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高端之战——人像、风景、低光、变焦和视频最佳手机

在DXOMARK Camera排行榜中名列前茅的手机几乎都是一些超高端手机,其零售价格最高,规格表也最令人印象深刻。但是,这并不意味着相对低价位类别的智能手机不能成为移动摄影者的强大工具。

DXOMARK基于官方发布价格和手机在某品牌的产品组合中的定位将手机分为了入门机型,进阶机型,中高端机型,高端机型和超高端机型五类。为了进行手机市场细分,并保持一致性,我们使用美元的发布价格(对于未在美国市场推出的手机,我们会在必要时将价格从欧元或人民币转换为美元。详细介绍请点击这里回顾。

超高端类别的手机倾向于处处使用高端摄像头硬件组件,以便在所有成像领域展现最佳性能。在超高端类别中,手机之间的硬件规格通常非常相似。

但在高端类别中,情况看起来则有些不同。在选择硬件组件时,设计人员可能不得不在某些方面做出让步。因此,在高端类别中,不同手机之间的规格可能存在很大差异,不同手机在不同领域里表现出不同的优缺点。因此,希望购买高端手机的消费者应该寻找最适合他们所要的成像类型的手机。

在本文中,我们在高端类别中选择了四款最受欢迎的手机进行比较,并找出它们的优缺点与最适合的摄影类型。这四款手机的摄像头规格概述如下:谷歌Pixel 5、三星Galaxy S21 5G(Exynos)、小米11和苹果iPhone 12。

如您所见,这些手机的规格存在很大差异。所有手机均由不同的芯片组驱动:苹果和三星使用自产芯片组,而谷歌和小米则仰赖第三方供应商高通公司:小米11采用顶级骁龙888驱动,而Pixel 5使用较低阶的765G,但考虑到谷歌卓尔不凡的摄像头软件历史,采用较低阶的芯片不一定意味着图像质量较低。

摄像头的模块数量也有所不同。在这一比较中,三星是唯一带有专用远摄镜头的手机,其他手机则使用数字变焦方法提供远摄变焦功能。小米是唯一提供微距摄像头的手机(我们的测试基准未涵盖)。谷歌和苹果仅依靠其主要摄像头和超广角摄像头。

在主模块内部,小米使用了迄今最大、分辨率也最高的图像传感器。它也是唯一内置Quad-Bayer传感器的手机,可将出图像素分解为2700万像素,以实现更好的动态范围,并产生更少的噪点。其他三款手机则使用常规的Bayer传感器。三星传感器的尺寸为1/1.76英寸,仅次于该小米手机,而谷歌和苹果公司都使用更小的传感器。

让我们看一下这些规格如何体现在DXOMARK Camera的分数中。

 

尽管苹果iPhone 12的主摄像头没有搭载远摄镜头,传感器也较小,但在这些手机中,该苹果手机的总体照片和视频得分最高,因此得分也最高。三星手机搭载专用的远摄摄像头,有助于在变焦类别中战胜竞品,但总体而言,在这些高级类别中,手机之间的得分差距并不大。

不过,查看特定用户场景时,手机之间的差异则会变大。让我们仔细研究哪些手机最适合拍摄人像,哪些最适合拍摄风景和大自然、变焦、低光和视频。

人像

我们大多数人使用手机拍摄家人、朋友和周围其他人的照片,因此人像成为了最受欢迎的摄影类型之一。摄影技巧是摄得良好人像的重要因素,但是合适的工具也肯定有所助益。

优质的人像摄像头应使被摄体曝光良好、色彩(尤其是肤色)自然、纹理勾勒合宜。大景深可以使背景里的被摄体保持清晰对焦,而对于那些喜欢单反相机的快速镜头所拍出的模糊背景的人而言,自然的散景模拟则非常重要。

用于人像拍摄的摄像头硬件

从硬件角度来看,搭载等效焦距约50毫米的短焦远摄镜头是一大优势,因为它所提供的视场不会扭曲被摄体的面部特征。不过,在我们的比较中,没有任何手机搭载这样的镜头,因此所有手机都必须仰赖广角摄像头进行人像拍摄。

