三、影像独门秘籍——三星 ISOCELL GN-1全面深度解析

在vivo X50 Pro+的影像系统当中，最引人关注的当属三星半导体为之定制的GN1主摄，这是三星半导体旗下最新款的图像传感器。

其支持Dual PD和Tetracell技术，拥有5000万像素，单像素1.2μm，传感器面积达到了夸张的1/1.3寸，离1英寸的卡片机还有一步之遥，为目前在产的最大的手机图像传感器之一。其在四合一模式下输出为1250万像素，单像素2.4μm，使光敏度提高四倍。

——为了快速对焦这件事 豪掷1亿个相位检测焦点单元

对焦速度会极大地影响拍照体验。为了更快的自动对焦速度，ISOCELL GN1使用了具有1亿个相位检测焦点单元的双像素技术：

具体来说，ISOCELL GN1上的每个像素都由两个光电二极管组成，它们从位于像素顶部的微透镜侧面接收光线。然后，相位检测自动对焦过程会根据入射光创建两个图像的“副本”，每个光电二极管上的一个副本，传感器会像人眼一样对其进行评估。

然后调整镜头元件，直到两个图像相同为止，这表明在相机视图中物体处于完美对焦状态。

双像素技术原理示意

相位检测自动聚焦比传统的对比度检测系统快得多，传统的对比度检测系统分析边缘之间的对比度并移动聚焦马达，直到此对比度达到最清晰的程度为止。但是，相位检测自动对焦过程的速度取决于传感器包含的相位检测像素的大小。

许多手机传感器用于相位检测的像素容量仅占总像素的5-10％，但ISOCELL GN1可以凭借其双像素技术，ISOCELL GN1在每个像素中嵌入了两个光电二极管，从而带来了更快，更准确的自动对焦体验。

ISOCELL GN1的传感器尺寸为1 / 1.31英寸，分辨率为8160像素乘以6144像素，可提供50MP分辨率，而传统传感器的0.8μm像素尺寸则为传统传感器的1/2英寸传感器48MP分辨率。借助其双像素技术和软件算法，使用ISOCELL GN1拍摄的照片可达到高达100MP的可比图像分辨率。

ISOCELL GN1的50MP分辨率意味着ISOCELL GN1能够捕获精细的细节，并为用户提供了裁剪图像的能力，而不会显着降低图像质量。它还为用户提供了在后期处理中缩小图像尺寸的选项，以进一步减少噪点。

——更大的像素 更清晰的照片

像素捕获光并将其转换为数据，而像素的尺寸不同，也会影响图像传感器的分辨率。像素较小的传感器可提供具有清晰细节的超高分辨率图像，而像素较大的传感器将接收更多的光，从而提高了在弱光条件下拍摄的感光度。

为了更大的像素尺寸，三星半导体这些年一直在推出各种技术来增强细节和光敏性ISOCELL GN1拥有1.2μm像素，几乎是其他高分辨率传感器所具有的0.8μm小像素的两倍，因此，夜间影像表现在理论上会随之水涨船高。

ISOCELL GN1还具有三星的像素隔离技术ISOCELL Plus，该技术使用物理屏障来隔离像素，从而使更多的光被微透镜聚集，然后被像素的光电二极管吸收。结果是更高的色彩保真度和更高的感光度，为高分辨率摄影带来自然色调和阴影。

像素隔离技术ISOCELL Plus原理示意

——为日间、夜间做了全天候的准备

一直以来，暗光环境下拍照往往会遭遇太暗，太模糊或颗粒感太严重的问题。得益于Tetracel技术的采用技术，ISOCELL GN1能够在暗光条件下捕获清晰的照片。

与传统的RGB传感器不同，在传统的RGB传感器中，具有不同滤色器的像素以马赛克图案排列，而三星的Tetracell传感器则将具有相同滤色器的像素以四个为一组彼此相邻。在弱光条件下拍摄时，传感器可以将这四个像素组视为一个大像素，这意味着可以让更多的光进入传感器，以获取更明亮，噪声更少的图像。

鉴于ISOCELL GN1具有比其他传感器更大的像素，添加Tetracell可以为弱光条件下的拍摄提供更大的图像质量提升，而在明亮的光照条件下，传感器使用重新镶嵌算法将像素重新排列为高分辨率图像的常规RGB模式。

全像素模式示意

像素合并模式示意

——Tetracell为HDR带来了什么？

在混合照明条件下，例如在明亮的背景下拍摄昏暗的被摄对象时，可能难以获得正确的动态范围，以使图像的明暗区域都获得适当的曝光。

传统的HDR技术用于解决此问题，方法是拍摄多张图像并将它们堆叠在一起进行后期处理，以在最终图像中获得更宽的动态范围。

实时HDR可以针对帧的不同区域优化曝光

然而ISOCELL GN1无需使用连续照片并将它们堆叠在一起，而是利用Tetracell技术提供更好的色彩和阴影，中间色调和高光的细节。

ISOCELL GN1：阴影，中间色调和高光

四个一组中的每个像素在不同的曝光时间下拍摄照片：两个像素进行中等曝光，一个像素进行长时间曝光，而一个像素则进行短时间曝光。这允许传感器以更高的精度捕获来自其前方场景的光。ISOCELL GN1结合了这三个曝光级别的信息，可以在单张照片中生成HDR图像，用户可以立即预览。

——关于智能ISO

原始ISO确定图像传感器对光线的敏感程度，并由转换增益值确定。此值影响满阱容量或光电二极管可以接收多少光以及噪声水平。将固定的原始ISO集成到图像传感器中会限制其适应变化的光照环境的能力。

传统的图像传感器通常带有单个高ISO。虽然这有助于减少弱光环境下的噪声，但较小的全阱容量会使这些传感器在明亮的环境中显示亮区的能力降低。

ISOCELL GN1具有附加的低ISO，能够准确地响应明亮的环境，其Smart-ISO技术为每种照明情况选择理想的转换增益值。结果是最佳的动态范围，并降低了各种拍摄条件下的噪点。

例如，在阳光明媚时，它将选择较低的ISO感光度，以增加全景能力并扩展场景明亮部分的动态范围。如果在这些情况下相机使用较高的本机ISO，则信号将被过度放大，使明亮的部分烧毁，而在图像的那些区域中几乎没有细节。

光线充足时低ISO

相反，当在深夜摄影，Smart-ISO技术将选择较高的ISO，以产生最佳的亮度和更少的噪点，并在场景的黑暗区域中捕获更多的动态范围，甚至在场景中也能展现出每个细节。图片的阴影区域。