小米 10 至尊纪念版是小米科技于（Mi10 Ultra，下同）2020 年 8 月 12 日推出的旗舰手机，作为小米科技 10 周年的纪念产品，小米 10 至尊纪念版可以说是小米创立十年以来所有研发的集大成者，集合了目前几乎所有子系统能做到的极致。
我在给本文起小标题的时候想了很久，最终决定选用“全力以赴”这四个字。
十年，对于一个科技公司来说是一个重要的里程碑，这十年，小米走过了很多，有过初创时的激情，有过中途的困惑，也有重新出发冲击新疆域的勇气，伴随小米一起成长的，还有它后面的国产供应链。
中国手机，从十年前被人认为的山寨产品，到现在能够出海披荆斩棘，走过了很长的路。
小米 10 至尊纪念版作向过去十年的一次总结和致敬，同时作为一个新时代序章的第一声强音，在各个子系统方面都堪称是全力以赴，这不仅是小米一家公司的全力以赴，更是整个中国手机产业供应链的全力以赴。
在小米 10 至尊纪念版上，我们第一次看到了可以与业界巨头三星（SDI）规格比肩的顶级国产 OLED 屏幕，也第一次看到了使用国产 CMOS 作为主摄的旗舰手机，更看到了全自动化制造业的未来——小米自研的黑灯工厂。
小米 10 至尊纪念版：3 x 120
小米 10 至尊纪念版最突出的卖点就是 3 个 120，它们分别是：120Hz 的屏幕刷新率，120W 的有线快充，120x 的超级变焦。
2020 年，市面上有 120Hz 屏幕的手机，有 100x 超级变焦的手机，也不乏充电跑得飞快的手机，但是要把这几个这么高规格的东西做到一块，小米 10 至尊纪念版是第一个。
沿用小米 10 系列的高通骁龙 865 SoC，不过 GPU 频率有小幅提升，来到了 725MHz，内存和存储可以一路选配到 LPDDR5 16GB RAM + UFS 3.1 512GB ROM。
小米在性能方面从来没让人担心过，骁龙 865 是今年的旗舰芯片，在诸多方面都可圈可点，更支持面向未来的 5G 网络。
小米 10 系列上的 NFC，立体声双扬声器，红外遥控也都保留。
机身材质方面提供了三个选项：亮银（仅顶配），透明版（无顶配），陶瓷黑（所有版本）。
这三个材质分别来自于小米 5/6/8 三代的特殊机型，这次能在十周年纪念版上将原本的探索版量产化，也显示了小米一路走来对 CMF 设计——Color, Materials, Finish，色彩，材料，表面处理等领域的探索与经验积累。
华星光电 120Hz Display P3 10bit 屏幕
这次这块屏幕来自华星光电，作为国产屏幕目前的旗舰产品，这块屏幕各方面的素质都非常优秀。
在我看来，这是国产手机屏幕首次能和业界巨头三星（SDI）同台竞技的产品。
这块屏幕能实现 120Hz 的高刷新率，子像素排列为类 Pentile，华星光电称之为珍珠排列，其特征是星形子像素，整体素质与今年铺货的 E3 基材的三星 AMOLED 屏幕可以一战。
广色域（WCG）Display P3 覆盖，原色模式精准色彩，120Hz 顺滑体验，240Hz 触控采样率，MEMC 插帧能力，出厂校色，原生 10bit，1080p 分辨率带子像素渲染，全部都有。
这次的 SPR 技术是小米和华星光电联手打造的结果，通过借用临近像素的子像素，从而使得字体显示规整，不出彩边，配合 MIUI 无极调节字重的功能，这次的字体显示可以说是达到了第一梯队，业界领先。
此外，本次小米 10 至尊纪念版还搭载了一个新的土星主题——“探索未知宇宙的新一站”。
如果说土星是探索未知宇宙的新一站，那这块屏幕也是国产屏幕探索高端产品线的重要一站。
