不知不覺,方形 CMOS 越來越成為消費電子產品的默認選擇。前段時間,不僅是雷鳥 V4 作為 AI 拍攝眼鏡引入了方形 CMOS,更多爆料也顯示華為、OPPO 以及榮耀引入方形 CMOS 已經箭在弦上,最快下半年就能看到,其他廠商 vivo、小米也在產品評估階段。
方形 CMOS 的普及速度明顯在加速,尤其是在 iPhone 17 系列和 iPhone Air 前攝引入之后,一年不到,大家都在跟上。
過去聊手機影像,大家更關心主攝多大、長焦多遠、算法多猛。前置攝像頭長期處在一個不尷不尬的位置:能自拍、能視頻通話就行,很少有人真正在意它用的是 4:3、16:9,還是 1:1。但蘋果在 iPhone 17 上,直接把前攝換成方形傳感器。
更有意思的是,這個變化并沒有停在手機上。除了更早一些的大疆 Osmo 360 全景相機,去年底大疆 Osmo Action 6 也用上同款方形 CMOS,再加上雷鳥 V4,一個看起來只是「形狀變了」的東西,開始同時出現在手機、運動相機和 AI 眼鏡上。
所以方形 CMOS 到底解決了什么?
從 iPhone 17 前攝說起:「方了」有什么好處?
雷科技去年體驗 iPhone 17 Pro Max 的時候就有提到,iPhone 17 全系的前攝方形 CMOS 帶來了體感上明顯的升級。不是因為它把像素從 1200 萬拉到 1800 萬,真正影響使用方式的,是那顆方形傳感器。
從外面看幾乎沒變化——還是那個靈動島,還是那個位置。但一用起來,區別馬上就出來了。
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iPhone 17 Pro Max,圖片來源:雷科技
過去用前攝拍橫屏內容,手機就得橫過來。這個動作不難,但很別扭,尤其放到 Pro Max 這種大屏手機上,單手橫握自拍并不舒服。視頻通話也是一樣,豎著拿手機,對面經常看到的是一條窄畫面;橫過來拿,眼神又容易偏到一邊。
iPhone 17 的方形 CMOS 把這個問題解決了。
原理說穿了很簡單:用一顆更大的方形傳感器采一張「更大的方形底片」,由系統在這張底片上實時裁出你需要的畫幅。豎著拿手機,你可以拍豎屏照片。點一下切換,同樣的傳感器、同樣的像素,直接出橫屏畫面。
不用轉手機,不用犧牲畫質,這也是方形 CMOS 帶來最重要的變化之一。
微信視頻通話,對方看到的永遠是橫屏畫面,你不用特意把手機橫過來放桌上,也不用舉著胳膊找角度。以前橫屏視頻,你看屏幕、攝像頭在側面,對方總覺得你沒在看他。現在豎著拿,攝像頭在正上方,視線差小了很多。
多人合影的時候更明顯。以前三個人自拍,得把胳膊伸得老遠,還得擔心邊緣人臉變形。現在方形傳感器視角更廣,系統還能自動識別人數,人多了拉廣角,人少了收一點,保證每個人都在畫面里,而且臉不變形。
說句公道話,這些功能單獨拎出來,每一個都不算「黑科技」。但湊在一起,前置攝像頭的使用體驗直接上了一個臺階。
這很蘋果。你看靈動島,別人都在想怎么把挖孔藏起來、怎么把劉海做小,蘋果直接把它變成了一個交互區域。不是掩蓋硬件限制,而是把硬件限制轉化成軟件體驗的載體。
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iPhone 17 系列前攝,圖片來源:蘋果
方形前攝也是一個路子。前置攝像頭的物理位置就擺在那里,占的面積就那么大。在這個限制下,怎么讓體驗更好?蘋果的答案不是堆像素,也不是加補光燈,而是從傳感器形狀這個最基礎的地方改起。因為他們發現,用戶用前攝最大的痛點,不是畫質不夠好,而是構圖太別扭。
這些問題,堆像素解決不了。
所以國產廠商跟進,一點都不奇怪。這不是什么「抄蘋果作業」,關鍵是體驗確實有提升,而且提升的地方是所有人都能感受到的——微信視頻通話、自拍、vlog 拍攝,這些都是高頻場景。方向對了,跟進就是情理之中。
不止手機,方形 CMOS 在影像設備上大有妙用
說到這里,可能有人會疑問,不就是橫豎構圖方便點嗎?值得這么大張旗鼓?如果只是橫豎切換方便,那確實是個「小升級」。但方形 CMOS 的真正價值,比這要深得多。
這得從基礎的光學原理說起。
你有沒有想過一個問題:為什么鏡頭是圓的,拍出來的照片卻是方的?
