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手机摄像头的前世今生 好似一局绝地求生

导读: 纵观手机摄像头这18年的发展,我们发现它的功能与手机所处的发展阶段紧密相关。

2012年,光学防抖技术诞生

在绝地求生游戏里,人们最爱用的步枪之一便是M416,因为这把枪射击的时候稳,让你枪枪到肉的打在敌人身上。但这种稳定性并不是在你刚拿到枪的时候就能体会到,而是需要握把,尾拖等配件的加持下,来减小步枪射击时横轴与纵轴的后坐力。

手机摄像头的前世今生 好似一局绝地求生

Lumia 920

2012年,诺基亚推出Lumia 920配备了卡尔蔡司认证镜头以及OIS光学防抖技术。这一技术通过镜头的浮动透镜来纠正“光轴偏移”。其原理是通过镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动,然后将信号传至微处理器,处理器立即计算需要补偿的位移量,然后通过补偿镜片组,根据镜头的抖动方向及位移量,利用之前提到的VCM音圈马达的原理对镜头加以补偿;从而有效地克服因相机的振动产生的影像模糊。这种防抖技术对镜头设计制造要求比较高,而且成本也相对高一些。

光学防抖功能的效果是相当明显的,一般情况下,开启该功能可以提高2-3档快门速度,降低手持拍摄产生模糊不清现象的几率。

2012年,4100W像素手机诞生

手机像素就好比游戏中自动步枪的子弹,如果一梭子子弹能容纳更多的数量,那么你的攻击能力(画质)就会显著提升。手机行业的像素一直都在进步,因为只有更高的像素,才能为图像带来更多细节。甚至CCD传感器被CMOS传感器所取代,一大原因也是CMOS能够带来更高的像素数量。

手机摄像头的前世今生 好似一局绝地求生

诺基亚808 PureView

诺基亚对于拍照功能的探索可以用领先一个时代来形容。2012年诺基亚推出808 PureView,一款拥有令人乍舌的4100W像素手机,这样的参数即便是单反相机,也很难企及。而6年后的今天,有一款同它一样的配置手机,同样以此作为卖点。

2013年,Ultrapixel技术带来2μ像素尺寸

在手机领域,像素数量与像素尺寸是两个矛盾的概念。像素尺寸就好比游戏中子弹的口径,越大的子弹杀伤力(画质)就会越强。但由于子弹口径增大,势必会更占地方,所以在子弹匣容量不变的前提下,装载的子弹数量就会减小。

放在手机上也是同理,由于手机轻薄的体积,感光元件的尺寸无法做大,所以如果追求高像素,那么单个像素的面积便只能控制的较小,一般会在1.2μ左右。

手机摄像头的前世今生 好似一局绝地求生

HTC One M7

然而,HTC选择了增大单个像素的面积,从而带来让单个像素拥有更高的进光量,以此获得更优秀的夜间拍照体验。2013年2月19日HTC发布的新一代旗舰型智能手机HTC One M7。该机搭载自主研制的Ultrapixel(简译为“超像素”) 摄像头,最大的特点是拥有2μ超大像素,感光率比普通手机摄像头的高出300%。然而遗憾的是,同样因为高像素尺寸,使其摄像头的像素数量仅有408W。

2013年,首款双色温闪光灯诞生

我们知道,但凡是高端相机,一般都会采用氙气闪光灯作为补光设备,一方面是因为它的光线强度更强,另一方面,也是因为它的色温非常接近太阳光的色温,从而令拍摄的照片更易于控制白平衡。

手机摄像头的前世今生 好似一局绝地求生

iPhone 5S

然而随着手机行业进入到智能机时代,轻薄的外观决定LED光源才是最优的补光材料。它有节能,体积小巧的优点。尽管亮度不及氙气闪光灯是客观事实,但是色温的问题却可以通过技术手段解决。而2013年苹果推出的iPhone 5S采用了双色温闪光灯,便是通过调节两个不同色温闪光灯的光线强度,从而改善拍摄环境的色温水平,已达到成片的真实色彩还原。从后续友商的跟进情况便可以看出,这是一套成熟且有效的方案。

2014年,激光对焦技术与相位对焦技术(PDAF)在手机应用

在前文中,我们将对焦技术看做是绝地求生游戏中的准星,如果说最开始的反差对焦是机瞄的准星,那么激光对焦以及相位对焦技术则可以看做是红点或者全息瞄准具,能够带来更快的瞄准速度(对焦速度),并且能够适应更多环境。(暗光环境)

2014年2月的MWC大展上,三星推出旗舰Galaxy S5,该机首次搭载PDAF相位对焦技术。该技术采用的图像传感器,感光区域中的部分像素点被牺牲掉,这些像素被称为掩蔽像素(Masked Pixels),是成对使用的。像素之间的距离、结合它们的相对变化,就可以帮助系统决定镜头到底需要为准确对焦而移动多远。就像人的双眼能够辨别物体远近一样。

有了此对焦系统,手机的对焦就不用像传统反差对焦那样,来回调整焦距(俗称拉风箱)才能断定正确的焦点了。总之,这一技术可以显著提升对焦速度。后来苹果也在iPhone 6上搭载了这一相位对焦技术,名叫Focus Pixel。

手机摄像头的前世今生 好似一局绝地求生

LG G3

同年5月,LG发布2014年度旗舰LG G3,让人眼前一亮的是,LG G3不仅配备双LED闪光灯,更拥有具备激光自动对焦功能的传感器。该传感器会从和摄像头同侧的一个窗口中发射出一道锥形激光光束,不断的反复根据激光反射回来的时间长短来判断物体的距离,继而完成对焦。

该技术使对焦速度达到276毫秒,甚至比人眨一下眼还要快。并且,由于它采用主动发射的对焦技术,所以在暗光环境下,也能带来迅速准确的对焦体验。不过它也有个弊端,就是因为激光发生的功率有限,所以只能对焦近处的物体。

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