【PConline 雜談】講真，2016年的手機(jī)攝像頭發(fā)展，似乎有點(diǎn)超乎預(yù)期，不論是攝像頭硬件還是軟件優(yōu)化，都有讓人意想不到的驚喜。有手機(jī)行業(yè)“燈塔”之稱的蘋果首次推出雙攝手機(jī)，并且在虛化算法上面成為行業(yè)標(biāo)桿，而讓華為在2016年手機(jī)市場高歌的“彩色+黑白”雙攝也進(jìn)化到第二代，雙攝新品手機(jī)也開始下探到1099元的國民級價(jià)位，這樣的事件都宣告雙攝手機(jī)走向大眾化，2016年在手機(jī)行業(yè)也有著雙攝元年的稱號。
除了雙攝手機(jī)，單攝手機(jī)也邁向更為成熟的階段，一些實(shí)力雄厚在供應(yīng)鏈有話事權(quán)的品牌，甚至與索尼共同研發(fā)出獨(dú)享的傳感器，如魅族的IMX386、OPPO的IMX398等等。
雖然三星Galaxy Note7遭受挫折，但是三星Galaxy S7/S7 edge上面的全像素雙核對焦攝像頭有著“夜視儀”的美譽(yù)（中外科技媒體與消費(fèi)者公認(rèn)目前最佳拍照手機(jī)，沒有之一），讓這款年初發(fā)布的旗艦機(jī)在市場上面依然有著無可匹敵的競爭力。2016年的手機(jī)攝像頭比你想象中更精彩，下面給大家?guī)黻P(guān)于手機(jī)影像的年度盤點(diǎn)。
傳感器：認(rèn)準(zhǔn)大像素就不會有錯(cuò)
2016年的傳感器總體發(fā)展比較理性，真正專注于拍照質(zhì)量上面的提升，“大底”傳感器興起，而主流傳感器都為1200-1600萬像素的區(qū)間，利于廠商制造出單位像素更大的傳感器（俗稱大像素），可以提升弱光控噪性能，可以說“大像素”是2016年傳感器的關(guān)鍵字。
第一梯隊(duì)（1.55μm），谷歌Pixel與小米5s配備索尼IMX378；第二梯隊(duì)（1.4μm），三星Galaxy S7/S7 edge/Note7/W2017配備的索尼IMX260，vivo Xplay6/華碩鷹眼3配備的索尼IMX362傳感器。
谷歌Pixel拍攝
第三梯隊(duì)（1.25μm），華為Mate 9/P9/P9 Plus與榮耀8/V8等配備“索尼IMX286彩色+黑白”傳感器，魅族MX6/PRO 6s/PRO 6 Plus/魅藍(lán)X配備索尼IMX386傳感器；第四梯隊(duì)（1.12μm），努比亞Z11/Z11 mini與一加3/3T等機(jī)型配備索尼IMX298。
小米MIX拍攝
第五梯隊(duì)（1.0μm），小米MIX配備OV16880，小米Note 2與錘子M1/M1L等機(jī)型配備索尼IMX318，性能一般，但可以滿足多數(shù)用戶需要。
光圈：光圈大于F2.0的手機(jī)攝像頭不再罕見
光圈的增大，對手機(jī)來講最有利于提升弱光成像質(zhì)量，大于F2.0的光圈逐漸成為手機(jī)鏡頭的主流，然而在傳統(tǒng)單反鏡頭廠商當(dāng)中，F(xiàn)2.8已經(jīng)可以稱為大光圈。
拿主流廠商來講，蘋果iPhone 7/7 Plus鏡頭的光圈達(dá)到F1.8，三星Galaxy S7/S7 edge達(dá)到F1.7，國產(chǎn)人氣機(jī)OPPO R9的升級版R9s也擁有F1.7的大光圈，提升弱光拍攝性能。從下圖可以看到，從F2.2升級為F1.7光圈提高拍照質(zhì)量，當(dāng)然這里也有新傳感器IMX398的功勞。
值得注意的是，光圈的增大也不是全部都是優(yōu)點(diǎn)，這時(shí)候鏡頭的邊緣銳度更難控制（因此很多廠商都有后期加銳的措施），廣角端拍攝時(shí)容易出現(xiàn)暗角，不過總體來講，利大于弊。
防抖：光學(xué)防抖普及，且與電子防抖共存
光學(xué)防抖已經(jīng)在手機(jī)當(dāng)中普及，蘋果的iPhone 7也與iPhone 7 Plus一樣配備光學(xué)防抖功能（之前只有iPhone 6 Plus/6s Plus支持）。一些旗艦級安卓機(jī)更是擁有更先進(jìn)的四軸光學(xué)防抖功能（小米5、魅族PRO 6s/PRO 6 Plus、錘子M1/M1L、華碩鷹眼3）。
