为什么手机摄像头一个不够要来两个?

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4100万像素、F2.0光圈、背照式感光元件、6P 镜头外加光学防抖、相位对焦、近些年来,这些拍照相关的技术革新越来越频繁,但是现在手机的摄像头数量也随之变化,这究竟是为什么呢?难道真的是要“双眼看世界”的节奏吗?未来双摄是否会取代单摄呢?接下来让我们给大家解读解读。

现在智能手机挑战在于:如何才能令下一代智能手机产品的拍照体验,再一次让用户感到惊艳?毕竟因为手机物理体积的限制,摄像头的 CMOS 与镜头的体积很难再增加,换言之,进光量以及 CMOS 的单个像素点的面积也都很难增加,在这样的情况下,再盲目提高像素,反而会令单像素点的面积减少,感光能力变差,导致成像质量下降。

因此手机摄像头成像质量的提高,关键点在于提高 CMOS 的感光性能。而这一点则和镜头的进光量与 CMOS 的单个像素点的面积有关(面积越大,感光越好)。也因为手机镜头的面积很难扩大的关系,所以手机厂商们绞尽脑汁,在拼命提高 CMOS 的光学利用率,所以才会采用设计更加合理的背照式传感器。但是像素点面积越高而 CMOS 尺寸不增加的情况下,它的像素数就会降低会损失照片细节,所以并不是一味增加像素点的大小就好,所以增加摄像头是目前的一个折中的方案,具体怎么实现我们下面来讲。

早在2014 年初,试图在令手机成像质量媲美单反的以色列初创团队 Corephotonics MWC 上展示了自己的双摄像头技术。他的每个摄像头像素都为 800 万,每个摄像头拥有独立的光学模组,一个用于广角、一个用于长焦,可实现无损光学变焦的效果。在拍下了照片之后,Corephotonics 的技术会比较两颗摄像头的成像,而将成像知道较好的像素挑出来,再合成一张 1300 万像素的照片。

现在高通已经与 Corephotonics 合作,为智能手机厂商提供双摄像头的技术解决方案。此前高通举办的会议上,鲍山泉透露,Corephotonics 为高通提供双摄像头部分和部分算法,而高通则提供后处理的硬件盲儿部分算法。

当不少厂商看到双摄的前景的时候,不少厂商推出了各种各样的双摄方案,大致也分为以下几种:

一、景深双摄

景深双摄采用两颗像素数量不同的传感器,其中像素较多的为主摄像头,像素较少的为副摄像头。在开启景深双摄后,主摄像头负责拍摄照片,副摄像头则负责记录取景器中各焦平面的景深信息,并交由处理器进行计算,进而添加虚化效果。使用景深双摄,你可以通过加特技的方式获得可调节强度的浅景深观感,而多数景深双摄机型的虚拟光圈都能够提供等效F/0.95到等效F/16之间的调节,光圈越大浅景深效果越强。

虽然绝大多数厂商在宣传自家的景深双摄机型时都想尽了办法拍摄焦平面较少的场景并尽全力修出好看的图片,但正如淘宝卖家秀和买家秀的关系一样,用户拿到了景深双摄机型后难免拍摄复杂场景,此时厂商软件算法的无力便展露无遗了。

毕竟景深双摄是全靠软件“P实现,而只要光环境稍加复杂,用来记录景深信息的那颗规格较差的传感器就无法正确记录信息,这导致景深双摄的实际效果和适用范围都非常有限最后呈现的效果也比较有限,算是目前在低端机上比较多的解决方案。

二、黑白+彩色双摄

黑白+彩色双摄在2016年开始大行其道,这也是所有双摄种类中唯一被动触发的双摄——无需按下什么按键或开关,只要你打开相机,黑白+彩色双摄就会开始工作。

 

黑白+彩色双摄采用两颗规格相同的传感器,其中一颗记录色彩信息,另一颗记录下除色彩之外的一切画面信息。用户按下快门后,ISP取黑白传感器拍下的黑白照片并用彩色传感器记录下的色彩进行上色,并生成最终的成像。

那么,黑白+彩色双摄的用处是什么呢?

单摄像头手机仅通过一颗传感器就要完成对焦、记录细节和色彩这三项工作,而由于传感器上的每个像素只能记录下一种色彩,因此造成了手机在成像之后需要先缩小图片再利用软件算法还原出整张照片的色彩并重新放大,相当于绘画时一个人一边画轮廓一边上色,这么一折腾之后照片上的细节就会严重丢失。而黑白+彩色摄像头通过不记录色彩的黑白传感器记录下所有的细节,相当于两人协同作画,一人画轮廓、另一人上色,只要软件算法能够完美地将两幅成像合成在一起,我们就可以获得解析力超高的照片。

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双摄获得更好的照片


另外,由于黑白传感器也可以作为副摄像头来使用,因此多数黑白+彩色双摄机型也都提供景深双摄功能,且由于传感器规格的强大,这类机型的大光圈效果要比一般景深双摄更加到位。

三、双定焦双摄

这类双摄拥有广角+标准和标准+长焦的两种细分,同样是2016年开始出现,用户在使用时需要切换两个摄像头来完成不同需求下的成像。


双定焦双摄在使用方法上更加接近单反的两个定焦镜头——它们都是通过切换定焦镜头的方式来达到焦距的变化,从而拍摄特写照片或远景照片。这类双摄的两个摄像头不能同时成像,对于传感器没有固定的需求,但如果希望两个摄像头的成像素质基本相同的话,还是需要统一传感器的规格


那么,如何区分广角双摄和长焦双摄呢?一般手机拍照的标准焦距都在等效35mm左右,广角双摄的两个摄像头在保留标准焦距的同时加入了短焦距摄像头,用来拍摄广角照片;而长焦双摄加入的则是长焦距镜头,比如iPhone 7 Plus35mm70mm就是一个典型长焦双摄,其70mm镜头更是可以实现标准焦距基础上的2倍光学变焦,可以用来拍摄远处的细节物体或实现特写拍摄。


双定焦双摄也是在成像过程中唯一不需要特殊软件算法介入的双摄,因此这类双摄除了能够无损改变焦距以外,并不具备其他的功能。

 

总结了这么多的,相信大家也能发现,双摄相比的单摄在成像方面提升了不少,在有限的机身内,获得了最佳的拍照效果,今年我们可以看到双摄基本已经成为目前手机的标配,如果没有双摄的手机我估计都不好意思拿出来卖了。

来源: 手机之家

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