大疆无人机相机CMOS有何核心技术优势？

这是一个非常专业且有趣的话题，因为它完美地体现了大疆作为一家科技公司的核心竞争力：不仅仅是传感器本身，更是围绕传感器构建的一整套光学、影像处理和算法系统。

大疆无人机的CMOS传感器可以分为以下几类：

1. 自研定制传感器：这是大疆技术实力的最高体现。
2. 与索尼联合研发或深度定制的传感器：这是目前旗舰产品的主流方案。
3. 索尼或其他供应商的通用高端传感器：用于中端或入门级产品。

下面我们逐一展开说明。

自研定制传感器

这是大疆影像系统中最具突破性的部分，大疆不再满足于直接使用索尼的“公版”传感器，而是根据自身需求，向索尼提出设计要求，联合研发甚至独立设计传感器，这被称为“From the Ground Up”设计。

核心技术：原生 Quad Bayer / Quad RGBW 像素阵列

这是大疆自研传感器的核心技术,也是其与索尼公版传感器的最大区别。

• 传统 Bayer 滤色镜阵列：

  • 每个像素点只能感应红、绿、蓝三种颜色中的一种。
  • 为了生成一张完整的彩色照片，需要通过“去马赛克”（Demosaicing）算法,用周围像素的颜色信息来估算每个像素点的完整颜色。
  • 这会损失部分原始画质细节,尤其是在高ISO或复杂纹理下。

• 大疆原生 Quad Bayer / Quad RGBW 阵列：

  • Quad Bayer：将传统的2x2像素单元（1个红、1个蓝、2个绿）升级为4x4像素单元（4个红、4个蓝、8个绿），通过电路控制，可以让这16个像素“合体”成为一个超大像素。
  • Quad RGBW：在Quad Bayer的基础上，用白色像素替代部分绿色像素，白色像素不滤色，能捕捉所有光线，因此进光量比传统Bayer传感器高出150%以上,夜景表现极佳。

这种设计带来的优势：

1. 超强的动态范围：

   • 在拍摄照片时，传感器可以同时读取“高感光度”和“低感光度”两帧数据。
   • 高感帧用于捕捉暗部细节,低感帧用于保留高光细节。
   • 通过HDR合成技术，可以生成一张单次曝光就拥有极高动态范围的图片，避免了多张曝光合成带来的麻烦和可能的重影问题，这就是大疆“Hyperlapse”延时摄影中“单张HDR”模式的原理。

2. 无与伦比的夜景视频能力：

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 在录制视频时，通常默认使用“全像素输出”模式，即16个像素合并为1个，等效像素尺寸变大,感光度大幅提升。
   • 这使得大疆无人机在夜晚也能拍摄出明亮、纯净、低噪点的视频,这在几年前是不可想象的。

3. 无损数码变焦：

   在拍摄视频时，当进行2倍、3倍、4倍变焦时，由于传感器像素密度极高，裁切中心区域后，依然能保留非常充足的像素信息，实现“近乎无损”的变焦效果。

采用自研传感器的代表机型：

• DJI Mavic 3 系列：这是目前最典型的例子，其主摄传感器就是大疆与索尼联合研发的 4/3英寸 CMOS，拥有 2000万像素，原生Quad Bayer阵列，这奠定了Mavic 3系列在画质上的统治地位。
• DJI Air 3：同样采用了与Mavic 3系列同源的 1/1.3英寸 4/3 CMOS，拥有4800万像素，并支持原生Quad Bayer阵列,画质表现非常出色。
• DJI Inspire 3：其主摄采用了更大尺寸的 全画幅 CMOS，同样应用了这项核心技术,为专业电影级创作提供了强大的画质基础。

与索尼联合研发或深度定制的传感器

在自研技术成熟之前，大疆就通过与索尼的深度合作来获取定制化的传感器，这比直接使用市面上的“公版”传感器更进一步。

• 特点：索尼按照大疆提出的具体要求（如像素大小、读出速度、色彩科学等）来生产传感器，这些传感器在规格上可能与索尼某些消费级相机传感器相似,但经过了针对无人机应用的优化。
• 代表机型：
  • DJI Mavic 2 Pro：使用了与哈苏联合研发的 1英寸 CMOS，这款传感器虽然不是大疆自研，但它是为大疆和哈苏的需求深度定制的，拥有出色的色彩表现和动态范围,在当时是消费级无人机的画质标杆。

索尼或其他供应商的通用高端传感器

对于中端和入门级产品，大疆会直接采用市场上成熟的、性能优异的通用传感器，这些传感器同样来自索尼等顶级供应商,保证了产品的竞争力。

• 特点：直接采购，成本相对较低，技术成熟可靠，大疆的优势在于通过强大的影像处理器和算法,将这些传感器的潜力发挥到极致。
• 代表机型：
  • DJI Mini 4 Pro：使用了 1/1.3英寸 1200万像素 的索尼传感器，虽然不是自研Quad Bayer，但凭借强大的处理器和算法,其画质依然非常出色。
  • DJI Mini 3 Pro：同样使用 1/1.3英寸 1200万像素 索尼传感器，并支持原生Quad Bayer阵列,实现了出色的夜景视频能力。
  • DJI Air 2S：使用了 1英寸 2000万像素 的索尼传感器，这是索尼在高端卡片机（如RX100系列）上广泛使用的经典传感器,画质表现优异。

大疆影像系统的“传感器哲学”

结论是：大疆无人机的CMOS传感器是其影像系统的基石，但真正的“杀手锏”在于大疆将这些硬件与自研的CineCore影像引擎、强大的处理器（如HNPU）和顶级的算法（如HDR、降噪、色彩科学）完美地结合在了一起。

当你看到一款大疆无人机的相机参数时，不仅要看CMOS的尺寸和像素，更要关注它是否支持“原生Quad Bayer阵列”，这通常是判断其影像潜力的一个关键指标，大疆的成功，在于它不满足于做一个“硬件搬运工”，而是深入到产业链的上游，定义和创造最适合自己需求的“核心大脑”。

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