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三星 Galaxy S21 Ultra摄像头预览

三星昨天发布了其最新的顶级智能手机Galaxy S21 Ultra。 新旗舰手机具有更新的设计和大量硬件的提升。 S21 Ultra载有三星全新的Exynos 2100高端芯片组,它也是三星首款提供S-Pen手写笔的非Note设备。

手机屏幕配有6.8英寸WQHD +显示屏,宽高比为20:9,非常适合拍摄,查看和编辑图像和视频,这也要归功于3200 x 1440像素的高分辨率和高达120 Hz的灵活帧率。 此外,屏幕的亮度为1600 cd / m2。

就摄像头而言,Galaxy S21 Ultra较先前的S20 Ultra有重大改进,以双远摄的设置取代了后者103mm等效焦距的潜望镜远摄摄像头。 70mm摄像头可进行中距远摄拍摄,而240mm的强大摄像头可实现极长的远距变焦。 主广角和超广角相机都与去年的型号相似,但有一些细微的改进。 让我们仔细研究一下三星Galaxy S21 Ultra的摄像头。

新的旗舰产品采用了双摄设计

较前代机型的改进

尽管S21 Ultra的前代机型S20 Ultra在成像方面绝对不算差,但鉴于三星的历史记录和该设备令人印象深刻的硬件规格,它并未在DXOMARK相机排名上获得我们大多数人期望的名次。 这也意味着许多测试类别都有改进的空间,所有这些会影响最终分数。 与同类最佳机型相比,S20 Ultra的主摄像头缺乏动态范围,并且在纹理渲染或纹理/早点平衡方面还没有达到最高水平。 我们的测试人员还发现,在高对比度条件下,自动对焦速度会降低,与某些竞品相比,锁定焦点时会有明显的延迟。

这款手机提供了出色的超广角摄像头,但是将主广角摄像头与其26mm摄像头和相当长的125mm远摄摄像头结合使用时,会在85至100mm左右的中间变焦设置下出现图像融合问题。 对于近距离远摄变焦,摄像头仅使用数字变焦,其效果不能与某些直接竞品相比。

那么 新的双远摄摄像头解决方案和其他的优化是否足以使三星重新回到图像质量的领导地位? 我们的专家仔细研究了新设备的摄像头规格,并给出了自己的意见。

摄像头:新芯片组增加了处理能力,并具有四个图像信号处理单元

当我们讨论摄像头性能时,芯片组可能不是浮现在脑海的第一个组件。但是,芯片组提供了所有图像处理能力和功能,对成像而言是必不可少的组件。 Galaxy S21 Ultra在其国际版中使用了全新的Exynos 2100芯片组,并在美国,中国和韩国版本中使用了高通公司的骁龙 888。

表面上看,这两个芯片组在成像功能方面看起来非常接近,所以应该表现也相近。这两种芯片组都能并行管理四个ISP(图像信号处理单元),这是对以前只能管理三个ISP版本的重要改进。并行捕获四个图像的能力意味着可进行更平滑的变焦和更强大的图像融合算法。理论上讲,S21 Ultra可以结合所有四个摄像头的图像数据来创建最终的输出图像文件,从而实现更高的动态范围,更低的噪点和更好的细节等。

主摄像头:更新版的传感器

三星表示,S21 Ultra在主广角摄像头中配备了更新版的传感器。主要规格与S20 Ultra相同,10800万像素 ,尺寸为1 / 1.33英寸,但三星表示新手机使用了更新过的去马赛克算法来计算所有像素的RGB值。

传感器的九合一像素混合技术使用更新过的去马赛克算法。

该传感器的尺寸同一些竞品类似,例如华为 Mate 40 Pro +和小米 10 Ultra,这意味着它们的聚光能力不相上下。但是,它比苹果旗舰手机iPhone 12 Pro Max中的1 / 2.55英寸成像器大。

像在S20 Ultra上一样,新设备的传感器的九合一像素混合技术可创建1200万像素的输出图像(通过将9个像素合并为1个像素),而使用更传统的Quad-Bayer传感器则为2700万像素 ,如果再加上更新的去马赛克算法,我们应该看到多个方面的改进,包括纹理、噪点和动态范围,同时为照片和视频提供了足够的分辨率。

