在现代成像技术中，传感器的像素尺寸无疑是影响成像质量的重要因素。像素尺寸越小，每个像素所能捕捉到的光生电荷就越少，导致信噪比降低。为了确保有效成像，光线需求也会增加。采用小尺寸像素的设计需要更为复杂的技术来克服这些劣势。以相机为例，虽然像素数量较高，但单位像素的尺寸并不总是较小。举个例子，2000万像素的M43传感器其像素边长为3.3微米，而索尼A7R4即便拥有6100万像素，单个像素的尺寸反而更大，达到了3.76微米。这也表明，虽然传感器的像素数不断增加，但传感器的尺寸和设计仍然决定了成像的潜力。尽管手机端采用了许多小尺寸传感器，但相机领域依旧有更大的传感器能够提供出色的成像质量。而如今手机端的创新，不仅体现在不断推出新型的传感器技术，还表现为更先进的模数转换、背照结构和堆叠技术。
尽管高像素在手机领域成为一个重要的卖点，但其是否真正能提升拍摄效果一直以来都引发了广泛讨论。我们要问，高像素真的能带来更高的画质吗？通过简单的数学分析可知，当使用F1.8光圈的镜头拍摄时，即使在可见光段，点扩散函数也受衍射极限影响，但即使像素尺寸较小，仍然能够发挥出高像素的分辨率优势。在实际应用中，镜头的性能和成像算法往往会对最终效果产生更大的影响。例如，即使是使用相同传感器的手机，不同的镜头和算法也会导致拍摄效果的差异。不能单纯以像素数来评价一个相机的性能。
今天测试的三星GW1传感器采用了1/1.7英寸的尺寸，总像素为6400万，单位像素尺寸为0.8微米。该传感器支持Tetra模式（类似索尼的Quad-Bayer技术），在默认情况下进行四像素合并输出1600万像素，但也支持原生6400万像素输出。这次测试使用的是三星A70s手机。首先来看一下白天拍摄的样张，ISO32、快门速度1/200秒的情况下，拍摄效果如下：
上图展示的是1600万像素的100%放大效果，下图则是6400万像素经过等比缩放后的效果。从对比来看，6400万像素输出的细节明显更加丰富，高频细节的表现相较于四合一合并输出的1600万像素要更为清晰，且几乎没有强制锐化的痕迹。这表明，A70s的镜头和算法优化得当，6400万像素在成像质量上的优势非常明显。即使将6400万像素放大至100%的程度，图像质量依然可圈可点。
对于需要拍摄高细节照片的用户来说，例如用照片做大尺寸打印或者制作4K显示器的壁纸，6400万全像素输出无疑能够带来极大的帮助。
接下来，我们进行的是HDR测试。像素合并技术最大的优势之一就是无需多帧曝光即可实现HDR效果。通过四个像素分别在不同时间曝光后再合并，可以轻松获得更宽的动态范围。显然，如果使用全像素输出，单帧HDR效果就无法实现。在相同曝光参数下，无论是在傍晚还是夜间拍摄时，高光和暗部的细节表现都明显优于合并像素后的结果。这也意味着，在拍摄风光照等高对比场景时，GW1传感器可以使用合并像素模式，而在光线条件较好的环境下则使用全像素输出，可以大大提高照片的实用性。
在弱光环境下，输出的信噪比主要受到分辨率的影响，同时手机ISP的降噪算法也会对图像进行处理，往往通过锐度换取信噪比。在低光照条件下的对比测试中，1600万像素与6400万像素的差距并不显著。在相同的ISO2500、快门速度1/10秒、F1.8光圈的情况下，很难直观地分辨出哪个是1600万像素、哪个是6400万缩放后的1600万像素。事实上，现代手机传感器通常采用新型像素结构来引导更多光子进入，同时采用双模拟增益电路设计，GW1传感器也不例外。简单来说，这种设计能够提高动态范围，改善高ISO下的成像质量，从而使得6400万像素在弱光环境下依然能够提供不错的表现。
至于夜景模式，A70s使用的是将中心区域裁切为1000万像素（相当于合并前的4000万像素）并辅以多帧合成的方式来处理。与iPhone 11、华为Mate 30/P30以及Note 10+等机型相比，A70s的夜景效果只能说是中规中矩，但这也符合其定位。
从光学角度来看，随着传感器尺寸的增大，最难解决的问题之一就是如何在保证小巧机身的提供广阔的成像视野。许多1/1.7英寸及更大尺寸的传感器，在RAW模式下的成像会出现明显的暗角问题。为了补偿这一问题，图像处理算通过增强图像的动态范围来提升边缘亮度，但这也会导致边缘区域噪点增多。从测试图像中可以看到，中心和边缘的亮度差异并非由虚化引起，而是因为边缘区域的亮度被人为增强，导致信噪比降低。
高像素传感器的另一个挑战是最短对焦距离。由于像素密度较高，设计时必须兼顾成像质量和对焦性能。一些手机通过使用小尺寸的广角镜头来进行微距拍摄，甚至配备专用的微距摄像头。但若要在大底传感器上实现微距拍摄，就必须增加机身厚度，这与手机追求轻薄化的设计理念相悖。
总体来看，A70s搭载的GW1传感器是一款非常灵活的传感器，无论是在全像素输出时提供的高分辨率，还是在合并像素时带来的HDR效果和低光表现，都显示出其出色的性能。在实际应用中，6400万像素的优势，尤其是在大屏幕显示或高分辨率打印时，得到了很好的体现。高像素的优势不仅没有妨碍用户体验，反而拓展了更多应用场景的可能性。
可以说，手机成像技术的未来发展趋势是追求更高的像素数，同时结合像素合并技术，以提升成像质量并拓宽应用范围。如此一来，高像素不仅是技术进步的结果，更为用户提供了更加丰富的拍摄体验。