3C王者

2021年1月31日，小米集團中國區總裁、Redmi品牌總經理盧偉冰突然發佈瞭一條微博。據他表示，自己“突然想到”，此前一些主推ToF功能的品牌，如今在新品中也不再搭載ToF功能，反倒是一億像素的CMOS會成為今年更多新機的選擇

此言一出，外界很快就聯想到瞭此前業界一些“一億像素無用論”的觀點。而盧偉冰的這一表態，也自然被概括為瞭“市場證明一億像素的方向比ToF更對”。

說實在的，雖然都是安裝在多攝模組中的組件，但一億像素CMOS與ToF模組的功能其實是完全不同，一個是用來成像的圖像傳感器，另一個則是本身不能成像，主做精確測距的測距儀。那麼為什麼它們之間會產生“路線之爭”，又為什麼如今的市場境遇會截然不同呢？

ToF是很黑科技，但用處也很迷

ToF就是飛行時間傳感器，或者說得更直白一點，其實就是“測距儀”。它的工作原理是通過發射光束，然後要麼直接測量光線反射的時間，要麼測量反射光的波長，從而得到被攝物體的距離信息。

並且因為ToF發射的光束不是一個小小的“點”，而是一個很大的“面”，這就意味著它不僅能夠測距，而且能測量出物體的一個立體形狀。比如說用它對準人臉的話，就可以得到一個立體的“臉部建模”瞭。

是不是很神奇？是很神奇。但它有沒有什麼實際用途呢？

Emmmm……不能說沒有，但至少到目前為止，我們所見絕大多數配備瞭ToF傳感器的機型，都並沒有開發出什麼能讓消費者印象深刻的“殺手級功能”。

比如說，它可以用來掃描物體的形狀，然後自動建立一個3D模型。但問題就在於，消費者傢中並不會有3D打印機，就算建出瞭模型也沒有什麼實際作用。

比如說，它可以用於物體測距，能換把手機鏡頭變成AR“尺子”來使用。但問題在於，這種測距功能看似科幻，但精確度極易受光線、物體表面紋理、測量角度等等因素的影響，所以真要用起來，可能遠不如卷尺來得更方便和精確。

又比如說，它當然也可以用於智能手機影像功能的輔助對焦。但是ToF的測量速度其實並沒有那麼快，而且正因為它測量的是“一整面的距離”，所以一些使用ToF作為輔助對焦手段的廠商最後發現，用它拿來輔助對焦的時候，精度還不如簡單測量“點到點距離”的激光傳感器來得靠譜。以至於去年年初一些配備瞭ToF的機型，在去年下半年和今年上半年的後續產品中，又把ToF去掉，換成瞭激光對焦模組。

一億像素有缺點，但也已經進化瞭數代

說完瞭ToF，我們來看看爭議的另一端，也就是“一億像素CMOS”。說實在的，隻要大傢此前關註過我們三易生活，就知道我們從來就沒有盲目吹捧“大底高像素”的設計方案。事實上我們也曾多次指出過，以一億像素為代表的這種方案，本身也存在一些體驗上的短板。

一億像素有什麼缺點？至少在2019年底、2020年年初，相關的產品剛剛問世的時候，它的缺點包括但不限於對焦緩慢、追焦能力差、微距能力差、成像速度慢、體積過大過厚等等，也沒少被我們吐槽。

但是既然我們都能發現當時1億像素傳感器的缺點，上遊的廠商當然也不會無動於衷。從2019年底到現在2021年初，短短的一年多的時間裡，“傳統的”一億像素傳感器就已經更迭瞭四代之多。

首先是2019年12月，小米在CC9 Pro上首發的S5KHMX，也就是初代一億像素方案，它確實不夠成熟，同時也具備上文中我們說到的全部缺點。

然後2020年2月，三星在自傢Galaxy S20 Ultra上搭載的S5KHM1，相比HMX，HM1就將“四像素合成”升級到瞭“九像素合成”，既解決瞭默認狀態下2700萬像素不夠實用的問題，也大幅提升瞭一億像素大底的感光能力。