所謂的“四軸”，就是可以實(shí)現(xiàn)橫向＋縱向＋前傾＋側(cè)傾8個(gè)方向的修正抖動，意味著可以應(yīng)對更多復(fù)雜的場景，提高拍攝成功率。值得一提的是，魅族與OPPO在2016年都推出旗下第一臺支持光學(xué)防抖的手機(jī)。雖然一些雙攝像頭手機(jī)也支持光學(xué)防抖，但目前支持光學(xué)防抖的雙攝手機(jī)，都只有其中一個(gè)攝像頭支持。
蘋果iPhone 7 Plus
數(shù)碼防抖也得到發(fā)展不再是雞肋，三軸電子防抖開始出現(xiàn)在索尼IMX318傳感器當(dāng)中，而最近發(fā)布的華碩鷹眼3（IMX362）也支持這項(xiàng)技術(shù)，可以檢測6個(gè)方向的抖動，可以應(yīng)用在錄像/拍照功能上面，而且電子防抖與光學(xué)防抖共存（錘子M1/M1L與華碩鷹眼3同時(shí)支持四軸光學(xué)防抖與三軸數(shù)碼防抖，而iPhone 7/iPhone 7 Plus也同時(shí)支持光學(xué)防抖與電子防抖）。
錘子M1/M1L的攝像頭
根據(jù)索尼官方資料顯示，三軸數(shù)碼防抖內(nèi)置在CMOS內(nèi)部，減少軟件后期的環(huán)節(jié)，為廠商提供便利的解決方案。
對焦：雙核對焦出現(xiàn)，且多家共享
相位對焦與激光對焦對于手機(jī)攝像頭來講，已經(jīng)不是新鮮的東西，然而2016年初的時(shí)候，在手機(jī)攝像頭上面出現(xiàn)了更快的對焦技術(shù)，那就是三星Galaxy S7/S7 edge上面的全像素雙核對焦技術(shù)。
普通相位對焦；全像素雙核對焦
全像素雙核對焦技術(shù)被最先應(yīng)用在佳能單反70D上面（利于相差檢測原理，算是相位對焦的衍生技術(shù)），能提高成像的對焦和跟蹤對焦速度。
全像素雙核對焦可以簡單理解成多了一個(gè)光電二極管
全像素雙核是指把CMOS里的全部像素點(diǎn)一分為二（雙核），而兩個(gè)像素點(diǎn)可以獨(dú)立成像，然后計(jì)算機(jī)能通過對比兩個(gè)獨(dú)立成像之間的差別，計(jì)算出被攝對象與我們的實(shí)際距離，從而實(shí)現(xiàn)快速對焦和跟蹤對焦。
IMX398傳感器
然而除了全像素雙核對焦之外，還有支持雙核對焦技術(shù)的IMX398傳感器出現(xiàn)（OPPO與索尼共同研發(fā)，R9s/R9s Plus搭載），后者相對于前者來講，對焦點(diǎn)的密度有所下降（IMX398不是所有像素都支持對焦），但成本更低利于普及，而且對焦速度仍然比一般的相位對焦快。
魅族PRO 6 Plus
此外，激光對焦也得到普及，在魅族PRO 6/6s/6 Plus，錘子M1/ML這些機(jī)型上面，都出現(xiàn)了激光對焦技術(shù)，且與相位對焦、反差式對焦共存，形成三種對焦方式組成的混合對焦模式。
圖像融合算法：以后拍妹子不拿單反
現(xiàn)如今雙攝組合具有更大的想象空間，從兩組對稱的感光元件，到明確劃分主副攝像頭，乃至出現(xiàn)彩色+黑白、廣角+長焦等方案。除了LG G5等極少數(shù)機(jī)型外，兩顆攝像頭一般要進(jìn)行圖像融合，最普遍的例子就是利用雙攝視覺差，實(shí)時(shí)模擬淺景深效果。
1、景深虛化
盡管背景虛化是雙攝的基礎(chǔ)應(yīng)用，但真正實(shí)現(xiàn)起來并不容易，尤其是在復(fù)雜背景下很容易露餡。按照當(dāng)前算法實(shí)現(xiàn)的程度，人像模式應(yīng)該是最適用的場景，而iPhone 7 Plus、Xplay6、Mate 9等高端機(jī)型被認(rèn)為是當(dāng)中做得最好的。
此外，前置雙攝也是2016年手機(jī)拍照的最大驚喜之一。vivo X9采用2000萬像素（IMX376傳感器）+800萬像素（景深副攝像頭）的搭配，雙攝像頭協(xié)同自拍，對不同遠(yuǎn)近的拍照物體精確分層，讓人物主體對焦銳利突出，層次線條分明。
2、無損變焦
