诺基亚x|RGGB、RYYB 靠边站，RGBW 才是传感器未来？ 5G|hmd|5g通信

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经过近一个月的沉淀酝酿， 2022 年下半年的新机潮也终于要来了！除了小米、realme、红魔正蓄势待发推出新的骁龙 8+ 平台新机外，华为也将带来新的手机；有传闻称，华为 7 月 4 日发布的 nova 10 系列主摄部分将会有 RYYB 传感器下放。
近几年华为的旗舰，还有荣耀的部分机型里，时常能看到 RYYB 传感器的身影；而近年来， OPPO、vivo 等厂商也曾使用过一种叫做 RGBW 的图像传感器。

▲ APS-C 图像传感器（图源：Joshua Waller）
所以 RYYB 传感器和 RGBW 传感器究竟是什么东西？它跟普通的传感器比，又有什么优劣？—— 这里我们来浅谈一下 RYYB 以及 RGBW 这两类比较特别的图像传感器。
RGGB
阵列
在聊 RYYB 和 RGBW 这两类传感器前，先来看看普通的图像传感器 —— RGGB 阵列传感器。
我们可以这样简单地理解一张数码照片的形成过程 —— 在按下快门的一刻，外界光线会穿过镜片组聚集、打到图像传感器（感光元件）上，将光信号转为像素的形式，经数模转换器转成数字信号，交由图像处理器处理成一张数码照片。

而前面提到的 RGGB 传感器中的「RGGB 阵列」，其实就是一种覆盖在图像传感器（CMOS）上的一种滤色矩阵。

▲ 较传统的前照式传感器与背照式传感器结构横截面（图源：索尼）
传感器本身其实只能捕捉光线的强度，而无法捕捉到颜色（即波长） —— 因为没有色彩元素，记录下的画面本身其实是黑白，而「滤色阵列」就是协助传感器「捕捉」色彩的。借助红绿蓝三原色的原理，在传感器上叠加上一层有许多微型红、绿、蓝滤色器的矩阵，传感器只需要依据色彩矩阵记录下像素的光强即可，而后面的处理器通过三原色的光强就能「拼配」出色彩信息。
【诺基亚x|RGGB、RYYB 靠边站，RGBW 才是传感器未来？】
我们现在用到的图像传感器像素一般用的是 2×2 滤色阵列，一个阵列 4 个格子要如何分配 3 种原色呢？从人眼的角度看， RGB 红绿蓝中的绿色 G 是最为敏感的，也更容易确定画面视觉细节，因此用一个红 R、一个蓝 B 和两个绿 G 作一组滤色阵列，因此用上这类滤色矩阵的传感器被称作为「RGGB 传感器」，这构想最初由柯达的员工布莱斯·拜耳（Bryce Bayer）提出，因此也称为「拜耳排列」，一直沿用、普及至今。

（图源：徕卡）
而历史悠久的 RGGB 并不完美，如此设计使得传感器的 50% 空间被用作吸收绿光，剩下的蓝光和红光才平分剩下的 50% ，即 25% 蓝色、25% 红色，然而自然界中绝大多数场景的光线成分可不是这样分配的，直接导致整体进光量的损失，色彩信息也会有所浪费 —— 这对手机相机的这种小尺寸传感器来说可不够友好。
RGBW
阵列
有了 RGGB 阵列的概念，开头提到的 RGBW 阵列其实就很容易理解了。
所谓的 RGBW 阵列传感器，顾名思义就是在 2×2 阵列中将其中一个绿 G 滤色器（一般为第二排）移走，使得这一像素能获得全域光（白光）的感知能力，因此称作 RGBW 阵列。

如前面所说的，滤色器的功能是「捕捉色彩」细节，但无可避免地会有降低进光量的副作用 —— 反过来也成立：去掉了一个滤色器，传感器能用更多的通光量换来更大的感光，但色彩细节的损失是 RGBW 传感器所付出的代价，色彩普遍寡淡；而另一方面， RGBW 阵列传感器后端的 ISP 图像处理器需要重新设计来应付不同于普通 RGB 阵列（包含 RGGB）的成像逻辑，变相地提高了厂商使用 RGBW 的门槛。