此後的2020年11月，國內版Redmi Note9 Pro全球首發S5KHM2，它首次使用瞭更緊湊的0.7微米像素設計，成功解決瞭一億像素傳感器過大過厚的問題。同時通過引入新的像素處理機制（直接在CMOS上完成像素識別，不需要ISP參與計算），HM3大大減輕瞭智能手機使用1億像素方案時的計算壓力，完美解決瞭超高像素傳感器“成像慢”的問題。

而到瞭2021年1月，隨著三星新旗艦Galaxy S21 Ultra的登場，第四代的S5KHM3也正式亮相。它采用瞭全新的高速對焦設計，通過新的像素結構實現瞭64倍於前代的亮度和色彩捕捉能力，同時還進一步優化瞭功耗。

你以為這就結束瞭？不止於此。實際上，vivo此前在自傢影像旗艦X50 Pro+與X60 Pro+上使用的方案，本質上也可以看作是“一億像素”CMOS的衍生品。通過將傳統一億像素CMOS改為每兩個像素點共用一個微透鏡，就誕生出瞭“名義上5000萬像素（其實還是1億感光元件）”，而且具備全像素雙核超高速對焦和追焦能力的S5KGN1。

除此之外，從目前各方傳出的相關信息來看，一億像素CMOS的更多改進和異化設計還在繼續進行中。諸如1.5億像素、2億像素，甚至6億像素的超大底、超高分辨率CMOS，之後都有可能出現在市面上。換而言之，現在的“一億像素”，早已不再是2019年底、2020年初那個飽受詬病的“一億像素”瞭。通過大量的技術改進，一億像素的方案已經完全有瞭作為頂級影像設計的資本。

環境與消費需求的變遷，決定瞭最終的技術走向

很顯然，相比到現在都還沒有弄明白自己“到底能幹啥”的ToF傳感器，一億像素CMOS陣營的“主觀能動性”可強多瞭。不僅如此，在這一兩年時間裡，智能手機本身性能等級和消費者使用環境的變遷，也很明顯有利於一億像素的推廣，而不利於ToF的普及。

首先，自一億像素CMOS誕生以來，我們可以看到上遊芯片廠商很快就針對超高像素CMOS的需求，對旗下產品的ISP進行瞭針對性設計。比如本身定位中端的驍龍765G就已經能夠支持1.92億像素的CMOS，而今年的幾款新旗艦高通驍龍888、三星Exynos2100、聯發科天璣1200，更是“不約而同”地將ISP所能支持的最高單像素CMOS這個指標提升到瞭2億像素。

其次從消費者的使用習慣來說，超高像素CMOS在手機行業剛剛誕生的那會，大傢對於它的認知大部分還僅限於“拍照能數毛”這種並不具備實用性的場景。然而隨著如今5G網絡的鋪開，各大視頻網站基本上都已經放開瞭4K、HDR、甚至是杜比視界和杜比全景聲視頻的創作權限。智能手機上的超高像素CMOS，突然就有瞭“可以更好地拍攝4K甚至8K視頻”這一明顯更具“錢景”的使用方式。

與此同時，其實ToF傳感器原本也曾經在手機上有過明顯的、更加靠譜的一些使用場景，比如說它能夠實現更準確的AR空間定位，有助於發展AR遊戲和AR購物。而谷歌也曾嘗試過借助ToF、超廣角攝像頭以及其他的傳感器配合，為手機增加專業級的超遠距離測距和空間繪制能力。

但是，一方面“AR遊戲”如今早已不再吃香；從另一方面來說，專業的空間測距設備其實從來都不欠缺。畢竟對於建築設計師之類的人士來說，比起可能很先進而且也不太貴的手機ToF方案，他們當然會更信賴價格不菲但更為穩定靠譜的全站儀、激光測距器等等設備。

這意味著什麼？簡單來說，也就是以一億像素為代表的超高像素機型如今不僅僅是本身技術越來越進步、越來越成熟，而且也日漸受到普通消費者、上遊芯片廠商、互聯網內容平臺的重視，本身的實用性正在日漸加強。但相比之下，ToF不僅技術上始終沒有突破，同時其應用環境也遲遲沒有建立起來，因此被市場淘汰成為“錯誤的方向”，也就是自然而然的事情瞭。

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