小米手机,影像品鉴会：揭秘小米10至尊纪念版背后的研发之路
苗雷
小米相机部产品总监
候鍁錩
小米相机部光学专家
小米10至尊纪念版的超高规格相机对光学结构设计带来了巨大的挑战，我们采用了行业罕见的8P镜头，将1/1.32英寸主摄传感器带来的各项光学像差收敛到比较理想的水平。镜头的组装良率与镜片数成反比，随着镜头片数增加，镜头组装的难度成倍提高，这对量产带来了非常巨大的挑战。
120倍变焦采用了大底的IMX 586模组，即使采用潜望结构也超过了机身厚度。为了降低模组厚度，将镜片无用的区域进行上下裁切，整体进行了D-CUT。但由于镜片都被裁切成跑道型，多镜片之间的光轴校准就变得异常困难，传统利用相机模组外壁的被动式光轴对齐已经无法满足光学需求。我们通过反复研究实验，采用主动光轴校准技术，成功克服了上下切边镜头组装问题，确保光学性能。
超广角镜头边缘暗角和畸变是与生俱来的缺陷，为了给用户提供更好的广角体验，我们在超广角设计上又一次做了大胆尝试，常规6P镜片画面边缘能进入感光元件的有效光线太少，画面亮度过低，造成边缘暗角。通过改良镜片曲率，虽然提升了边缘区域的有效进光量，但随之而来却加剧了畸变的问题。
小米10至尊纪念版采用了特殊的7P镜片设计，不断优化镜片组合、镜片曲率和光路设计，不仅让边缘有效进光量得到提升，还让边缘畸变控制在可接受范围内，解决了超广角镜头边缘暗角、解析力下降和畸变严重的问题，让128°的超广角镜头也能拥有高解析力和低畸变。
小林Atsushi Kobayashi
小米相机部Sensor专家
在小米10至尊纪念版上，我们采用了定制的大底大像素镜头，几乎是目前最旗舰的4800万手机Sensor，比一亿像素镜头更大的1/1.32英寸大底，单个像素的Pixel Size高达1.2μm，大大提升整体的感光能力，通过像素4 in 1技术合成2.4μm的超大像素，动态范围相较1.2μm动态范围提升至4倍，甚至比原生2.4μm的动态范围还要高1倍。
高端相机目前采用了双原生ISO技术，让照片获得更高的SNR（信噪比），缓解噪点问题。Sensor内部有两套原生ISO电路，正常拍摄采用低感光电路，光线差时由高感光电路保证暗部信息。小米10至尊纪念版定将双原生ISO的优势进一步挖掘，不仅要获得更高的SNR，还要能够拍摄更高动态范围的场景。
通过同时拍摄高、低原生ISO两张图像，将两张照片在Sensor内部进行融合，合成为一张动态范围更大、宽容度更好、噪点控制优秀的超动态照片。在拍摄大光比场景时可以较好的表现高光的细节，同时保留暗部的信息，大幅度减少大光比场景的细节损失。
更为重要的是，这些都是在Sensor内部直接完成的，这就意味着双原生ISO Fusion不仅在拍照有效，更能在视频拍摄时获得高动态范围的HDR视频。
此外，这颗定制主摄还支持单帧逐行HDR技术（Stagger HDR），可以获得比双原生ISO Fusion更高的动态范围。通过三组读出电路逐行依次进行长、中、短曝光，就避免传统3帧合成HDR的等待时间，有效降低HDR拍摄时的鬼影问题。双原生ISO Fusion适用于照片和视频，而单帧逐行HDR仅适用于照片，但是可以获得更极致的动态范围表现。
为什么小米10至尊纪念版能够取得DXOMARK总分第一的好成绩？其实它有非常多厉害的技术。
双原生ISOFusion
与专业摄影机同款的超动态技术
ISO感光度是CMOS图像感应器对光线的敏感度，手机普遍采用电子信号放大增益技术，与ISO数值相对应的是电子信号放大增益值。数字增益虽说可以起到信号放大作用，但随之也带来了更多的杂质信号，这也就是为什么当很多高ISO值时虽然画面提亮但噪点也随之增多，画面显得不够纯净。
双原生ISO相当于有两套原生ISO电路，一套高感一套低感。这样可以在光线好时有低感原生ISO保证图像质量，光线差时有高感原生ISO保证图像质量。
然而双原生ISO虽然可以解决暗光噪点的问题，但目前其核心还是两路ISO信号相互切换，也就是“或”的关系，无法同时兼顾。要想获得一张超动态照片，双原生ISO融合就显得势在必行。
小米10 至尊纪念版的「双原生ISO Fusion技术」，在拍摄一张大光比照片时，可利用双原生ISO分别成像两张，低原生ISO获得高光不过曝低噪点的照片，高原生ISO获得暗处细节丰富低噪点的照片，将两张照片合成为一张动态范围更大、宽容度更好、噪点控制优秀的超动态照片。
单帧逐行HDR技术
一帧时间完成长中短三次曝光
小米10 至尊纪念版还支持单帧逐行HDR技术，不仅可以拍摄更大动态范围场景，还可以有效降低HDR照片的鬼影问题。
传统的 HDR 拍照技术，需要对同一个场景拍摄三帧画面，然后合成为一张 HDR 照片。先逐行长曝光，再逐行中曝光，最后逐行短曝光。只有当所有曝光都完成后，才会由一组读出电路输出整帧画面，这就相当于一张HDR图像需要耗费三帧画面时间。
这种做法使得 HDR 照片的拍摄时间更长。因此在拍摄高速运动物体时，由于物体在三帧曝光的时间中可能出现在不同位置，导致合成时出现鬼影。
小米10至尊纪念版采用的芯片级单帧逐行HDR技术则不再以帧为单位输出，而是以行为单位输出。也就是说，每一行都由三组读出电路分别处理短中长这三次曝光。
也就是说，每一行都由三组读出电路分别处理短中长这三次曝光，原本三帧曝光时间现在几乎只需要单帧时间即可合成了一张 HDR图像，合成速度更快，有效减轻了鬼影的出现，也可以获得更高的动态范围。
128度防畸变超广角镜头
彻底解决边缘进光量和畸变难题
超广角镜头边缘暗角和畸变是与生俱来的缺陷，为了给用户提供更好的广角体验，我们在超广角设计上又一次做了大胆尝试，常规6P镜片画面边缘能进入感光元件的有效光线太少，画面亮度过低，造成边缘暗角。通过改良镜片曲率，虽然提升了边缘区域的有效进光量，但随之加剧了边缘畸变的问题。
小米10至尊纪念版采用了特殊的7P镜片设计，不断优化镜片组合、镜片曲率和光路设计，不仅让边缘有效进光量得到提升，还让边缘畸变控制在可接受范围内，解决了超广角镜头边缘暗角、解析力下降和畸变严重的问题，让128°的超广角镜头也能拥有高解析力和低畸变。
为什么你的手机总拍不好暗光细节？点下图带你深入了解。
这就是小米10至尊纪念版，我们最自豪的一部作品！还有更多新科技、新体验、新设计等你来发现。
