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今年2月初，在影像领域许久没有大动作的索尼推出了全新的Exmor RS IMX400 CMOS，这款感光元件刚一面世就以能拍摄最高960fps超级慢动作视频的能力令行业瞩目。在随后举行的西班牙巴塞罗那MWC 2017上，搭载这一感光元件的索尼XZs和索尼XZ Premium同时发布，想必关注了这场展会的朋友应该通过各种渠道见识了960fps视频的震撼效果。
眼见为实 索尼这拍照"科技树"点得精彩
上周，索尼XZ Premium在北京举行了国行版本的首发仪式，我有幸参加了这场活动并得以近距离体验这款手机。通过现场近20分钟的把玩，我着实体会到这960fps超级慢动作视频的无穷魅力。今天结合一些技术解析，来跟大家分享一下我的现场体验。
首先我们来用一张列表介绍一下这款全新索尼IMX 400的基本参数：
索尼IMX400 CMOS主要参数（来源索尼日本）
今年2月初索尼发布这款感光元件时并没有立即为其命名，而在随后称之为IMX400。从规格上看，这款CMOS的理论像素值为2120万（实际输出像素值1900万），最高可以拍摄5520*3840分辨率的图像。CMOS对角线长度7.73mm，尺寸1/2.3英寸，单个像素面积为1.22μm。支持1/120秒内读取1930万像素图片并拍摄最高960fps的超慢速视频，架构为传统的拜耳阵列。
索尼主流Exmor RS CMOS参数对比（转载需注明来源）
从上面的参数来看索尼IMX400将主要发力点放在了高速处理和视频拍摄上面。从静态图像参数上讲，2120万像素的数字在索尼自家的Exmor RS CMOS中也属于比较靠前的位次，1/2.3英寸的CMOS面积同样位次靠前，可以提供相对不错的画质输出。单位像素1.22μm不及自家一些1.44μm的产品，与HTC的UltraPixel 2μm相比也有不小差距。拜耳阵列是传统的RGBG结构，与IMX298和IMX398的RGBW架构不同，所以综合来看在进光量上面可能会吃一些亏。
堆栈式CMOS（左）与加入DRAM层的三层堆栈式CMOS IMX400（图片来源索尼日本）
但这次索尼在CMOS架构层面上做出了突破性的调整。IMX400在像素层和电路层之间新加入了DRAM层（动态随机存储单元），这一部分在整个CMOS模组当中充当缓存角色，用于存储像素层获取到的图像信息，因此大幅提升了传感器处理数据的速度。根据索尼方面的数据，新CMOS可以在1/120秒内读取1930万像素的图片，这个速度比自家的旗舰级CMOS IMX318快上4倍。
索尼XZ Premium的后置镜头（左）和前置镜头（右）
我在体验会的现场发现了一部被完整拆解的索尼XZ Premium，前后两枚摄像头也被拆接下来。美中不足的是没有进一步将镜头模组进行拆解，所以我没有看到IMX400的内部架构。
回到索尼XZ Premium身上，它的拍照界面基本沿袭了索尼手机一贯的风格，和我们常用的Android手机有比较大的不同。包括对象跟踪、预测拍摄、AR扩增实境效果、创意效果在内的索尼特色拍摄系统在索尼XZ Premium身上完整囊括。
索尼XZ Premium
包括防手震和AR效果在内的一些特色玩法
这里主要介绍索尼XZ Premium的两个重要功能：五轴防抖和防失真。五轴防抖并不是索尼XZ Premium首创，之前在索尼旗舰手机上也有过应用，是从索尼微单上移植来的功能。其实它自身配备的SteadyShot防手震功能（电子防抖）本身效果就已经不错。五轴防抖包括了倾斜、偏移（Yaw＆Pitch）、转动（Roll）及XY轴，在拍摄标准高清和全高清（30FPS）视频拍摄中防抖效果非常出色。
五轴防抖可以轻松应对各种角度的晃动（图片来源CSDN博客作者BerMaker）
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防失真则是基于索尼IMX400新加入的动态随机存储单元。现阶段大多数智能手机的摄像头配备的都是卷帘式快门，它是通过感光元件逐行曝光的方式实现的。曝光开始后感光元件逐行扫描逐行进行曝光，直至所有像素点都被曝光。这种有点类似于卷门帘的工作原理让人们给它起了这样的名字。卷帘快门虽然能让感光元件的像素做得很高，但缺陷在于拍摄高速移动物体时，一旦曝光时间较长或者逐行扫描速度不够，画面就可能产生倾斜和晃动。这在摄影上被称作果冻效应。
索尼IMX400有效控制了果冻效应（车头部位的倾斜，来源索尼中国）
以往不管是多么高端的感光元件，只要使用卷帘快门拍摄高速运动物体，果冻效应基本都无法避免。但在索尼XZ Premium上，虽然快门还是卷帘快门，但由于DRAM层的加入提高了CMOS的数据处理速度，以更凝固的瞬间记录下的画面中，果冻效应的影响被大大减轻。上面是索尼公布的一组对比图，左面是1/30秒下的逐行扫描图像，右面是IMX400的1/120秒逐行扫描图像，明显可以看出右边图像中移动的火车头前端，倾斜的状况（果冻效应）得到了显著的修正。而在索尼中国官网对索尼XZ Premium防失真功能的专项介绍中也配图证明了这一优势。
960fps超级慢动作视频可谓索尼XZ Premium的最劲爆卖点。其实早在索尼IMX400发布的时候索尼就用较大篇幅介绍了960fps视频的震撼，能够实现这个壮举自然有赖于IMX400上增加的DRAM分层。前面提到了这个分层是专门用来存储像素层获取到的图像信息的。类似1080p分辨率记录1000fps慢速视频需要处理海量的数据，这时候DRAM分层就派上了大用场。
960fps超级慢动作视频的拍摄全靠IMX400加入的记忆存储堆叠传感器
960fps是什么概念？我们知道现在一些手机拍摄出的240fps慢速视频已经能够记录下针扎气球、水滴溅落的瞬间了。然而这些效果在搭载IMX400的索尼XZ Premium面前都是战五渣，毕竟最高1080p分辨率的960fps超慢速视频效果几乎可以实现传说中的时间停止。我在体验会现场用主办方布置的道具演示了960fps超级慢动作视频，大家可以看一下传说中凝固瞬间的美丽。
不过我在现场体验的时候发现，960fps视频的拍摄时长有限制，无法持续拍摄。现场工作人员的解释是：为了避免给处理器造成太大负担，960fps视频的拍摄时长被限定在0.5秒，可输出播放的960fps视频时长为6秒。尽管如此，利用正常速度-960fps-正常速度的视频流速变化，用户可以打造出属于自己的个性化创意视频，提升了视频拍摄的玩法。
现场陈列的索尼旧机型似乎在诉说一段荣耀
体验会现场展示的多款索尼经典机型似乎告诉我，索尼还是那个索尼，那个在影像领域持续不断追求新高度的索尼。从早年的Cyber-shot到G镜头再到对感光元件的持续研发，索尼能取得智能手机行业CMOS的主导供货权地位也就显得顺理成章。