一颗强而有力的摄像头不但是旗舰手机的身份标志，也能在产品宣传方面更为有利。诺基亚Lumia 920就是一个正面典型。不过，HTC却反其道而行之，它最新的旗舰产品HTC One仅采用约400万像素的摄像头，和现在动不动就 800 万像素，1300 万像素的摄像头相比，400 万像素的规格似乎有点“惨不忍睹”。那么，事实真这么简单吗？NO!你可知道HTC One这 400 万像素的摄像头背后还有一招秒杀对手的秘技----UltraPixel技术！

什么是UltraPixel？

     如果有谁说Ultrapixel是摄像头里CMOS传感器的技术，那么我可以告诉你：这是错误的！ UltraPixel只是一个HTC想出来的营销词汇。不管One的拍照有多给力，在如今800万、1300万像素摄像头横行的年代，只有400万像素摄像头的HTC One听起来就矮了一截。怎么办？当然，商家的营销想像力是超群的。HTC灵机一动，便创造了UltraPixel这样一个合成词。Ultra=“超级的”，Pixel=“像素”，合起来就展示了HTC这块400万像素CMOS芯片最重要的卖点。

超级像素，“超级”在哪里？

　　简单来讲，每个像素可以理解为一个小点，而不同颜色的点（像素）聚集起来就变成一幅动人的照片，数码相机经常以像素作为等级分类依据。 数码相机像素值越高，就是CCD、COMS上含有的总像素数越多，有点类似于显示器分辨率越高，显示出来的内容越精细。而对于相机或者摄像头来说，如果每个像素在感光元件上对应的感光面积更大，也就意味着能够接收更多的光线，就像一扇面积大的窗户比面积小的窗户更能够让我们的屋子变亮堂一样。因此，在同样照度下，在感光元件上对应的感光面积大的像素比感光面积小的像素更容易使得模数转换电路产生输出或者说更灵敏。

    不过在CCD、COMS总面积不变的情况下，像素对应感光面积越大，就意味着像素值越低——分辨率越低。因此，专业级单反相机的CCD/CMOS传感器的尺寸都会随着分辨率的提升而增加，这样在可以提升分辨率的同时而又保证像素对应感光面积的大小。但是大尺寸的传感器需要更多的空间装配，在手机这样“稀土如金”的设备上安家有着不小的难度，而且大尺寸传感器的成本也不是大众化消费级应用所能承受的。怎么办？相信大家也已经想到了。UltraPixel技术实际上就是通过来牺牲分辨率来提升像素感光面积大小的技术：传感器尺寸固定，少做些像素上去，单个像素对应的感光面积自然就大了。

UltraPixel的魅力

     HTC One的UltraPixel 摄像头，主要由3个组件组成，包括 f/2.0 光圈镜头、UltraPixel 感光组件及第二代 HTC imagechip。由于镜头的光圈比一般手机更大，镜头本身感光的能力，也就已经比光圈较细的镜头更高了。UltraPixel 感光组件则是 HTC One 的 UltraPixel 相机技术最为重要的部分。

     目前主流手机所采用的CMOS传感器一般是1/3.2英寸和1/4英寸规格，有效像素大约在800万到1300万之间，对应的像素边长大体有1.4um和1.12um两种。而HTC One配备的CMOS传感器的像素边长为2um，几乎是1300万像素传感器的两倍，面积更是接近四倍。因此相对于普通的 1300 万像素手机，UltraPixel 相机每一像点的感光度高出 300%。这使得UltraPixel在低光条件下拍摄时，颗粒感重或者曝光不足的现象将大大减少。但是在强光条件下，比如阳光充足的白天，UltraPixel 似乎没太大优势，特别是由于像素点的面积增加，照片的分辨率也下降了。

    HTC One此次的UltraPixel技术，让我们也联想到诺基亚的PuerView技术，如最初的诺基亚N8到后来的诺基亚PureView 808，再到目前顶端的诺基亚Lumia 920，PuerView都是诺基亚鼓吹的亮点。虽然诺基亚的PuerView也可以提升进光量，但UltraPixel 和 PureView 是两种完全不同的技术。HTC 坚持采用标准尺寸传感器尺寸，塞入更大尺寸更高质量像素。而 PureView 则是疯狂地将大量的像素塞进一个更大的传感器中，将 4100 万像素的图像“浓缩”到 800 万或者 500 万像素的图像，这有点类似于显卡中的超级采样抗锯齿技术。诺基亚PureView 808的像素超采样就是将8个像素压成一个Pure像素，比如用户需要拍摄一张500万像素的照片，然而却用4100万像素去拍摄这张照片，通过压缩将4100万像素处理成500万像素的大小，增加像素密度，使得成像细节度更高。