景深是传感器尺寸和镜头光圈交互作用的结果。在此比较中,所有手机的传感器均比数码单反相机或无反光镜系统的相机更小,光圈范围也介于f/1.6到f/1.9之间,因此仅能隐约察觉出自然形成的散景效果,即使是内置最大传感器的小米11也是如此。那些偏爱更强烈的背景模糊的人可以通过激活摄像头的散景模拟模式来达到最佳散景效果。从好的方面来说,浅景深有助于在集体人像中的所有被摄对象上保持良好的清晰度。

人像拍摄结果

现在,让我们来仔细看看拍摄结果吧!人像摄影的一大关键在于面部曝光准确。iPhone 12和Galaxy S21 5G在这方面做得最好,其肤色比谷歌和小米略为明亮。

演色性在一定程度上是主观的,而在此比较中,手机之间的差异相当小。不过,总体而言,三星手机拍出了最好的肤色和整体色彩。

苹果iPhone 12,面部测标曝光良好,动态范围佳,肤色不错
谷歌Pixel 5,面部测标曝光良好,动态范围佳
三星Galaxy S21 5G(Exynos),面部测标曝光良好,动态范围佳,肤色不错
小米11,脸部曝光稍微不足,天空中出现剪切

 

为了拍出漂亮的人像照片,您还会希望焦点落在被摄对象的眼睛上。此比较中,这四个摄像头均对焦准确,在此任务上表现出色。不过,对焦速度还是有一些差异。

零快门时滞技术可在按下快门按钮的同时拍摄图像,没有任何延迟。iPhone、谷歌Pixel和小米11均有这项技术,可以在触发快门时立即拍摄图像(图表中的蓝色虚线,在镜头散焦后,在短暂延迟后触发快门),甚至稍微更早。如该图表所示,三星手机的时滞稍长一些,约为330毫秒(在等待500毫秒后触发快门和实际拍摄照片之间经过的时间)。

自动对焦比较(1000勒克斯,7 EV),边缘锐度和拍摄时间

苹果iPhone和谷歌Pixel 5的景深都很大,这意味着位于后方的被摄体仍会显得清晰而锐利。相比之下,在Galaxy S21所拍摄的照片中,位于后方的人物的清晰度则下降了许多。小米11的景深不如苹果和谷歌手机,但是该手机采用了巧妙的对焦策略:如果该手机在场景中检测到多个人,则可以最大程度地提高多个平面的清晰度。

苹果iPhone 12,景深
苹果iPhone 12,裁剪图:背景被摄体的清晰度不错
谷歌Pixel 5,景深
谷歌Pixel 5,裁剪图:背景被摄体的清晰度不错
三星Galaxy S21 5G(Exynos) 5G,景深
三星Galaxy S21 5G(Exynos) 5G,裁剪图:背景被摄体的清晰度稍微不足
小米11,景深
小米11,裁剪图:背景被摄体的清晰度不错

 

那些喜欢数码单反相机和快速镜头所拍出的人像背景模糊的摄影者,应该仔细研究摄像头的专用人像模式,这些模式都可以拍出散景模拟效果。

在此模式下,三星Galaxy S21 5G(Exynos)是唯一提供几近50毫米焦距的手机,这是许多人像摄影者传统上偏好的焦距(通过裁剪其高分辨率长焦摄像头的图像)。与所有竞品相比,这给它带来了明显的优势,因为其他竞品会摄入更广阔的视场,因此比较不适合这种摄影类型,反观三星人像模式则通过减少背景来强调被摄体。

苹果iPhone 12,深度估计不错,略偏黄色/绿色
谷歌Pixel 5,深度估计非常好,背景模糊强烈而悦目
三星Galaxy S21 5G(Exynos),深度估计不错,最佳人像视场
小米11,深度估计不错,背景模糊稍浅