雙攝方案解決的第二個(gè)痛點(diǎn)是無損變焦，不僅僅廣角+長焦方案可以做到，彩色+黑白方案也能達(dá)到近似的效果。前者通過切換到56mm長焦鏡頭，將遠(yuǎn)景拉近到跟前。雖然本質(zhì)上仍是兩個(gè)定焦鏡頭，但iPhone 7 Plus對數(shù)碼變焦進(jìn)行了優(yōu)化，模擬全程光學(xué)變焦體驗(yàn)。
彩色+黑白實(shí)現(xiàn)雙攝變焦比較有意思，黑白攝像頭記錄2000萬像素的圖像細(xì)節(jié)后，通過截取1200萬像素的畫面實(shí)現(xiàn)變焦效果，然后“填充”彩色攝像頭記錄的色彩信息輸出1200萬像素的樣張，因此無需切換攝像頭，變焦過程更平滑。
3、超級夜景
雙攝解決方案解決的第三個(gè)痛點(diǎn)是增大進(jìn)光量，改善夜景表現(xiàn)。彩色攝像頭捕捉顏色并進(jìn)行還原，黑白攝像頭則用于畫面細(xì)節(jié)的捕捉。在噪點(diǎn)、亮度、色彩、細(xì)節(jié)等圖像質(zhì)量方面達(dá)到一個(gè)最好的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)“超級夜景”。
雙攝成像不僅對CMOS等硬件進(jìn)行定制，更要花費(fèi)大量精力優(yōu)化算法，這當(dāng)中涉及前瞻的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。手機(jī)廠商除了自主研發(fā)圖像融合算法外，還可以與第三方解決方案提供商如虹軟（ArcSoft）等共同開發(fā)，以便降低時(shí)間開銷。
上游ISP方案：更好的成像效果，也有更好玩的功能
雙攝像頭協(xié)同工作給圖像信號處理器（ISP）造成巨大壓力，高通在驍龍820/821上集成Spectra圖像信號處理器（14位雙ISP），支持雙相位對焦（2PD），運(yùn)用算法混合兩個(gè)攝像頭各自捕捉到的數(shù)據(jù)，融合并快速同步處理來自兩個(gè)攝像頭的數(shù)據(jù)。
高通Clear Sight技術(shù)支持彩色+黑白攝像頭，兩顆攝像頭焦距相同但圖像傳感器不同：彩色攝像頭模仿視錐細(xì)胞，黑白攝像頭模仿視桿細(xì)胞提高細(xì)節(jié)層次，減少噪點(diǎn)，Clear Sight融合算法利用這一優(yōu)勢，提高分辨率，降低最終圖像中的噪點(diǎn)。
作為聯(lián)發(fā)科在2016年的當(dāng)家花旦，Helio X20/X25處理器集成雙通道Imagiq ISP，支持黑白+彩色的雙攝像頭設(shè)計(jì)，利用景深圖將照片中的拍攝主體與背景映射到多個(gè)圖層，智能識別主體和背景，讓后期景深調(diào)節(jié)成為可能。
聯(lián)發(fā)科技曦力X20具有“大光圈實(shí)時(shí)景深攝錄”功能，內(nèi)置3D立體傳感器，可實(shí)時(shí)抓取景深圖（depth map）,而且光圈值<>
千元雙攝普及：1099元國民級價(jià)位
雙攝像頭手機(jī)在2016年迎來爆發(fā)式增長，雙攝以相當(dāng)快的速度下放到千元機(jī)型，早已不再由高端旗艦獨(dú)占。我們大致羅列了一些具有代表性的手機(jī)，可以發(fā)現(xiàn)彩色+黑白方案是目前的主流配置，并且各家方案的相似程度比較高。
隨著供應(yīng)鏈解決方案日漸成熟，雙攝手機(jī)已下探到1099元的國民價(jià)位，價(jià)格上沒有什么門檻?？梢灶A(yù)見，2017年手機(jī)廠商會把雙攝當(dāng)作基礎(chǔ)性配置，不過拍照算法仍然需要時(shí)間積淀，這就取決于各家的用心程度了。
總結(jié)
2016年最佳拍照手機(jī)基于常規(guī)的單攝像頭方案，證明軟硬件契合才是拍出好照片的王道。然而我們認(rèn)為雙攝設(shè)計(jì)更有可能是未來的趨勢，不僅僅因?yàn)槠溟T檻大大降低，更因?yàn)槭请p攝非常適合小體積、高集成度的應(yīng)用場景，這意味著手機(jī)不再亦步亦趨地跟隨單反。
誠然當(dāng)前雙攝算法上存在不足，但給科技以時(shí)間慢慢打磨，終將會綻放耀眼光芒。雙攝時(shí)代已經(jīng)開啟，曾經(jīng)的先驅(qū)HTC恐怕有些遺憾了。
聯(lián)系客服
