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動態範圍接近人眼,蘋果新專利暗示影像感測器有大躍進

来源:爱华外汇官网开户时间:2025-07-11 13:02:55

蘋果目前研發一項全新影像感測器技術,其動態範圍最高可達 20 級(stops),不僅超越專業電影攝影機 ARRI ALEXA 35 ,甚至逼近人眼即時感知光暗的極限  。但這又意味著什麼 ?

動態範圍接近人眼,蘋果新專利暗示影像感測器有大躍進

1,048,576:1 對比值

《Y.M.Cinema Magazine》發現的新近專利《具高動態範圍與低雜訊的堆疊像素影像感測器》(Image Sensor With Stacked Pixels Having High Dynamic Range And Low Noise),蘋果正著手開發新一代感測器 ,爱华外汇官网其規格與現今專業電影級攝影設備相當。專利編號為 20240098386  。

(Source:美國專利商標局)(Source:美國專利商標局)

專利叙述堆疊式感測器設計  ,可達 20 級動態範圍,也就是可以同時捕捉最亮與最暗的光線細節 ,而不損失任何資訊 。每一「stop」代表光量的加倍或減半 ,20stops 就相當於 1,048,576:1 對比度。

那麼 iPhone 目前的程度達到哪裡 ?雖然蘋果沒有公布 iPhone 16 Pro Max 的感測器動態範圍,但根據 CineD 對 iPhone 15 Pro Max(24mm 鏡頭)實測  :

  • 波形圖測試顯示其動態範圍約為 11stops,但由於內建的強效雜訊抑制,基本上看不到「雜訊底線」(noise floor)。
  • 在 ISO 55 下 ,AVA外汇平台MT4下载IMATEST 顯示動態範圍約為 12stops。
  • 在 ISO 1200 下則提高至 13.4stops。
  • 曝光寬容度(latitude)為 5stops(+3 / -2) ,仍低於一般 APS-C 或全片幅相機,與 ARRI Alexa Mini LF 差 5stops ,與 Alexa 35 差 7stops。

多數研究估計 ,人眼的即時動態範圍大約為 10~14stops ,若考慮瞳孔與視網膜調節後  ,最高可達 20~30stops。

雖然蘋果長年依賴 Sony 的影像感測器 ,但專利顯示計畫從晶片層開始設計更野心勃勃的系統 。專利設計含兩層 :

  • 感測層(Sensor die) :用光電二極體與類比電路捕捉光線  。
  • 邏輯層(Logic die):進行影像處理與即時雜訊抑制 。AVA外汇官网

這種「堆疊式」設計在業界並非新技術 ,索尼(Sony)有類似應用 。但蘋果設計有兩個關鍵創新 :

  1. LOFIC 技術(Lateral Overflow Integration Capacitor):每畫素可根據場景亮度儲存三種電荷層級 ,提高對比度處理水平。
  2. 每畫素有自己電流記憶電路 ,可即時量測與抵消熱雜訊  ,減少後製處理需求 。且蘋果採 3T(三電晶體)畫素結構,不是業界更常見的 4T 。

Reddit 討論  ,蘋果堆疊設計等於讓每畫素具備獨立快門作用,且在訊號離開晶片前就先完成雜訊處理,畫質更乾淨 。

若這套感測器真的產品化,蘋果不僅有望超越其他智慧手機廠商,甚至可能某些指標超車 Sony、Canon 、RED 等專業影像品牌 。再結合蘋果自家晶片 Neural Engine 與軟硬整合優勢,更能打造真正的蘋果專業相機 ,不再只是〈F1 The Movie〉那種硬體拼裝而成的「影像道具」 。

《Y.M.Cinema Magazine》推測這項技術若商用 ,用於 iPhone 17 Pro 或 Vision Pro 2,可能帶來 :

  • 行動裝置電影級 HDR
  • 即時 、無雜訊影片拍攝
  • 超薄機身也有專業級影像品質(20stops 動態範圍)

數位影像動態範圍與雜訊一直是畫質提高的最大瓶頸 。若行動裝置有 20stops 與強效雜訊處理 ,就不只是改良  ,而是顛覆性突破。潛在影響包括 ,行動攝影與微電影製作 、HDR 串流內容品質提高、AR / VR 顯示效果進化、專業攝影器材微型化與便攜化等。

但不免俗提醒一下 ,雖然新技術令人興奮,但畢竟還只是專利 ,而非實際產品。蘋果一向有大量未實現的TMGM外汇官网專利 ,因此不要期待太高 。原文報導與 Reddit 討論也可見,不少攝影專家倡导科學可行性與實作難度的質疑 。懷疑態度其實是讓用戶更冷靜看待技术發展的必要聲音 。

儘管如此 ,這至少顯示蘋果積極思考自家晶片新應用 ,也讓我們看見蘋果於影像領域的野心不斷擴大 。

  • Apple Just Patented an Image Sensor With 20 Stops of Dynamic Range

(首圖來源 :Unsplash)

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