【刘典的手机素和素之什区回答(51票)】:

先要说一下数码相机的基本原理，问题自然就清晰了。像万像数码相机的相机像素数量并不是由镜头决定的，而是手机素和素之什区镜头后面一个叫感光原件的东西决定，它的像万像作用类似传统相机的胶片，负责记录镜头捕捉的相机图像，只是手机素和素之什区胶片用的是化学方法，感光元件用的像万像是电子方法。感光元件排列着非常多的相机可以感受光线强弱的小点，这些小点就是手机素和素之什区数码相机的像素，所谓数码相机像素数量就是像万像这些小点的数量。图像被投射到感光器件上时每个像素记录对应位置的相机光线强度并转化成电信号，经过处理后最后变成我们常见的手机素和素之什区照片文件，这就是像万像数码相机的基本原理。

感光元件类似于胶片，相机也有不同的尺寸，同样是1200万像素的感光元件他们的尺寸可以不同，这就是主要差别，其他的差别很多都是这个差别导致的。比如更大的感光元件就需要镜头提供更大的图像，那么镜头就必须造的很大，单反相机一般用的都是很大的感光器件，所以镜头也大。像素相同的情况下感光元件的尺寸越大那么单个像素的尺寸一定也越大，大像素的好处是可以接收更多的光线，转换成的电信号也就更准确，结果就是图像更干净清晰，尤其是在光线很弱的环境，比如晚上，效果尤为明显，网上有很多同样像素的手机和单反拍摄的照片对比，一看便知。最后一个就是面积越大越贵，这就是为啥像素相同的相机有的很便宜有的很贵的原因。很重要的一个结论是相机只谈像素数量是没有意义的，必须结合感光元件的尺寸讨论才有意义。

为了有个直观的认识，贴一下主要感光元件的尺寸对比：

最大的叫“全画幅”，意思是说他和传统的胶片尺寸一样大，最小的红色那个是 iPhone 4S的，而比 iPhone 4S 大一点的那个黄色的一般是用在低档数码相机上的，也就是说 iPhone 4S 还达不到很多抵挡数码相机的水平，其实 4S 在手机里已经很大了，很多手机用的更小。最大的叫“全画幅”，意思是说他和传统的胶片尺寸一样大，最小的红色那个是 iPhone 4S的，而比 iPhone 4S 大一点的那个黄色的一般是用在低档数码相机上的，也就是说 iPhone 4S 还达不到很多抵挡数码相机的水平，其实 4S 在手机里已经很大了，很多手机用的更小。

【苎苧的回答(81票)】:

感谢非常萌的题主看得上。

如今一般相机的可以拍照的智能手机上是使用的传感器都是CMOS图像传感器，这种传感器的原理和结构基本上和几十年前被发明出来的时候没有特别大的变化，只是一些小小的修改。

这个是一个比较典型的CMOS传感器的结构，由于手机和大画幅相机（传感器在1"以上）在传感器像素阵列的面积上的巨大差异我们可以暂时不去考虑其他的因素。这个是一个比较典型的CMOS传感器的结构，由于手机和大画幅相机（传感器在1"以上）在传感器像素阵列的面积上的巨大差异我们可以暂时不去考虑其他的因素。

而CMOS传感器的原理是这样的，外界光线通过镜头照射像素阵列的时候会在半导体光敏元件上产生光电效应，实质上类似于一个具有光敏效应的PN结。

/* 如果不太熟悉半导体可以略过下面部分，影响不是很大 */

至于CMOS的具体情况，我们用NMOS来举例说说，一般来说是用一块掺杂浓度较低的P型硅片作为衬底，然后在其表面制作两个掺杂浓度较高的N型电极，也就源极（S）和漏极（D），在S和D之间制作一层金属，得到栅极（G），之后再G上放置光敏元件。

当光线照着到光敏元件上的时候，由于光量子激发光敏材料上的电子空穴对增加，也就是SD之间的硅衬底上积累的电荷增加，电荷增加又使得SD之间形成电流通路，而这个时候如果我们让电流流经一个电阻R，从电阻R上的电压我们就可以得到一个电压和入射光强度之间的关系（此处还是模拟电路部分）。

关于有源像素传感器结构的问题这里就不展开了。

/* 略过部分结束 */

目前存在一个问题，就是如果我们把电压模数转换、量化编码之后得到的图像是黑白的，为了解决这个问题，我们用滤镜只保留三原色光的信息，就是现在说的Bayer阵列，用来还原三原色。

然后我们来讨论一下样本和总体的问题。

拍摄的过程我们可以认为是对某个画面的采样，样本对总体的反应好坏程度我们可以用置信度来表示，如果在相同的环境下选择得到较高置信度，如果从采样入手，方法一般是选择更合理的采样方法，或者用合理的方法采集更多的样本，或者是提高对合适样本的测量精度。如果不深究，可以将12MP这个数字理解为样本的容量。