在诸多优秀的指标中，有几个是国产手机屏幕的突破，比如 120Hz AMOLED，比如 JNCD<0.7 ΔE<1 的高色准，以及原生 10bit。
120Hz 能带来更流畅的动画，同步提高的触控采样率也能让各种操作更跟手，而优秀的色准配合出厂校色，这也是比较少见的，一般来说专业显示器达到 DeltaE<2 就能让人眼看不出区别，DeltaE<1 是非常优秀的水平。
但今天我们要着重聊一聊原生 10bit。
我们都知道绝大部分显示器是通过 R、G、B 子像素来表示颜色的，这三个子像素可以分别调节输出的强度，以此混合形成不同的色彩。
在传统的屏幕中，每个子像素可以输出 8 种不同的强度，我们称之为 8bit，也就是 2^8 = 256 个色彩，3 个通道一共可以输出 256x256x256 种色彩，也就是 1670 万种色彩。
而在 10bit 屏幕中，每个通道可以输出 2^10=1024 个色彩，3 个通道一共可以输出 1024x1024x1024 种，约 10.7 亿个色彩。
色深就好像尺子一样，尺子的刻度越精细，就越能描述细微的色彩区别。
对于广色域屏幕而言，高色深的重要性不言而喻。色域越广，能显示的色彩范围越大，如果广色域配合传统的 8bit 屏幕，那每个 bit 之间代表的色彩差异会更大。
同样是 1670 万色，因为色彩范围更大，相当于每个颜色都分得更开了，而 10bit 屏幕能使得广色域屏幕的显示效果得到显著改善，更精细地描绘跨度更大的色彩空间，专业显示器也普遍是 10bit 就是因为这个原因。
此前，也有一些手机屏幕能通过 8bit + dither 的方式来模拟 10bit，即通过快速在某两个色彩间切换，使得视觉上显示出两个 bit 之间的色彩，这一方法虽然可以改善部分问题，但是还是逊于原生 10bit 的屏幕，这次国产厂家能拿出 native 10bit 的方案，是非常值得夸奖一番的。
这块屏幕在很多方面都非常优秀，如果未来在 MIX 的下一代产品上，我们能看到 QHD 分辨率的版本，那就更好了。
120W 有线 + 50W 无线：充电领域的不断开拓
小米在快充方面的研发一直在进行，早在 2019 年 3 月份，小米的林斌先生就展示过 100W 快充。
小米 Mix Alpha 的时候同样进行过硅基负极材料的电池探索。
而今天，经过一年多的研发，这款产品也终于落地，并且比实验室的 100W 继续提升了 20%。
小米这次走的充电路线是 20V6A 输入，然后分 20V3A 两路，再用定制的 98.5% 转换率电荷泵高效地转换成双 10V6A，再汇流成 10V12A 的电流。
最终就是只需要 23 分钟就可以充满 4500mAh 还不伤电池，很令人印象深刻。
蝴蝶式双电芯描述的是电池的结构，中部走电路，然后左右的电芯看起来就像是蝴蝶展翅一样，这样子可以把保护电路做得更小，然后充电功率翻番。
每个电芯 2250mAh，总容量 4500mAh，这款电池采用了石墨烯导电材料。
据我所知，这应该指的是通过石墨烯复合材料制造导电浆，混合其它原材料搅拌，研磨而成，这一新型材料的商品化，不仅使得高性能电池与极速快充成为可能，更为这类技术的商品化和普及指出了一条道路。
120W 支持亮屏快充，这不仅和全新设计的快充方案有关，和新的散热与控制逻辑也有关系，新的方案基于温度控制，在保证安全的前提下去提升速度。
50W 无线秒充把自家之前的有线快充又暴打了……而且是几乎全程高功率，不到一小时充满，实际充电时间比别家标称 40W 的要快了一半以上。
10W 无线反向充电足够满足对蓝牙耳机，手表，手环一类的低功耗设备充电，够用，非常稳健。
摄影模组：全力以赴
豪威，国产 CMOS 之光
