2023年智能手机影像观察：主摄“分裂”、潜望崛起
此前，我们已经为大家总结了2023年智能手机行业在外观设计、材质运用，以及显示、主控方面的种种变化。
在这一篇行业总结文章里，我们打算来聊聊智能手机在过去一年时间里，在影像设计方面发生的种种变化，以及它们背后的逻辑。
1英寸已是极限，主摄CMOS再难增大
自从2019年的HMX（小米CC9 Pro）开始，旗舰影像手机的主摄CMOS就一直在持续“膨胀”。尽管在这个过程中，不同的厂商曾经就主摄是要“绝对的高像素”、还是要“绝对的感光能力”有过一些争议，但“底大一级压死人”的基本原则，大家普遍都是认可的。
正因如此，当时间来到2022年，可以看到无论是2亿像素、5000万像素、还是1200万像素的主摄方案，只要是用在影像旗舰机型上的，尺寸最小也得是1/1.3英寸起步，诸如1/1.12英寸、1英寸，甚至更大的1/0.95英寸的“主摄CMOS”，如今也都并不少见。
但是智能手机的主摄CMOS尺寸还能更大吗？至少在目前的技术水平下，恐怕是没法再继续变大了。
1英寸主摄CMOS（左）的机型，明显要厚得多
这倒不是因为手机的内部空间塞不下更大底的CMOS，而是因为尺寸越大的CMOS，在相同焦距的前提下，镜组的厚度就必然更大。要解决这个问题，唯二的手段就是要么尽可能降低等效焦距，要么就是用很大曲率的机身去“遮掩”厚度的增加。
可问题就在于，过小的等效焦距、或者说过于广的视场角，如今并不被消费者看好。大家普遍更偏好“窄”一点、“长”一点的主摄焦段，以便于得到更接近经典35mm焦距的人文视角。
与此同时，由于消费者对于手机外观审美的改变，“大曲面屏”也没有过去那么受青睐，这也就意味着如今那些配备1英寸超大底的影像旗舰，普遍不得不使用一个又大又厚的后摄凸起。以至于这种外观设计甚至得到了市场的普遍“认同”，成为了某种程度上这类产品的“标识”。
超大底、还是超感光？技术方向再次生变
如何在不继续扩大CMOS尺寸的前提下，继续提升顶级智能手机的影像能力呢？最早给出回答的是三星，2023年初他们发布了Galaxy S23 Ultra。这款机型所配备的2亿像素主摄CMOS，是其全新的旗舰方案HP2。
与同时期的其他同类旗舰产品的CMOS相比，HP2“仅有”1/1.3英寸的尺寸、单像素尺寸也仅为0.7微米。但是它拥有三星标志性的深槽隔离结构，并首创了双垂直传输门（Dual-VTG）设计，大幅增加了CMOS的满阱容指标。这也就意味着在光线良好的情况下，HP2可以捕获比很多1/1.12、甚至1英寸传感器更多的有效光子信息，从而直接提升画质。
过了几个月，索尼方面也给出了新的方案。Xperia 1 V上首发的“双层晶体管传感器”并不是真的有两层感光结构，而是通过双层晶圆堆叠制造的方式，将以前单层CMOS上不负责直接感光的部件（比如传输门、功放电路）“压”到了感光二极管的下方。这样一来，在看似不大的CMOS尺寸下，每一个实际感光的晶体管都可以做得比过去面积更大，因此自然也就提高了进光效率。
到了2023年底，随着豪威科技OV50H（以及其多个定制型号）的亮相，它的双原生ISO Fusion结构也给旗舰CMOS带来了一些新的设计思路。通过高低两组A/D（模数转换）电路，OV50H可以在一帧里同时生成“高感光”和“低噪点”两组图像信号，再通过它们之间的融合，最终实现高色深、超高亮度范围的照片。
新架构的超大底会有吗？至少目前很难
不难发现，无论双传输门、双层晶体管，还是双原生ISO融合，它们虽然基础“思路”不同，但都是为了解决智能手机CMOS在尺寸有限前提下的画质问题。