颇受争议的细节表现能力

　　这样看来，UltraPixel减少像素提升进光量的确是个不错的设计。但问题是，UltraPixel真的完美吗？ 按照通常的逻辑，我们都认为，多少万像素的传感器拍出多少万像素的照片，这是天经地义的。实际上，这个理论在黑白时代正确，但在彩色时代却是一个不折不扣的错误，其根源是因为CMOS传感器对像素的定义与照片/显示器不同。我们在图片和显示器上所描述的一个“像素”，实际上是一个包含了红、绿、蓝三个单色子像素的集合。CMOS、CCD则截然不同，它们无法“感知”色彩的存在、只能记录亮度信息。我们可以把CMOS、CCD想象成一个没有盖子的芯片，上面整齐地排列着很多小的感光单元，光线中的光子撞击每个单元后，在这些单元中会产生电子（光电效应），而且光子的数目与电子的数目互成比例。但在这一过程中，光子的波长并没有被转换为任何形式的电信号，换言之，CMOS、CCD裸芯片实际上都没有把色彩信息转换为任何形式的电信号。那么采用 CMOS、CCD 作为感光元件的彩色数码相机是如何记录彩色图像呢？ 

　　柯达工程师布莱斯.拜尔开发了一个名叫拜尔滤镜的微型彩色滤镜阵列——在每个光电二极管（Photodiode，在这里可以理解为显示器上子像素）上覆盖一个RGB三原色滤镜，4个光电二极管为一组、每组以R:G:B=1:2:1比例构成2个像素，每个像素仅拥有1个绿色光电二极管、半个蓝色光电二极管和半个红色光电二极管。换言之，传感器中每4个像素中有2个对绿色分量感光，另外两个像素中，一个对蓝色感光、一个对绿色感光，以此记录R、G、B三原色的亮度信号。

    不过，拜尔滤镜仍无法解决CMOS、CCD的固有缺点——每个像素仍只含有红、绿、蓝三色中一种的信息，而且彩色信息并不完全。但我们希望的是每个像素都含有这三种颜色的信息，所以还需要对这些像素的值使用“色彩空间插值法”进行处理。“插值”就是在不生成像素的情况下增加图像像素大小的一种方法，在周围像素色彩的基础上用数学公式计算丢失像素的色彩。但插值出来的数据已经不是原始物理数据，且插值并不能增加图像信息，并不能增加更多的细节。这最后是一个什么样的结果呢？那就是一个标称分辨率为N百万像素的CMOS传感器，实际可以输出的彩色图片信息量只有N/4百万像素。以一款那么1200万像素的传感器为例，只要对CMOS输出的红色和蓝色数据进行100％的插值、绿色进行50％的插值，就可以做输出1200万像素的照片，但彩色图片信息量只有300百万像素。

    对于HTC只有约400万像素的UltraPixel方案来说，如果按照常规的色彩信息处理方式，就只能得到约100万像素的图像信息，这对图像细节的表现是很不利的。于是，UltraPixel采用了在感光元件的三层结构上分别吸收R、G、B光信号的做法，然后把三色信息进行组合这样的方案。这与Sigma旗下的Foveon X3比较相似。Foveon X3利用可见光波长不同从而拥有不同穿透力的原理，根据感光组件对不同波长光线的吸收效应来达到一个像素感应全部色彩信息的目的。但是这与诺基亚Pureview这类提高像素值来提高图片信息量的做法相比到底谁更有效，还得让用户自己来评判了。 

写在最后

     看到这里，大家应该了解Ultrapixel背后的秘密了吧！虽然Ultrapixel技术的实际效果存在争议，但在“齐头并进”比拼高像素的大潮流下仍为智能手机发展提供了一条另辟蹊径之路。毕竟在智能手机尺寸相对有限的感光组件里疯狂增加像素，反而会造成单个像素面积缩小，带来进光量不足和噪点增加等不良效果。显然，高像素未必就等于高画质，我们不应该也不能仅以像素的多少来简单评判手机摄像头的优劣，而这也正是HTC UltraPixel相机敢于颠覆传统的原因。不过，至于UltraPixel的新概念用户是否会买账，还是要看各位看官自己的评判了。