而样本的测量精度问题就要说像素面积的问题了，一般使用光敏传感器都是线性传感器，在某个线性区间上输入输出有线性关系，即射入的光量子多 --> 得到的光电流大 --> 测得的电压更大 --> 编码量化时的精度更高也更准确，下图是某个24MP 35mm传感器的图片，单个RGB像素的尺寸是5.9μm。

然而这只是一方面的优势，CMOS传感器的灵敏度和感光元件的面积直接相关（转换增益也与光电二极管的尺寸/面积有关），由于存在着多个转换器和放大器，ADC等电路，本来CMOS的开口率就不是非常高，而这些电路部分的小型化是较为困难的。用更大的传感器可以给每个像素带来更大的感光面积，相当于在小幅度增加窗框的情况下大幅度地增加了窗户的面积，可以得到更好的灵敏度。

BSI就是一种比较有效的提升开口率的技术，把电路放置在感光面之后，目前三星已经有APS-C尺寸的BSI CMOS传感器。BSI就是一种比较有效的提升开口率的技术，把电路放置在感光面之后，目前三星已经有APS-C尺寸的BSI CMOS传感器。

除此之外，CMOS传感器本身由于读取和放大时存在噪声，由于光电流的增大也可以带来信噪比的提高。

如果题主好奇镜头与DSP之类的问题，可以在评论中讨论。

【DavidChang的回答(10票)】:

区别是每一个像素的质量。

影响的因素包括传感器，快门，镜头组质量，光圈，镀膜，ISP 等等..

【轩辕阿布酱的回答(18票)】:

红烧牛肉方便面里也有牛肉，兰州牛肉面里面也有牛肉，那能一样么？

【霍少棠的回答(6票)】:

像素相当于十字绣的格子，越多越方便细致表达。但成像相当于人本身的塑造能力，色彩搭配平庸，近中远关系不明确，细节平淡无奇，表达得不好，格子再多也白搭。

像素从来不是高质量的代名词。像素高能提供给你大尺寸的图片，但图片本身质量不一定高。还要要看各种感光元件。设想一下你把一张100x100的图放大成500x500，是不是像素点多了，但图片质量并没有变好。

【刘伟的回答(6票)】:

做个不恰当的比喻吧，小米2的cpu跑分是1650，iphone5的cpu跑分1533，你能说小米2的手机比iphone5好（没有贬低小米的意思） ？最终结果不是一项参数能决定的。单从画质角度来说，像素只是一部分，主要是感光元件，镜头，处理芯片决定其画质好坏。

【felixsh的回答(3票)】:

既然只提到单反就好办了。

简单说就是手机照片只能在手机上看看小图过干瘾；而单反照片就是又能看小图、又能在电脑上看大图、也当桌面壁纸、还能打印成大幅照片挂在墙上，更适合拿来约妹纸。

再复杂点说就是同等环境下，手机照片放大点看噪点多的一逼，不管是iPhone567照的还是三星Note小米Note；而单反照片放大了噪点依然比较少细节清晰可见。

至于原因，不在于像素多少，而在于相机的CMOS有多大尺寸，尺寸越大画质越好。

【知乎用户的回答(2票)】:

手机1200万像素和相机1200万像素，除了数量一样，其它完全不一样。

手机的基本都是最小的，图中绿色的1/3"，是目前比较大的手机Cmos尺寸，用于苹果iPhone 6/Plus/5s，HTC One M8/M7/Max，诺基亚 Lumia 920/925/928等；

另一个主流的传感器尺寸，为1/2.6英寸（图中没有），机型包括三星 Note 4/S5、诺基亚1520/930等机型。得益于传感器尺寸的增加，这些手机的像素数量也更多，通常在1600万至2000万之间，能够输出更大分辨率的照片。

再大点的就是1/2.3英寸了，用于三星 Galaxy K Zoom/S4 Zoom，索尼Xperia Z1/Z2/Z3，魅族MX4/MX4 Pro等。

再大么。。。不常见了。比如，好像也只有这几个：

Lumia 1020，CMOS传感器尺寸：1/1.5英寸：

诺基亚 PureView 808，CMOS传感器尺寸：1/1.2英寸：

松下 Lumix CM1，CMOS传感器尺寸：1英寸（松下大哥，你确定这不是带通讯功能的相机吗）

而常见的半画幅单反，如佳能APS-C或尼康DX，不论是总面积，还是单个像素的平均面积，都是手机（以1/3"计）的大概26倍（Canon），甚至更多。

平均面积有什么用？我不说那些复杂的感光电路结构之类，没人爱看。我就通俗的说一说：

大家都应该知道，感光元件之所以能得到图像，是因为受到了光子的照射。为了比对，必须假设一些情况，再慢慢推演。

假设

（1）镜头对着同样的景物（亮度一致，或者说，单位面积通光孔径下通过的总光子数相同），

（2）镜头的总通光孔径与感光元件面积成正比，

（3）快门时间相同。

（4）感光度ISO相同。

那么，如果单反中每个像素接收到的光子数量为2600个，那手机的CMOS每像素只能接到100个。

区别在哪？

一。首先，2600个光子和100个光子，想也能想出来，成像一个亮，一个暗。这样当然不行了，那怎么办？当然是改条件了。

（1.1）把上面的（4）干掉，手机CMOS的ISO提高26倍！那尼！？？26倍，ISO100 和 ISO2600 的画质能比吗？当然，白天 还 可 以 说差不多，可稍微暗一点，比如黄昏，或室内，就妥妥的废了。别以为厂家不会这么干，实际就是这样，手机的ISO200，和单反的ISO200，完全是两个画质，基准都不同。