这次的摄影模组非常有趣，采用了国产豪威科技 OV48C 主摄，S5K2L7 担任 2x 定焦，IMX586 担任超长焦，IMX350 担任超广角，S5K3T2 担任前置摄像头。
先聊聊大家最关心的话题：为什么是豪威？
这次豪威 OV48C 的总面积 1/3" 级别，和三星 HMX，HM1，索尼 IMX700 持平。
这是国产 CMOS 厂商首次推出 1/1.3" 尺寸的手机用 CMOS。
这么大的 CMOS 有什么好处呢？答案是抑制散粒噪声，提升信噪比。
图像的噪声来源多种多样，比如 CMOS 的热噪声、复位噪声、读取噪声、电噪声等等，但成像里最主要的噪声源是光的散粒噪声（Shot Noise）——它由量子的随机运动引起，与拍摄环境有关，和 CMOS 性能无关。CMOS 所做的，只不过是把环境噪声忠实地记录下来而已。
散粒噪声有个非常有趣的特点，即它的强度是信号强度的开根，信号越强，噪声也越强，但是信噪比（SNR，Signal Noise Ratio）也在提高。对于摄影来说，信噪比就是画质，信噪比越高，给人的直观感受就是画质越好。
我们需要的是大底带来的信噪比提高的画质，至于在同样大的底里面高像素或者大像素的选型，那取决于厂商的需要，以及供应商的供货能力。
其次，这片 CMOS 的工艺水平也达到了很不错的标准，尽管离最顶级的水平还有一些距离，比如缺少 12bit ADC，读取速度较慢等，但是凭借小米相机团队的调优能力，这枚 CMOS 的实际表现已经站上了世界顶级水平。
这是第一台使用国产 CMOS 登顶 DXOMARK 总分的手机，意义重大。
这也是第一次国产 CMOS 登顶 DXOMARK PHOTO。
是的，我们都知道 DXOMARK 不代表一切，但是，这一时刻依旧值得纪念。
此前无论是小米自己还是友商，登顶 DXOMARK 的手机无一例外使用的都是业界巨头三星或者索尼的传感器，高端手机 CMOS 市场实质上是被日韩两国掌控。
其中索尼半导体的市场占有份额达到了夸张的 50%，三星电子大概在 20%，而 OmniVision（豪威科技）紧随其后，以 10% 的市场占有率位居第三。
OmniVision 原本是一家美国半导体公司，但在 2015 年，我国中信资本，北京清芯华创，金石投资斥巨资收购了美国豪威，而在去年五月，我国的韦尔股份又斥资 153 亿收购了北京豪威。
豪威是我国仅次于海思、紫光的第三大 IC 设计公司。
豪威在 CMOS 领域颇有建树，在车载 CMOS 领域市场占有率一度高过行业巨头索尼。
但是长期以来，高端智能手机 CMOS 市场被日韩厂商占据，豪威迫切需要一枚能证明自己开发能力的顶级手机 CMOS。
但是市面上这么多手机厂商，又有多少愿意冒着自己旗舰的名声和风险，去选购一枚国产 CMOS 呢？要放弃成熟的索尼和三星调优经验，把自己旗舰的摄影能力和国产 CMOS 绑定，难，要把自己的 10 周年纪念版放进去进行豪赌，更是难上加难。
但是小米选择在自己 10 周年庆这台最重要的这台机器上，全力支持国产 CMOS 厂商。
小米 10 至尊纪念版在选型的时候，经过各方面的对比和考量，最终选择了国产的 CMOS，这是需要巨大的勇气的，而配合豪威一起把这块 CMOS 调到 DXOMARK 榜单第一，这是需要能力的。
此前某家的影像算法团队，有不少是来自于 Nokia 北欧研究部的，可以说是继承了一个很好的底子，在那个基础上继续深耕优化，效果非常不错，作为消费者当然也应该感到开心。
而小米从最开始不重视手机影像系统，到终于意识到手机影像系统的重要性，再到从零开始组建自己的算法团队，并最后用自己源自中国的团队，把国产 CMOS 送上 DXOMARK 顶端，这个过程，不可不畏艰辛，这个过程里的风言风语，不可不谓刺耳。
