三星S20系列的长焦相机配置介绍

虽然今年三星发布Galaxy S20系列手机时，多数消费者关注的焦点应该是Galaxy S20 Ultra的108MP像素9合1合并技术元件，不过其实从三款手机的元件配置上，更值得关注的是S20系列的长焦相机配置。

这三款手机不约而同的在长焦相机使用大面积、高像素且具备像素合并技术的感光元件，尤其Galaxy S20与Galaxy S20+的标准焦段帐面规格仅12MP ，但反观在长焦相机使用达64MP的元件，从镜头焦段特性与元件技术的角度，三星的作法确实有值得探讨的地方。

像素合并技术是现在许多高阶、高像素手机元件的常用技术，此技术建立在跳脱过去的RGGB 2x2拜耳矩阵，以目前常用于48MP与64MP元件的4像素合并为例，此模式是在物理上将邻近的4个像素采用同色滤镜，使RGGB矩阵扩大成4x4的16像素矩阵，并透过软体演算技术在不同的情境进行合并与重新演算，若需要高感光度，则将2x2的同色像素视为一个大像素色块，如此一来在进行合并之后， 48MP元件将缩减为12MP ，而64MP则缩减为16MP 。

同时，在一般光线良好的情况下，为了呈现自然的色彩表现，会透过演算法将4x4 矩阵中的RGGB 像素进行重新排列，将原本邻近的同色像素资讯拆开，将4x4 像素中的4 个2x2 同色区块输出成四个2x2 的RGGB 矩阵，不过此方式仍与原生物理性的2x2 RGGB 阵列不同，只是输出讯号的重新调整，毕竟色彩滤镜的物理结构并不能轻易的改变，然而若在全像素输出下依照原本的排列，会使得影像的色彩过度表现可能呈现如12MP 放大而来，故讯号需要重新排列避免这样的情况发生。

至于三星Galaxy S20 Ultra 的108MP 元件，则是进一步使用6x6 的3x3 邻近同色像素的RGGB 排列方式，故该元件在进行像素合并时会一口气缩减为12MP ，这是由于虽然该张元件具备108MP像素，但考虑手机感光元件的物理尺寸的极限与低光的进光面积等因素考量，虽在行销上，三星称为Nona-baning 的合并方式，不过除了合并的像素从业界常见的4合1 变成9 合1 以外，原理与目的都是相同的。

说到这里，可能会有人，若像素合并会在低光降低成12MP 或16MP 这样的低像素，为何还需要使用原始高像素的设计，虽有一部分是高像素在行销上的考量，不过高像素仍在特定领域有其意义，其一是在光线充裕的环境之下，确实以现代技术设计的高像素感光元件可拍出表现不恶的高解析度照片，相较使用低像素元件进行升频而言影像仍相对细致。

另一个重点就是与这次要谈得更有关的数位变焦技术，最基本的数位变焦原理就是采用裁切的方式，仅取画面的中央区块进行裁切，由于早期感光元件像素密度不高，加上当时还未有如背照式制程导入，经过裁切之后往往影像品质大打折扣，而后续在加入演算法辅助后，市场上开始采用结合数位影像补正的无损变焦技术，所谓的无损变焦，就是将影像裁切后透过演算法补充细节，并且在输出影像进行评估，而无损变焦的焦段就是设备商认定在视觉上不会导致画质大幅劣化的范围。

通过高像素元件的导入，与使用低像素元件最大的差异在于数位裁切后的原生像素，同时如三星所使用的64MP 与48MP 感光元件的面积亦在手机元件中属于较大型的元件，亦具备较好的像素单位面积，提供在进行数位演算前良好的影像基础资讯，有助提升无损变焦的影像品质，不过当使用混合变焦达到最高倍率时的影像品质就是另一回事，但确实不可否认高像素、大面积元件确实为数位变焦带来更好的基础。

至于为何在高倍焦段使用大面积、高像素元件变得更具意义，笔者认为这会牵涉到当前手机的焦段设定与数位演算技术之间的均衡点，以笔者个人的观点，三星应该是评估后认为Galaxy S20 与Galaxy S20+ 的12MP 元件进行数位变焦后的影像品质足以衔接到长焦镜头，而具备108MP 主相机的Galaxy S20 Ultra 也能在画质衔接到潜望式镜头，选在长焦焦段使用高像素元件有助于提供更清晰的数位变焦，但反观若把Galaxy S20 与Galaxy S20+ 的标准焦段与长焦元件对调，就无法在进行30 倍的混合变焦后有同等的影像品质。

虽说三星的Galaxy S20系列在长焦焦段采用高像素元件目前还是特例，不过笔者个人预测，在48MP与64MP的元件价格逐渐下滑，势必会有想要同样标榜提供高倍变焦的机种将这两款元件用在长焦焦段，借此换取更好的数位裁切画质，尤其根据高通先前透露，今年市场上很可能会出现高达200MP的手机用元件， 48MP元件与64MP的价格也有望进一步降低。