手机镜头能否依靠RYYB传感器而实现逆袭

（文章来源：网络整理）

我们之所以能够看到缤纷的色彩，是因为人眼上拥有感知不同频率光线的多种细胞。CMOS传感器同样存在可以感知不同颜色的“细胞”，只是它们被称之为像素点，并以“拜耳阵列”（Bayer array）的形式加以排列。

历史上，柯达公司的影像科学家布莱斯拜耳（Bryce Bayer）最早发现人眼对红绿蓝三原色中的绿色敏感度最高，于是他尝试在CMOS上方增加了一块滤镜，采用1红2绿1蓝（RGBG，也可称为RGGB）的排列方式将灰度信息转换成彩色信息，让呈现在CMOS上的色彩最接近人眼的视觉效果。

因此，几乎所有的CMOS传感器就都采用了RGBG排列方式，也就是我们常听说的“拜耳阵列”，或者是“拜耳滤镜”。需要注意的是，CMOS在进行光电转换的过程中是无法得到颜色信息的，它只能取得不同的强度信息。拜耳阵列的机制类似于“分色”，其滤镜上的红色、绿色和蓝色像素只允许与之相对应颜色的光线通过，阻挡其他色光进入，这样一来每个像素就都获得了颜色和明暗信息。

然而，“分色”的过程存在一个缺陷，过滤光线的同时会折损一部分光的强度，在同一个点上也只能获得一种颜色信息，而该位置上的其他颜色信息就全部损失掉了。想要得到最接近于真实的颜色，需要根据相邻像素点上的颜色信息来“猜出”这个位置上所损失掉的其余颜色信息，业内将这种“猜色”的过程称为“反拜耳运算”。

换句话说，由于拜耳阵列存在“猜色”的环节，所以理论上CMOS永远也无法100%还原真实景物的色彩，它只能无限接近于真实，现实中拍出的照片出现了“偏色”现象，就是“猜色”过程中猜错了。“拜耳阵列”之所以流行，是因为它是公认的最佳CMOS结构。但是，随着手机内置ISP单元性能的提升和各种成像算法的不断优化，给了优化CMOS结构的空间。于是，我们就看到了所谓的“RGBW”、“RWWB”和“RYYB” 等CMOS结构。

得益于多摄矩阵模块的流行，RGBW CMOS已经彻底失去了市场。但是，CMOS对进光量的需求却没有减少，如何进一步拉近手机与专业单反（或其他竞品手机）在夜拍时的成像差距，更是成为了智能手机未来的重点发展方向。

华为P30系列和荣耀20应该算是时下夜拍效果最好的智能手机代表，抛开传感器尺寸、光圈和单个像素感光面积等参数不谈，这几款手机采取了剑走偏锋的一招险棋——将传统RGBG拜耳滤镜（为了便于对比，下文将以RGGB描述）换成了“RYYB”滤镜，将2个绿色像素（G）用黄色像素（Y）替代。

RYYB具体的原理简言之就是用黄色替换绿色，而黄色是绿色和红色的结合，在亮度上是两者的叠加。黄色=红色+绿色，得出RYYB=25%红色+2（25%红色+25%绿色）+25%蓝色，进光量理论上是RGB阵列的150%。尽管绿色通道的的确确被牺牲掉了，但实际上红色通道的进光量上升了，因此余承东先生所说的进光量提升40%并非虚言。

与此同时，理论上，由于RYYB阵列黄色像素较多，照片容易发黄，同时绿色像素的缺失也会影响饱和度。我们看一下华为P30 Pro的样张，看看RYYB阵列的色偏问题解决得怎样。而实际上，我们并没有发现照片出现发黄或发蓝的问题，可见为了达到这一效果，华为在算法和AI优化方面下了多大功夫。不过，我们可以看出，照片存在些许的发白的问题，需要后期通过算法更新进行进一步校正。

作为“试吃螃蟹”的产品，华为P30 Pro能做到有效的色温控制已经相当优秀。即使在拍摄较为鲜艳的照片的时候，华为P30 Pro的饱和度控制非常到位，不存在过粉或者过绿的问题。无论是鲜艳模式还是黑白模式，华为P30 Pro都能够玩得转，饱和度调校非常到位。

华为终端手机产品线总裁何刚先生表示，为了保证RYYVB阵列在调色方面的准确性，华为付出了整整3年的时间。这场“算法之战”背后的故事我们们无从得知，但绝对够精彩。
（责任编辑：fqj）