北京时间2月27日晚7点30分，三星正式在中国市场发布了Galaxy S20系列。此次，三星Galaxy S20开启了全新的命名序列既应景一个新十年的开端，同时也能反映出这次升级的非凡之处。以很多人2年换机的频率来看，2020年的手机行业相较2018年显然有天翻地覆的变化，比如5G，比如高刷新率屏，以及2018年任谁也很难想象的一亿像素手机摄像头和潜望式镜头，而今天我想聊的重点就是Galaxy S20系列的影像规格。
先看看基本配置，8K视频是升级重点……
简单来说，S20和S20+的摄像头规格除后者有ToF之外，其余完全一致，属于相对平稳的升级，三款机型都采用了相同的12mm超广角摄像头。二他们共同的最大看点是首发了8K 30p视频拍摄，这意味着一个3300万像素8bit序列以30张/秒无限输出（事实上SoC最高可以支持到10bit视频），截取的每一帧都可以看作为一张3300万像素静态照片。当然这也有SoC性能进步的功劳，这也会是2020年度旗舰安卓机型的标配功能。
但要注意，S20和S20+的8K 30p是由副摄像头（看规格可能是GW1）来完成，所以它俩的副摄可以理解倾向于视频。而S20 Ultra的8K 30p则是由1.08亿主摄实现，动态静态兼具，而以1.08亿取3300万做视频功能的最大好处就是即便采用像素合并或抽行，也依然会有相当部分的冗余区域来做电子防抖，所以该机的视频防抖效果也相当值得期待。总体来看， Galaxy S20系列影像方面的重磅还得要看定位旗舰的S20 Ultra，主摄和长焦副摄都基于三星现有最强的技术打造，接下来就逐一分析吧。
打破历史的1/1.33英寸1.08亿像素9合1主摄
三星的这颗1.08亿像素ISOCELL Bright HMX在三星官网上称为新一代传感器，此前的“外卖版”为Tetracell 4合1技术，输出为2700万像素，而在2月5日三星注册了一个全新的商标“Nonacell”，其中拉丁语Nona就是9的意思，这次Galaxy S20 Ultra使用的正是9合1合并模式，1.08亿合并为1200万。
不过在色彩滤镜上三星并没有激进地采用RYYB或在自家车载成像系统上已有使用的RGBW，而是延续了拜耳阵列设计，解马赛克的算法设计难度会稍微低一些。9合1的优点在于让像素宽度来到了2.4微米，并结合目前手机领域最大的1/1.33英寸传感器，提高弱光环境下的光子收集能力，而在光线充裕的条件下则完整输出1.08亿像素，以实现解析力的最大化，这一点在我此前GW1的实测分析里就已证明可以实现。
但在具体设计上有几个比较严峻的挑战，首先大家听到1.08亿第一反应可能就是这么多像素会不会形成串扰？实际上有微电子基础的读者朋友应该知道，串扰与具体工艺相关，三星的0.8微米工艺已经非常成熟，其实问题并不会太大，具体来说，图像传感器中的串扰主要源自色彩滤镜（阻色剂不能完全滤除非相应色光）、微透镜（入射角偏移）和光生电子横向扩散，考虑到0.8微米的半导体表面曝光显影及烘烤技术已经很成熟，前两者都不会成为瓶颈，重点还是在最后的电学串扰上。
对于半导体材料而言，波长越短吸收深度越浅，以硅介质为例，入射光强度吸收至一半时，450nm蓝光的入射深度仅0.32微米，530nm绿色光则是0.79微米，700nm红色光达到了3微米，而ISOCELL Bright HMX基于背照式工艺，这意味着短波长光激发区域接近表面，其光生电子比较难被深埋耗尽区强电场扫入，且有一定几率自由横向扩散到临近像素被收集，从而形成像素间的短波电学串扰。
但逻辑上不难想到，只要做好像素间的物理隔绝（沟槽隔离）就自然能解决这个问题，所以ISOCELL Bright HMX采用了最新的ISOCELL Plus技术，官方的这张图可以说一目了然的阐述了如何解决串扰这个问题，简单来说就是使用绝缘材料进行了完全阻隔：
至此，串扰之忧已可消除。其次是暗角，目前来看手机端上大底传感器不是问题，镜头像场覆盖才是问题，凸起的摄像头模组是不可避免的设计，但也必然需要结合强吃动态范围和针对轴外主光线偏角的微透镜平移设计才能缓解，到时候看看RAW文件再来具体分析吧。
还有大家可能会关心的处理速度，毕竟此前的1.08亿像素机型就因为处理时间较长而被大家吐槽，但骁龙865和猎户座990显然是做好了准备的，而且从ISP的支持信息来看，它最高已可支持到2亿像素静态照片，这意味着手机端的“像素大战”其实才刚刚开始，未来走势令人期待……
终于迎来潜望式长焦，这次还有高像素高倍率加持
借由潜望式设计来升级长焦镜头，Galaxy S20 Ultra终于迎来了望远端的爆发，从规格来看，S20 Ultra这个等效100mm，也就是相对主摄的4倍光学接力变焦最大的优势依然是高像素：基于1.08亿像素的主摄在4倍数码变焦的情况下，有效像素依然有625万，接力计算时的算法压力相对较小。
而且S20 Ultra的长焦摄像头应该采用了自家GM2传感器，4800万像素输出意味着在数码变焦的过程中它能提供更高的基础分辨率用于多帧插值——为方便计算，以40倍数码变焦为例，也就是等效25mm x 40=1000mm时，S20 Ultra的长焦摄像头有效像素依然有48万，而等效125mm 800万像素的机型就只剩12.5万，在多帧补偿技术接近的情况下，前者无疑更具优势，所以S20 Ultra的长焦数码变焦倍率可以任性地来到100倍超分辨率变焦。
今年的手机影像力发展方向基本可借S20系列“管中窥豹”
这次Galaxy S20系列尤其是S20 Ultra，基本可以视作三星在数字成像领域的一次“秀肌肉”，首发了一亿级像素机型的“完全体”，完善了潜望式长焦的组合设计，让我很期待DxOMark会给这款旗舰打多少分，重夺桂冠应该没有问题，毕竟往年的三星旗舰发布后几乎都能成为当时的第一，比如S9+、S10+ 5G、Note 10+等等，所以S20 Ultra应该会成为今年国产安卓机型的主要追赶目标，称之为2020年度标杆并不为过。
考虑到三星即便单看摄像头这一块也能实现全套方案高度自研，整个行业还没有第二个品牌能够做到这个水准。在图像传感器行业，与索尼在手持移动设备端的竞争也进入白热化阶段，与产能告急的索尼形成鲜明对比，三星有望在今年实现超车，总体来说Galaxy S20系列将会是推动新十年手机摄影进化的第一股力量，看来今年可有不少精彩可期待啦！
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