正如那块 120Hz 的屏幕一样，没错，它们离业界最顶尖的选手还有那么一丢丢的距离，但是作为国产供应链，这是他们能拿出的，最棒的东西了。
如果你是一名想要支持国产 CMOS 的摄影爱好者，那么考虑一下小米 10 至尊纪念版吧，这枚 OV48C，从各种意义上，都是国产 CMOS 之光。
我们都知道，索尼在切入并取得智能手机市场的 CMOS 霸主地位后，就有了属于自己的试验田，通过巨大的出货量可以快速迭代技术，规模化经济提高良率和性能，最终再反哺自己的相机 CMOS。
这次豪威的 OV48C 如果能得到市场支持，我相信这个正反馈一定能激励更多的研发投入，或许有一天，我们也能看到用上国产 CMOS 的旗舰相机。
所有的摄影师都有国产相机梦，但此前受制于国内孱弱的半导体行业，这个梦想显得是那么遥远，而这次小米 x 豪威的组合，似乎让那个很遥远的梦想，有一丝丝照进现实的希望。
Dual Gain？不，是 DOL-HDR 哒！
摄影爱好者都知道双增益（Dual Gain）技术的魅力。
这个技术，在电影机行业里也被应用，利用它可以实现双原生 ISO（Dual Native ISO）。
通过在背照式 CMOS 上布置两个增益电路，可以获得一个低增益模式和一个高增益模式，在高增益模式下，通过切换到一个较小的 FWC，进而将读取噪声抑制到几乎不可见的程度，进而提升弱光表现。
这一技术在索尼、尼康、富士的相机中都有应用，而佳能最新发布的 EOS R5，也首次采用了这个技术，从而使得弱光动态范围大幅度提升。
布置双增益电路有诸多好处，其中一个是最常见的，在弱光下切换到高增益模式（HCG）获得更好的动态范围。
另一个就是同时利用两个增益电路读出，再在后期信号处理的时候将两个部分缝合，从而获得惊人的动态范围。这一技术在 ARRI 的电影机上被使用，在佳能最近推出的 C300 Mark III 上也有，被称为 DGO（Dual Gain Output）。
但这种技术，在手机上是有应用局限性的，其中一个就是，手机的底对比相机还是太小了，所以占绝对主导的是光的散粒噪声，因此即使使用 HCG，其获得的提升也有限。
因此，手机上一般还是使用多帧合成或者同帧不同曝光的思路来合成。
这条技术路线也经过了很多的发展，这次小米提到的：芯片级单帧逐行 HDR 技术，其实就是行交织 HDR（DOL-HDR）的另一种叫法。
DOL-HDR 是一种相对较新的技术，它是基于 BME/SME-HDR 改进而来的。
这两个技术最早是用在工业 CMOS 上面，首次搭载它的手机 CMOS，据我所知应该是 IMX378，就是小米 5S 上面用的那块。
这两个技术都是为了在单帧内实现 HDR，通过 CMOS 逐行读取，并且设置不同的曝光时间，最后输出一张 HDR 图片。
其中 BME-HDR 意为 binning multiplexed exposure，也就是合并像素，每两行像素设置不同的曝光时间，最后合并（binning），但它的劣势是会损失像素。
而 SME-HDR 则是 spatially multiplexed exposure，需要通过特殊的算法，然后对传感器上进行棋盘分割并且独立设置曝光时间，最终再合成。
但随着实践，我们发现这两个模式并不好用，合成效果也比较一般，尽管索尼在 IMX378 中宣传过，但其后发布的新智能手机 CMOS 都不再宣传这两个功能，我们也没有看到新的应用。
通过改进这两个技术的缺点，新一代片上 HDR 技术——DOL-HDR 出现了。
那么什么是 DOL-HDR 呢？
