“1英寸”不等于1英寸，關(guān)于CMOS尺寸的那點(diǎn)事
最近這段時(shí)間整個(gè)手機(jī)行業(yè)中的熱門話題，毫無(wú)疑問就是小米12S ULTRA（下文簡(jiǎn)稱為米12SU）了。作為小米與徠卡達(dá)成戰(zhàn)略合作后推出的首款頂級(jí)旗艦影像機(jī)型，這款機(jī)型身上可以說是圍繞了太多的光環(huán)。
無(wú)論是行業(yè)首發(fā)的1英寸索尼IMX989主攝CMOS，還是兩枚主攝級(jí)的IMX586超廣角和潛望式長(zhǎng)焦副攝，又或者是小米手機(jī)史上首次全鍍膜、通過徠卡認(rèn)證的鏡頭用料，這些在當(dāng)下都無(wú)疑是頂級(jí)的影像配置。
從米12SU發(fā)布后，大量媒體、攝影達(dá)人、評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)的反饋來看，小米這次在手機(jī)影像方面明顯是“找對(duì)了方向”。在徠卡的聯(lián)合調(diào)校下，米12SU無(wú)論是拍照模式、還是成像風(fēng)格，相比以往都有了極大的改變，不再單純強(qiáng)調(diào)參數(shù)上的領(lǐng)先，而是明顯更照顧用戶的“觀感”。
當(dāng)然，被米12SU熱度所吸引而來的，不只有手機(jī)和攝影的愛好者，也會(huì)有更加較真的硬核玩家。幾天前，就有網(wǎng)友通過拆機(jī)發(fā)現(xiàn)，米12SU的主板上還有一顆標(biāo)注著“C2”的芯片，疑似是目前還未啟用的“澎湃C2”獨(dú)立ISP。
又比如說，最近還有用戶通過拆機(jī)、測(cè)量發(fā)現(xiàn)，米12SU配備的這顆IMX989主攝CMOS，其對(duì)角線長(zhǎng)度似乎并沒有達(dá)到我們通常所認(rèn)知的“1英寸”。
很顯然，這一發(fā)現(xiàn)很快就引發(fā)了網(wǎng)絡(luò)中的討論。甚至就連GSMARENA這樣的媒體都親自下場(chǎng)，稱“在相機(jī)領(lǐng)域，1英寸有時(shí)可以指代一種尺寸范圍，而不是一個(gè)精確的測(cè)量結(jié)果”，并表示“這樣的情況在每個(gè)相機(jī)和手機(jī)制造商那都是一樣的。”
相機(jī)行業(yè)有自己的“英寸”，但這并不是一個(gè)“范圍”
簡(jiǎn)單來說，英寸（INCH）是英制長(zhǎng)度單位的一種。而在公開資料當(dāng)中可以很輕松地查到兩條關(guān)鍵信息，其一，是“1英寸”等同于公制單位的2.54CM；其二則是在英制長(zhǎng)度度量方式中，1英寸以下的長(zhǎng)度用分?jǐn)?shù)而非小數(shù)表示。
例如，1.27CM轉(zhuǎn)換成英寸就只能寫成1/2英寸，而不能寫成0.5英寸。要問為什么，那就是“歷史沿襲”、是“約定俗成”。
明白了這些，我們?cè)倩剡^頭來看米12SU后攝模組中那顆IMX989主攝CMOS的對(duì)角線尺寸，究竟是多長(zhǎng)呢？答案是約1.6CM。
看到這，可能有的朋友會(huì)說，差這么多不算虛標(biāo)嗎？
別急，這其實(shí)同樣是個(gè)“約定俗成”的問題，甚至可以追溯到上世紀(jì)30年代。當(dāng)時(shí)，第一代“電子攝像機(jī)”被發(fā)明出來，而其核心部件是一種被稱為“攝像管（CAMERA TUBE）”的、最初的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置。
從原理上來說，“攝像管”其實(shí)與后來的CCD、CMOS其實(shí)大同小異。這也就意味著，它當(dāng)然也有著各種不同尺寸、不同感光面積的規(guī)格之分。
然而正如大家所見，“攝像管”是一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的、由厚玻璃包裹的管狀物體，其“感光面積”只有頂部中心的一小塊區(qū)域。那么問題就來了，在當(dāng)時(shí)標(biāo)定“攝像管”的尺寸規(guī)格時(shí)，所指的是哪一種尺寸呢？
答案是A。沒錯(cuò)，這其實(shí)就是整個(gè)影像行業(yè)“傳感器尺寸”衡量方式的源頭。并且“1英寸CMOS”從來都不是指CMOS感光區(qū)域的對(duì)角線長(zhǎng)度為1英寸，而是指“等同于1英寸直徑攝像管所具備的感光區(qū)域尺寸”。