最佳人像

那么,在人像摄影方面,哪一款手机在这一比较中夺得头筹?我们选择苹果iPhone 12。因为该手机即使在困难的条件下,也能始终如一地拍出良好的面部曝光度、宜人的肤色,并提供极佳的对焦性能。谷歌Pixel 5紧随其后,因为该手机在测标曝光、纹理、焦点和散景模拟之间取得了良好的折衷。不过,如果散景是优先考虑的因素,则可以选择Galaxy S21 5G。它在散景模式下的视场最接近大多数“传统”人像摄影者的要求。

风景与自然风光

在度假期间,或大多数类型的户外活动中,摄影者可能会拍摄风景和自然风光照片,因此这种摄影类型与人物照片一样,也广受许多摄影者欢迎。大多数风景和自然风光照片都是在日光下拍摄的。在这种情况下,摄像头应能拍出良好的纹理、宽广的动态范围和漂亮的色彩。

用于拍摄风景和自然风光的摄像头硬件

在摄像头硬件方面,图像传感器的尺寸和分辨率是在风景照中获得良好图像质量的重要因素。两者都有助于获得良好的细节和纹理勾勒,以及宽广的动态范围。

在我们的比较中,小米11配备了最大的传感器,这也是当前智能手机可用的最大传感器之一。该传感器在2700万像素下可提供最高分辨率。其他三个竞品都拍摄1200万像素图像,并使用较小的传感器。

风景照结果

在我们的对比照片中,小米11拍出了最丰富的细节和最自然的纹理勾勒,也没有任何过度锐化的情况。它与谷歌Pixel 5可以在画面的阴影区域显示最佳细节。小米11的演色性也最好,但动态范围比其它竞品更小。

苹果iPhone 12,细节
苹果iPhone 12,裁剪图:细节到位,非常轻微的过度锐化
谷歌Pixel 5,细节
谷歌Pixel 5,裁剪图:细节不错
三星Galaxy S21 5G(Exynos),细节
三星Galaxy S21 5G(Exynos),裁剪图:细节到位,轻微的过度锐化
小米11,细节
小米11,裁剪图:细节非常到位,纹理很自然

上面的图像结果也在我们实验室测量中得到了印证。在此图表中,您可以看到小米11在所有光照条件下都拍出了最佳细节。在明亮的日光(1000勒克斯)下,谷歌Pixel 5和三星Galaxy S21 5G(Exynos)5G的表现相当接近。

纹理在1到1000勒克斯的光照条件下的比较。

此图表显示了在1000勒克斯下,将手机放在三脚架上和手持手机拍摄时的动态范围得分(根据测得的高光位保留能力而计分)。在我们的测试设置中,入射光反射图表与逆光图表之间的差异为4EV。谷歌Pixel 5在这里取得了最佳成绩,其次是三星和iPhone。

动态范围比较,使用对比度平均信息量计算HDR的客观得分

最适合拍摄风景照和自然风光的手机

尽管高分辨率的小米11的动态范围略小,但仍可拍出最清晰的图像和最佳细节,因此我们很愿意推荐给风景拍摄者。Pixel 5也是一个不错的选择。它并没有小米那样到位的细节,但仍然可以拍出非常漂亮的纹理,动态范围也相当宽广,整体表现非常四平八稳。

变焦

在过去几年中,智能手机的变焦功能大大提高,许多手机现在都搭载专用的超广角和远摄镜头和/或提供用于数字变焦的复杂超分辨率算法。这有助于扩展智能手机摄影创意的可能性,用户可以将更多场景摄入画面中,也可以在不改变位置的情况下在画面中摄入较大面积的远处被摄体。从超广角到最长的远摄设置,智能手机摄像头应在所有变焦设置中都提供良好的效果,以便提供最佳变焦性能。DXOMARK以2毫米的增量测试超广角摄像头在12毫米至18毫米之间的变焦图像质量。在远摄端,我们以20毫米的增量测试40毫米到200毫米之间的表现。

摄像头硬件变焦

为了获得最大的变焦灵活性,智能手机需要提供焦距非常短的超广角摄像头。在远摄端,专用的远摄变焦摄像头通常可以拍出较好的效果,但手机也可以使用主摄像头上的数字变焦算法来实现远摄变焦。

