求相对比较高，可以选择主流的三摄和四摄方案即可，其中包含长焦镜头、超广镜头、景深和微距镜头。

如果您喜欢旅游，同样以三摄或四摄为主，但最好包含超广角镜头，拍摄出来的大视野风景照片也会非常好。

手机拍照性能排行榜前五十：

以上就是今天分享的内容啦！

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