答案是:傳感器 CMOS 是方的。鏡頭把光線投射成一個圓形的像場,傳感器只截取中間長方形的那部分,轉換成數字信號。但圓形的像場里,長方形傳感器只能利用中間的區域,四個角以外的光信號都被浪費了。4:3 或者 16:9 傳感器,浪費的面積大概有 20% 左右。
方形傳感器就不一樣了。同樣的圓形像場,正方形比長方形更接近圓形,能利用的面積更大。算下來,同樣的鏡頭、同樣的傳感器尺寸,方形 CMOS 能多捕捉約 20% 的光子。
20% 是什么概念?在暗光場景下,這意味著噪點更少、畫面更干凈。在同樣的畫質要求下,這意味著傳感器可以做得更小,或者同樣大小的傳感器,畫質可以更好。
從設計上提升了傳感器的實際利用效率,這才是方形 CMOS 的根本優勢,也是為什么運動相機和全景相機早就用上了方形傳感器。
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Action 6,圖片來源:雷科技
大疆去年 7 月發的 Osmo 360 全景相機、11 月發的 Osmo Action 6 運動相機,用的就是 1 英寸的方形 CMOS。官方說傳感器利用率比傳統 1 英寸產品高 25%——因為全景相機的像場本來就是圓的,用矩形傳感器太浪費了,做成方形,剛好把有效面積用滿。
運動相機的使用場景更復雜,有時候橫拍,有時候豎拍,有時候還要斜著拍。方形傳感器的好處就是,不管你怎么構圖,都能從同一張底片上裁出來,而且畫質損失很小。
與此同時,iPhone 17 從供應鏈到市場教育帶來的影響還在「溢出」。今年 5 月底發布的 V4 AI 拍攝眼鏡,行業首了 1:1 方形大底傳感器,單像素感光面積比 AI 眼鏡常見的 IMX 681 傳感器提升了 109%。
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雷鳥 V4,圖片來源:雷科技
AI 眼鏡太需要方形 CMOS 了。因為 AI 眼鏡是戴在臉上的,你不可能像手機一樣隨時旋轉設備。但你拍的內容,有時候要發抖音(豎屏),有時候要發視頻號(橫屏),有時候只是自己記錄(什么比例都行)。
傳統的矩形傳感器是固定橫向安裝的。你想拍豎屏視頻,系統就得從橫向畫面里硬生生裁切出一條豎幅,大量傳感器面積被浪費,畫質損失嚴重。
方形傳感器就沒這個問題。原生覆蓋 4:3 橫屏和 3:4 豎屏的取景范圍,橫豎拍都是滿畫幅無損輸出。而且 AI 眼鏡的體積限制比手機嚴得多——眼鏡腿就那么粗,傳感器和鏡頭都不能太大。在有限的體積里,方形傳感器能把感光面積用到極致,這一點太重要了。
短視頻和AI雙重浪潮,硬件會繼續「方」下去
方形 CMOS 不是什么新概念,但它最近一年越來越被看好,背后是有原因的。
首先當然是因為是短視頻和內容創作的普及。以前大家拍視頻,默認都是橫屏,包括電影、電視、YouTube 視頻。但現在不一樣了,抖音、小紅書、視頻號,主流內容很多都是豎屏。用戶的拍攝習慣自然也變了。以前拿起手機先想「橫過來拍清楚」,現在拿起手機直接豎屏就拍。
但硬件沒跟上。傳感器還是橫的,鏡頭還是按橫屏優化的,你拍豎屏,就得裁切,就得浪費像素。方形 CMOS 剛好解決了這個矛盾。橫豎通吃,不用妥協。
不僅如此,以前只有手機和平板拍視頻,現在運動相機、全景相機、AI 眼鏡、行車記錄儀、智能家居攝像頭……影像設備越來越多樣。
這些設備的使用場景不一樣,安裝方式不一樣,對畫幅的要求也不一樣。有的需要橫屏,有的需要豎屏,有的需要 360 度全景。但它們有一個共同點:都希望在有限的體積里,獲得盡可能大的有效感光面積。
方形 CMOS 在這一點上有天然優勢。
另一個非常重要的原因是 AI 和計算攝影的發展。以前傳感器拍出來什么,最終就是什么。現在不一樣了,AI 可以幫你構圖、幫你追蹤人物、幫你調整畫面。
但 AI 再厲害,也得有足夠的原始信息可以處理。而方形傳感器提供了更大的「底片」,給了 AI 更多的發揮空間。
到底是,底層硬件邏輯的一次優化,剛好趕上了內容創作習慣變化、設備形態多樣化,再加之 AI 計算攝影的愈演愈烈,只會讓方形 CMOS 繼續「溢出」。
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