請(qǐng)注意，這個(gè)規(guī)格并不是僅限于手機(jī)上，而是適用于所有的數(shù)碼成像設(shè)備。也就是說，只要我們以“英寸（或者說吋）”這個(gè)單位去形容影像傳感器的尺寸，指的都是“等效于多少英寸的攝像管”，從來都不是指CMOS本身的對(duì)角線長(zhǎng)度。
也就是說，判斷米12SU的主攝CMOS“是不是真的1英寸”，不應(yīng)去測(cè)量其CMOS對(duì)角線長(zhǎng)度是不是2.54CM，而應(yīng)該去測(cè)量它的CMOS是不是與其他的“1英寸相機(jī)”CMOS一樣大，這樣才更嚴(yán)謹(jǐn)。
現(xiàn)在大家已經(jīng)知道，“1英寸CMOS”的對(duì)角線尺寸不可能是2.54CM（1英寸），那么“真正的”尺寸應(yīng)該是多大呢？
答案是1.6CM，確實(shí)也就是米12SU此次采用的IMX989對(duì)角線長(zhǎng)度。那么以此類推，1/2英寸的IMX598，“真正的”CMOS對(duì)角線尺寸就應(yīng)該是0.8CM了嗎？
是的，但這里其實(shí)就會(huì)引出第二個(gè)問題，如果一款CMOS的“尺寸”大于等于1/2英寸，那么實(shí)際尺寸基本上可以視為1英寸=1.6CM對(duì)角線長(zhǎng)度；但如果一款CMOS的尺寸小于1/2英寸，則計(jì)算方式就需要再進(jìn)行一次改動(dòng)，換為1英寸=1.8CM對(duì)角線長(zhǎng)度。
為什么會(huì)這樣？其實(shí)問題還是出在前文中所提及的“攝像管”上。道理也很簡(jiǎn)單，當(dāng)攝像管越做越小后，并不是所有元器件都會(huì)“等比縮小”?；蛟S是因?yàn)榧夹g(shù)的進(jìn)步，總之小于1/2英寸半徑的攝像管中心部分的實(shí)際感光區(qū)域占比，反而會(huì)比大尺寸半徑的型號(hào)更高一些。
于是乎，同樣是因?yàn)殚L(zhǎng)年累月下來的“預(yù)定俗成”，CMOS尺寸的真正計(jì)算方式，就這么被硬生生地“切”為了以下兩個(gè)公式。
接下來，讓我們做一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)題。四顆CMOS的尺寸，分別為1/1.7英寸、1/2英寸、1/2.3英寸和1/2.55英寸，請(qǐng)問它們的實(shí)際傳感器對(duì)角線長(zhǎng)度分別是多少？
發(fā)現(xiàn)問題所在了嗎？沒錯(cuò)，正因傳感器尺寸實(shí)際上有著兩套換算公式，所以這就導(dǎo)致1/2英寸的“大底”傳感器，本質(zhì)上與1/2.3英寸的“小底”其實(shí)是幾乎一樣大的。
此前我們?nèi)咨钤跍y(cè)試米12SU變焦能力時(shí)曾提及，在使用10倍焦段成像時(shí)，2022年的米12SU使用1/2英寸（IMX586）傳感器+5倍光學(xué)鏡頭+2倍放大算法得到的畫面清晰度，與2014年老機(jī)型用1/2.3英寸傳感器+10倍光學(xué)變焦鏡頭拍出的畫面，幾乎在一個(gè)水平。
2014年老機(jī)型配備的1/2.3英寸CMOS，其實(shí)與如今1/2英寸是幾無(wú)差別的“大底”
現(xiàn)在看來，這不僅僅是因?yàn)椤霸?0倍光學(xué)變焦鏡頭”的解析力，足以抵消8年間數(shù)碼放大算法進(jìn)步的問題。同時(shí)還因?yàn)?/2英寸的CMOS，實(shí)際上與1/2.3英寸CMOS本質(zhì)上幾乎就是一樣大，只不過因?yàn)閮烧叩挠?jì)算方式不同，才讓我們產(chǎn)生了兩者尺寸好像有較大區(qū)別的錯(cuò)覺。
同時(shí)，這也解釋了另外一個(gè)問題，為什么手機(jī)行業(yè)在2018年還是以1/2.55英寸作為旗艦主攝的主流標(biāo)準(zhǔn)，到了2019年就“突飛猛進(jìn)”到1/2英寸？因?yàn)閷?shí)際上，新老兩代CMOS的對(duì)角線長(zhǎng)度就僅僅只增加了1MM而已，與大家所想象的突如其來的巨大技術(shù)進(jìn)步，其實(shí)壓根就沒有發(fā)生過。