以结果来说，这三种架构在光线充足以及大光比的场景下，都可以做到比IMX989、GN2等早期单纯“超大底CMOS”更好的画质表现。
新款的传感器（上）明显比1英寸方案（下）的动态范围更大
但这是不是说它们就完全可以取代“超大底”了呢？也不是。因为1英寸的物理面积毕竟摆在这里，虽然其电路、算法部分肯定不如这些2023年的新架构CMOS，但当环境光线不足的时候，更大的物理面积就必然带来短曝光下更多的实际信息量。换句话来说，就是在夜间、且不使用长曝光的前提下，老款的1英寸旗舰机型必然还是会有比2023年的这些新设计，有着更好的拍照画质表现。
可能有的朋友看到这里会有些好奇，因为按这么说，新架构在白天画质更好、超大底在夜间表现更佳，那为什么不直接用新的传感器架构去制作1英寸的超大底CMOS呢？
从现有技术资料来看，制约因素首先是功耗。比如此前的IMX989，其实在硬件上就支持双原生ISO融合，但由于其在这个工作模式下的功耗实在是太过夸张，所以没有厂商真的会用它。直到索尼新款的LYT900，“1英寸超大底+高动态成像”这个组合才总算变成了现实。
新架构本就是为了解决厚度问题，当然不太可能重蹈1英寸覆辙
其次，无论双传输门、还是双层晶体管，本就是为了解决“超大底主摄”造成的机身厚度失控问题，所以绝大多数使用了这些新款CMOS的机型，在造型上都会比此前的“1英寸旗舰”更加轻薄美观。在这样的前提下，如果硬搞“新架构+1英寸”的组合，画质固然是好了，但轻薄和颜值的问题就别想解决，相当于产品变得更专业、但受众也就变得更窄了。
高像素潜望式长焦崛起，但优势与隐患并存
除了新的主摄方案之外，2023年智能手机行业在影像设计上的另一大亮点，无疑就是“潜望式长焦”的高调崛起了。
无论是6400万像素的OV64B、5000万像素的IMX890，还是2亿像素的HP3，这些新的、高像素潜望式长焦方案，在感光和“望远”能力上，都注定要明显强于过去那些800万或者1300万像素的“小底潜望”。
尽管这些新的潜望式长焦所使用的CMOS，在体型上比过去的老型号要大得多，但如果是对比现在的主摄CMOS，那么它们的面积其实又并没有很大。可以说得益于如今的小尺寸晶体管技术，这些新的潜望式长焦并不一定会造成机身的显著变厚。
不过这是否意味着新的高像素潜望式长焦设计就完全没有弊端了呢？其实也不见得。
一方面，尽管现在这些潜望式长焦的像素数量看起来比过去高了很多，但它们在高像素模式下的成像画质，却未必有真正的实用性。这也很好理解，因为潜望式长焦的体积毕竟有限，所以它们使用的“高像素传感器”普遍单像素面积都比“正常的”主摄级CMOS要小一些，所以感光能力自然也就差上一截。
另一方面，过去经验告诉我们，一旦有新的方案出现，并且为大众所普遍认知之后，就可能会出现拿着旧技术“浑水摸鱼”的产品。对于这次潜望式长焦的流行来说，比较好的一种可能性，是那些老的低像素潜望式长焦模组会被“下放”到新的中低端机型上。它们虽然不先进，但客观来说确实能够显著改善部分机型的变焦体验。
可与此同时，还有一种比较糟糕的可能性，那就是随着潜望式长焦的“走红”，特别是随着部分厂商过分简单、所谓“认准方形摄像头”的宣传。我们确实有理由怀疑，未来可能会出现一些配备方形、非潜望式长焦的手机，并且至少在前期的预告、宣传过程中试图使消费者产生误解。
毫无疑问，这显然不是一件好事。但历史早已告诉我们，诸如“ID全面屏”、“假潜望”这类仅有外表、而内部并无实质的“虚假设计”，一开始可能会有着不俗的宣传效果，但最终还是会被消费者所认清和抛弃。