也就是说,在近距进行数字变焦时,1200万像素输出可能会成为限制。对于此类应用,四合一像素混合将是更好的选择,因为它可提供更多的图像细节以供放大。但是,这无法为稳定的4K视频提供足够的分辨率,因此必须采用某种放大的方法,随之而来的是图像细节损失。这是因为必须裁剪原始帧的15%到30%才能实现有效的电子视频防抖。值得一提的是,三星并不是唯一面临这一困境的制造商。例如,华为Mate 40 Pro +和苹果 iPhone 12 Pro Max也都提供1200万像素的最终输出。

另一方面,与S20 Ultra的单远摄模块相比,九合一像素混合技术能和双远摄设置更好地结合。当使用S20 Ultra相当长的125mm远摄摄像头时,许多中等变焦范围的图像必须通过数字变焦由主摄像头提供。这需要图像分辨率。借助S21 Ultra的新型3倍变焦远摄摄像头,对摄像头的分辨率要求低一些。

Galaxy S21 Ultra在自动对焦硬件方面没有明显的改进。 不过,规格配置已经是最好的了,希望调整过的软件能解决我们在S20 Ultra上观察到的自动对焦问题。 软件调整和S21 Ultra上新ISP的配置也可以帮助改善其前代机型的的动态范围和噪点控制问题。

超广角摄像头:配备了自动对焦

超广角相机现在配备了双像素相位检测自动对焦,这对清晰度有积极的影响,并有助于实现更短的最近对焦距离。此外,借助1200万像素, 1 / 2.55英寸传感器和f / 2.2光圈摄像头,以及13mm视场,超广角摄像头的规格与S20 Ultra相比没有变化。 后者已经提供了出色的超广角表现,特别是在强光下,能在实现宽视野的同时,保证良好的整体图像。

但是,在室内条件和光线不足的情况下,就有些局限性,在这些场景下,三星并没有达到最好的水平。 我们拭目以待新的ISP和改进的处理软件是否会在这些方面为S21 Ultra带来提升,并帮助它跃居广角排名的首位。

远摄摄像头:双模块可在整个变焦范围内提供更好的质量

在远摄项目中,Galaxy S21的改进最大,主要是因为增加了第二个远摄摄像头。 这意味着摄像头在整个变焦范围内具有更多可用于处理(并用于图像融合)的图像。 这一点在最常用的1到10倍缩放比例之间应该会特别突出。

长焦镜头采用潜望镜设计。

对于仅使用数字变焦的近距(2倍)远摄,图像质量将主要取决于主摄像头的性能(尽管可以使用融合技术结合来自另外两个传感器的图像数据),但从3倍变焦起,由于增加了70mm等效焦距的新型短焦摄像头,S20 Ultra的表现会提升,整体性能达到同类最佳水平。

在中等范围(80–135mm)处,短焦摄像头也会有助于提供非常好的效果,但是在这些变焦设置下的性能要取决于短焦摄像头的光学图像防抖系统的有效性。对于远距远摄变焦(140mm及更长),新手机如何处理7至10倍的变焦倍数还有待观察。在这些倍数下,必须融合来自两个远摄摄像头的图像数据以获得最佳结果,将长焦距的数据用于帧的中心,短焦距上捕获的图像数据填充边缘。如果做得不好,这种融合会产生可见的伪像,当S20 Ultra将其主摄像头和远摄摄像头的图像数据融合以进行中间倍数变焦设置时,我们会看到一些伪像。

一旦超过10倍变焦,长潜望镜式远摄摄像头就更有用,我们期待它可以在亮光下提供高水平的细节。不过,较小的传感器和光圈可能意味着在室内和低光下图像质量下降。但这么高的变焦倍数也不太可能在室内使用。

借助两个专用的远摄摄像头,预览图像的变焦平滑度也可能是一个挑战,但是我们希望新芯片组同时捕获四个图像的能力能帮助在这方面有好的表现。

两个远摄模块和新软件会带来不同

三星Galaxy S21在摄像头方面的主打卖点是双远摄设置,这将提高图像质量并在整个远摄变焦范围内产生更少的融合伪像。我们也希望S20 Ultra主摄像头通过更新的去马赛克传感器以及载有ISP的更强大的芯片组改善现存的一些缺点,例如缺乏动态范围和次优的纹理/噪点平衡。不过,超广角摄像头应该不会有太大的改进,而且改进的方面主要是自动对焦。

我们获得测试样机之后会尽快测试Exynos和Snapdragon版本的S21 Ultra,敬请期待。