在本比较中,所有手机均配有专用的超广角摄像头。三星和苹果机型使用焦距最短的模块,两者均为14毫米。苹果、谷歌和小米没有专用的远摄摄像头,而是使用数字变焦。三星Galaxy S21 5G(Exynos)则配有专用远摄摄像头。但是,到目前为止,它并没有使用长焦镜头,而是使用仅比手机主摄像头的焦距稍长的镜头,这种做法不太寻常。该手机使用传感器的6400万像素高分辨率实现远摄变焦。

变焦结果

三星Galaxy S21 5G(Exynos)5G和苹果iPhone 12拥有最广阔的视场,两者的焦距均为14毫米。三星拍出了极佳的整体图像质量,更好的细节勾勒和更宽广的动态范围,这要部分归功于其更大的传感器。

苹果iPhone 12,视场非常广
谷歌Pixel 5,视场有限
三星Galaxy S21 5G(Exynos),视场非常广阔
小米11,视场稍微有限

三星也是远距变焦的最佳选择。尽管该手机未使用长焦距的传统远摄模块,但其远摄镜头仍能很好地工作;在较长的变焦设置下,所拍出的细节也比无远摄镜头的竞品更好。小米的主摄像头内置高分辨率传感器,所以在短距远摄方面的表现也相当不错,但不能完全与S21相提并论。

苹果iPhone 12,远摄变焦(等效约100毫米)
苹果iPhone 12,裁剪图:细节强烈不足
谷歌Pixel 5,远摄变焦(等效约100毫米)
谷歌Pixel 5,裁剪图:细节不足
三星Galaxy S21 5G(Exynos) 5G,远摄变焦(等效约100毫米)
三星Galaxy S21 5G(Exynos) 5G,裁剪图:细节到位
小米11,远摄变焦(等效约100毫米)
小米11,裁剪图:细节不足

上面在真实生活中拍摄的图像结果也在我们实验室测量中得到了印证。三星Galaxy S21 5G(Exynos)5G在近距和中距变焦设置下,在低光到高光的各种光照水平下均能拍出比竞品更多的细节。本测试不仅测量纹理表现,而且还考虑了对焦能力和可重复性。

近距和中距远摄变焦细节比较,客观细节得分与多次拍摄的Texture AI计量的平均值。

最佳变焦

三星Galaxy S21 5G(Exynos)5G在变焦的超广角与远摄两端之间表现最好,因此在变焦方面成为了用途最广泛的手机。对于在高端市场中寻找可在整个变焦范围内提供出色图像效果的智能手机的人,我们很愿意推荐这款手机。

夜摄

目前,在夜间或非常微弱的光线下用手机拍照,可能仍然是一大挑战,但是智能手机摄像头技术已经走了很长一段路,大多数最新一代的手机所提供的低光图像效果要比几年前好得多。

若要在夜间拍出高质量的图像,摄像头必须能够在非常低的光线水平下产生良好的曝光,但是其他图像质量属性(例如纹理、噪点和色彩)也很重要。摄像头必须充分利用它可以收集的少量光线,在细节保留和降噪之间找到良好的平衡,并呈现自然的色彩。低光拍摄也是自动对焦系统面临的挑战,因为自动对焦系统此时仅能使用更少的光线。

夜摄摄像头硬件

大传感器能捕获的光线比小传感器更多,因此肯定是一件好事。但是,图像信号处理器(ISP)和图像处理通常也会对低光图像质量产生巨大影响。低光摄影通常需要较长的快门速度才能获得良好的曝光,因此,光学防抖系统(OIS)十分有用,可以避免摄像头抖动造成的模糊。另外,激光、飞行时间或激光雷达系统则可以使自动对焦更快、更可靠。

