此前，红米Note 7搭载的4800万像素镜头，由于采用了三星GM1 CMOS，曾和荣耀爆发过口水战。主要槽点在于，三星GM1并非硬件直出4800万像素，而是通过像素插值实现。不过，这一次小米9的三镜头主摄则用了索尼的IMX586传感器，直接硬件直出4800万像素。 今日，雷军在微博上科普称，索尼IMX586不仅画幅更大，细节更多，解析力更强。在放大的过程中细节清晰展现（“放大镜”），还可以裁切实现超长焦段才会有的变焦能力（“望远镜”）。 小米9搭载索尼目前像素最高的IMX586，1/2英寸超大底，更能硬件直出4800万像素照片。 此外，IMX586还支持四合一成像，单个像素感光面积是原来的4倍。合成后1.6μm的大像素，夜晚拍照优势尽显，不仅画面亮度更高，纯净度也好，看看黑色的天空就会知道。夜晚拍照还有神奇的“超级夜景”。
据悉，小米9三个镜头分别为： 1、4800万广角镜头，f/1.75光圈，6P镜头，索尼IMX586传感器，1/2英寸超大感光面积，超高解析力可以看到更多的细节； 2、1200万人像镜头，f/2.2光圈，6P镜头，背景虚化，2倍光学变焦； 3/4、1600万超广角镜头，f/2.2光圈，6P镜头，117度，可以拍下更多内容。这个镜头同时支持了4cm微距； 5、2000万前置镜头，支持小米AI美颜所有功能。 此外，小米9还支持反差、相位、激光进行混合对焦，三个镜头同时采用了闭环马达，对焦和成像速度堪称是小米之最。
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