（1.2）那把（3，4）一起干掉吧，感光度别提那么多，快门慢一些。这样好点了吧。别忘了，照相时，手一定是有抖动的。抖动的意思就是下图中那样，一束光线在你的像素上抺啊抺：（数字为快门时间）

假如快门时间相同，抖动还能将就着一样，那不同的快门时间呢？乖别动，我给你抺一抺~~~你想让光线把你的像素抺成图4吗？——图中这还是好的（因为我懒得画不好的），实际上，以手机CMOS那个小的单个像素算，抖动范围超出10个像素都不是难事儿。假如快门时间相同，抖动还能将就着一样，那不同的快门时间呢？乖别动，我给你抺一抺~~~你想让光线把你的像素抺成图4吗？——图中这还是好的（因为我懒得画不好的），实际上，以手机CMOS那个小的单个像素算，抖动范围超出10个像素都不是难事儿。

翻译一下就是，稍微手一抖，或是照运动的物体，就糊成一片了。

（1.3）还不行，那就把（2）也干掉吧，，，，，行吗？难道你真想让每个手机都像上面的松下 Lumix CM1 那样吗？算了，还是忍了。

（1.4）终于想到办法了！把（1）干掉！哥就在白天，明亮的地方照相，晚上？还要约妹子呢，谁理你~ 好吧，手(xiang)机(ji)厂家的目的达到了！看看有哪个厂家敢说，自己的手机在暗光下效果如何，有几个厂家发布的样片是暗光下的。

二。我们还有二呢。。。如果暗一点的环境呢，单反的一个像素才能接到100个光子，手机呢，4个，尼玛都不识别啊！想出图，还是那几个办法，使劲提高ISO，多曝一会光，可画质呢？噪点什么的先不管，把图整出来再说吧。可是，下面这种图谁喜欢，举下手呗。手机：“算了，不玩了”。

@王强 借用了你的这张图，有问题请通知我删除。谢谢！

三。哎手机你别走啊，还没完呢。上面说的才是和24或28mm广角定焦镜头的对比，我们还会光学变焦呢！还能防抖呢！还能换镜头呢！哎，等我一会！！

算了，不理手机了，看看单反吧，（相对）巨大的单个像素面积，可以大大提高信号的信噪比，提高感光度和宽容度，外围还有大量的配套设备，比如光学防抖，光学变焦，以及纳米镀膜，非球面镜片，超低色散(ED)镜片等，甚至逆天的散焦控制（尼康AF DC 105mm f/2D和AF DC 135mm f/2D）和移轴功能。

下图为某单反镜头结构图：

下图为某移轴镜头的照片，看明白哪里特殊了吗：下图为某移轴镜头的照片，看明白哪里特殊了吗：

真的不能比啊！

【yankeewang的回答(1票)】:

有句话叫底大一级压死人。。像素更多的只是决定照片的分辨率大小。。成像主要看镜头质量，感光元件的质量。。

【派坤沙的回答(1票)】:

上面说了那么多，区别其实很简单：每个像素的尺寸不同。1200万像素相机，每个像素的尺寸更大。所以成像效果更好。

【高達君的回答(0票)】:

只想说:不要用像素决定照片质量

【吴校杰的回答(0票)】:

简单地说，像素决定输出图片尺寸。所以同样像素的手机和相机，输出的照片尺寸大小一样，但画质相差太多太多

【刘义的回答(0票)】:

单个感应单元大小差很远

现在很多手机都在强调自己大像素，就是因为做大了之后对于光线不好的情况有更好的表现，减少噪点

【知乎用户的回答(0票)】:

cmos不一样大？

【盛宗晟的回答(0票)】:

像素决定的只是照片的尺寸，并决定不了相片的成像质量，凭手机那指甲壳一样大小的传感器想和单反抗衡是不可能的哈。单反由于单个像素的尺寸大大超过了手机相机，所以体积上自然也大的多了哦。

【小小的回答(0票)】:

长得丑照1寸照片和照7寸照片是一样的丑，不会因为照片尺寸变化。同样的，像素只是决定照片尺寸大小，不会因为像素高而画质好。

【知乎用户的回答(0票)】:

传感器尺寸不同啊

【陈锦伟的回答(0票)】:

手机的感光器太小了

手机镜头太烂了

最重要的，手机后面那颗脑袋缺乏发现美的眼光

原文地址:知乎

(责任编辑：探索)