但是,在低光下拍摄时,图像处理和软件通常与硬件一样重要。例如,闪光模式下的帧堆叠可以将一个闪光帧与一个非闪光帧合并,从而在所有图像元素上获得良好的曝光和纹理,并维持低噪点水平,从而极大地改善图像效果。不过,尽管在某些最新的超高端手机上可以找到此功能,但在此比较中的任何高端机型都尚未具备这一功能。

夜摄结果

在我们的测试中,我们发现苹果iPhone 12可以在非常微弱的光线下拍出良好的测标曝光度,自然的色彩和合理的闪光灯策略。此外,其自动对焦系统可在昏暗条件下准确工作。

小米11得益于其大型传感器,可以很好地勾勒纹理,并减少噪点,但曝光通常不准确,在低光下也难以进行自动对焦,因此,该手机在低光下总体上比iPhone更不吸引人。

苹果iPhone 12,夜间人像
苹果iPhone 12,裁剪图:对焦良好,测标曝光不错,细节到位
谷歌Pixel 5,夜间人像
谷歌Pixel 5,裁剪图:对焦良好,面部曝光与肤色不错,细节到位,背景中出现一些噪点
三星Galaxy S21 5G(Exynos),夜间人像
三星Galaxy S21 5G(Exynos),裁剪图:对焦良好,面部测标曝光不错,细节稍微丢失
小米11,夜间人像
小米11,裁剪图:稍微失焦

在我们的自动对焦实验室测试中,我们首先会在镜头和自动对焦目标之间移动一个屏幕,以便使摄像头进行对焦。然后,我们让摄像头进行散焦,并在短暂延迟和长时间延迟之后按下快门按钮,并测量触发快门按钮与实际拍摄图像之间的时间。

苹果iPhone 12在低光(5勒克斯)下可获得最佳的自动对焦效果,在按下快门按钮和拍摄之间的时滞也最短。

低光条件下的自动对焦比较(5勒克斯)

最佳夜摄手机

总体而言,在我们的比较中,苹果iPhone 12在低光下和夜摄时表现了最佳性能。

视频

当然,智能手机成像不仅涉及静止图像,许多用户也喜欢使用视频来记录事件,以及旅途或运动中的其他记忆。对于视频而言,所有与静止图像相同的图像属性都很重要,但除此之外,还需要考虑时间方面的属性。例如,曝光不仅应在按下快门按钮时是准确的,在整个录制过程中,以及风景变化时,都应该保持准确。同样,曝光和白平衡应平滑地转换,自动对焦也必须迅速而流畅地调整,以适应不断变化的摄距。防抖在手持摄像头边走边拍或边跑边拍时,也必须保持画面内容稳定。

视频摄像头硬件

在静止图像中,基于软件的多帧HDR曝光已被使用了很长的时间,但是此方法很难应用于视频,因为这种软件需要极大的处理能力,这在某些手机上根本无法使用。所以,对视频而言,传感器和芯片组的硬件创新比静止图像更为重要。

例如,现在市场上可购得qHDR(Quad传感器HDR技术)和交错式HDR传感器,这些传感器可以增加视频剪辑的动态范围。不过,在此测试中,我们很难确定手机中是否内置这些传感器。此外,制造商也希望通过新格式来提高视频质量,例如,iPhone 12使用杜比视界HDR格式作为默认视频格式。

视频结果

在此比较中,iPhone的动态范围最大,在场景的高光位和阴影区域都拍出了很好的细节。与竞品相比,它在低光条件下也能提供更好的曝光。

小米11也是视频拍摄者的不错选择,它可以摄入比竞品更多的细节,同时保持较少的噪点。

苹果iPhone 12,测标曝光良好,噪点控制合宜
谷歌Pixel 5,噪点和细节丢失
三星Galaxy S21 5G(Exynos),丢失极多的细节
小米11,良好的纹理/噪点权衡

在实验室曝光比较中,您可以看到iPhone在低光下拍出的曝光度要比其他对比的手机亮,因此是在昏暗条件下(例如在酒吧或俱乐部中)录制视频的好选择。

视频曝光比较

最佳视频

在这次比较中,苹果iPhone 12和小米11是手机摄影者最好的选择。