DOL 的意思是 Digital Overlap。
我们先来看一下 CMOS 时序图，上面是传统的曝光模式，下面是新的 DOL-HDR 模式。
这是索尼 IMX461 传感器的 datasheet 的时序图。
我们都知道除了极少数的全局快门传感器以外，CMOS 都是用的滚动/卷帘快门，也就是说 CMOS 在完成一张画面的时候需要从上向下逐行读取，图的上半部分展示了 IMX461 进行 4 帧读取的情况。
而在 DOL-HDR 模式里，我们可以看到一个很有趣的情景，在一帧画面里，CMOS 进行了两次读取，这是怎么做到的呢？
答案就是利用电子卷帘快门。
CMOS 读取的本质是 ADC 对像素进行模拟-数字信号的转换，而在这个过程中会引入信号放大的过程，即增益，一块 CMOS 有着很多的 ADC，那么我们可以分配一半的 ADC 来进行长曝光的读取，一半的 ADC 进行短曝光的读取。
在长曝光（LEF）读取开始后，CMOS 开始读第一行，第二行，第三行……然后另一半的 ADC 开始从第一行开始进行短曝光（SEF）读取，第一行，第二行，第三行……
最终获得一张 HDR 图像。
但这个方式也不是完美的，很显然，DOL 不是用所有的 ADC 完成一帧的读取，只用了一半，所以总的读取时间会翻倍，换句话说也就是果冻会翻倍，好在 OV48C 读取速度还算不错，对于静态拍摄来说，这一点增加的果冻效应并不会有什么影响。
而相对于包围曝光，它解决了最大的问题——两帧率之间差距过大导致的动态模糊问题。
对于包围曝光（Bracketing），打个比方，如果需要 1s 来完成一帧的读出，第一帧获取的是 0-1s 的信息，然后第二帧则是获取 1-2s 的信息，如果有移动，那么第一帧和第二帧就会出现合成失败导致的鬼影的问题。
但 DOL-HDR 完成一帧的读取可能需要 2s，第一帧获取的是 0-2s 的信息，第二帧可能获取的是 0.1-2.1s 的信息，即使有东西移动，它的绝大多数运动都会同时被捕捉下来，也就是所谓的重叠（Overlap）因此，画面不会爆死，不会出现运动物体影响拍摄的问题。
对于 OV48C 来说，它更进一步，可以同时进行高曝光，中曝光，低曝光三种曝光的读取。
此外，它还可以向后端提供 HDR 图像。
因此，在取景器里就可以做到所见即所得，如果没有这个技术——那么要么就是取景器不能反映真实成像效果，要么就是需要像 Google 一样用 AI 算法去实现 HDR 预览，或者需要使用欠曝图像提亮来模拟 HDR 效果，那样子的效果比较一般。
DOL-HDR 这一技术最开始也是被应用在监控/工业类传感器的，现在普及到智能手机上是个好事，此前 iPhone 上也广泛应用了 DOL-HDR 实现很高的动态范围，iPhone 前后几个摄像头都能做 DOL-HDR，在硬件上是很不错的，所以很多人都说 iPhone 预览和拍出来的效果比较接近，其实也有这一部分的原因。
这次小米也实现了这样的应用，值得称赞。
DOL-HDR 还有一个好处，就是因为单帧（虽然时间会比传统单帧长），所以点快门就可以秒出片，非常接近 ZSL HDR 的效果，Zero Shutter Lag HDR，零快门延迟，点按就拍。
对整个拍摄体验的提升是巨大的，根据实际测试的情况来看，小米 10 至尊纪念版秒出图的场景，部分竞品需要按下快门 - AI 识别 - 等待 5s 合成。
均衡，强大的组合——从超广角到超长焦
虽然宣传的是 120x 超级变焦，但作为一名摄影爱好者，我们更关心的是最常用焦段的性能。
超广角 IMX350 - 超超超超超超超超超超超广的
小米 10 至尊纪念版这次选用的是 IMX350 作为超广角，换了镜组，镜片数量来到 7p，视角来到 128º 等效约 12mm，是目前手机上最广的超广角，没有之一，做到了真 0.5x。
新加入的超广角夜景模式也意味着夜间拍摄城市风光，或者建筑更加方便。
2000 万像素 30FPS，4K60p 输出，意味着这枚 CMOS 可以被用于超级增稳视频的拍摄。
对于手机来说，拍到的优先级永远要高于拍好，这也是 DXOMARK 超广角评分中对广度权重那么高的原因之一——有大底超广角当然是好的，但是如果受制于体积，镜组规格视角太窄，其可玩性反而会下降。
这个超广角尺寸 1/2.7" 并不是太大，原因也是我说到的镜组限制，好在白天光照充足的环境下单帧画质也不会有问题，而到了晚上则是可以利用高速读出来堆栈改善画质。
S5K2L7 - 最好的 2x，没有之一
作为等效 2x 的镜头，视角大概在 50mm，很多厂商直接跳过了这个规格，因为省下来的空间可以被拿去刷长焦分，这个 2x 干脆用主摄裁切就好了。
但摄影爱好者一定知道 50mm 这规格是多么的重要，所以这次小米继续沿用了小米 10 Pro 上的这个 2x 我是很开心的。
S5K2L7 就是三星版本的 IMX362/363，支持 DPAF，全像素对焦，对焦灵敏，而且可以输出深度图，这也使得小米在没有利用 ToF 传感器的前提下就做出了目前手机里最好的虚化效果。
这一技术最早在 Pixel 2 上出现，在 Pixel 4 上进化为 DPDM + SDM 混合，此后，再通过反卷积去模拟焦外，这次小米也利用了类似的技术，但实现更好。
IMX586：当主摄来干长焦的活儿
这次小米可以说是用上了三主摄方案：1/1.3" 市面上最大的主摄 CMOS 之一，IMX586 （前）主摄充当长焦，S5K2L7 （前）主摄充当 50mm 标准镜头。
4800 万像素，f/4 左右的光圈，约 5x 的变焦倍率，通过和 2x 的数码裁切接力，小米 10 至尊纪念版在 1x - 10x 之间几乎都是等效规格最高的手机。
当然配合 MFNR 等技术，数码变焦可以一直飙到 120x，不过日常里我们是用不到的啦……
而且这次小米调得比三星 S20 Ultra 好太多了，目前手机上效果最好的超长焦，没有之一。
关于这次选型的几点思考
这次小米已经证明了很多事情，一方面是相机部门有着足够的能力去优化多枚不同型号的 CMOS，并且都把它们做到业界顶尖水平。
其次，证明了我一直以来强调的一个观点：RYYB 没有卵用。
事实就是，只要算法够强，底够大，一样能做出顶级的效果，RYYB 那一丁点多的进光量真的是没有什么意义，并不能拉开质的差距，但是引入的问题确是需要解决的，色彩，白平衡。
明明靠多堆几张就可以解决的事情，一定要去创造本来不需要解决的问题
小米这次的方案我非常喜欢，但是还有提升空间。
比如……既然三个主摄都做出来了，那么把 IMX350 换成 HMX 来个四主摄如何？（笑
至于那个的效果，敬请期待吧。
而且如果豪威能开发出顶级的主摄 CMOS，那么未来我们有没有可能看到更多使用国产 CMOS 的手机呢？比如双主摄三主摄都用豪威的 CMOS？这或许并不是痴人说梦。
总结
小米 10 至尊纪念版是小米 10 年来手机开发的集大成者，无论是多种材质，顶级的配置，抑或是首次利用国产方案登顶 DXOMARK，还是首次在旗舰机上用上了顶级的国产高刷屏幕，都显示了小米在这台手机上下的心血，和扶植国产供应链的决心。
我希望在未来看到国产元器件能更多地应用到旗舰手机里，也在此祝小米澎湃的开发顺利，愿有一天我们能看到一个澎湃芯的小米旗舰。
用十六个字形容这台机器：非常全面，几无短板，售价良心，值得购买。
