有消息稱，蘋(píng)果將在2019年發(fā)布的新一代iPhone將首次引入三顆（后置）攝像頭，帶來(lái)更高倍數(shù)的光學(xué)變焦和拍攝質(zhì)量。可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)的智能手機(jī)將展開(kāi)新一輪以數(shù)量換質(zhì)量的多攝戰(zhàn)役。
而今天，智趣狗就和大家聊聊手機(jī)攝像頭是如何成功“脫單”的。
2000年9月，夏普帶來(lái)了首款內(nèi)置11萬(wàn)像素CCD攝像頭的手機(jī)——J-sh04。至此，手機(jī)圈的攝像頭開(kāi)始了從無(wú)到有，從單到多的旅程。
時(shí)至今日，前置雙攝、后置三攝已然成為了不少新品的主打賣(mài)點(diǎn)。那么，如何才能衡量一款手機(jī)拍照效果的好壞呢？
堆像素已走到盡頭
步入智能手機(jī)時(shí)代后，眾多手機(jī)廠商曾針對(duì)像素值進(jìn)行過(guò)一番“軍備競(jìng)賽”。比如，第一代iPhone配備了固定焦距的200萬(wàn)像素?cái)z像頭、iPhone 3GS帶來(lái)了320萬(wàn)像素自動(dòng)對(duì)焦攝像頭，隨后智能手機(jī)攝像頭還逐漸經(jīng)歷500萬(wàn)、800萬(wàn)、1200萬(wàn)的進(jìn)化……
直到諾基亞808 PureView和lumia 1020達(dá)到了巔峰，4100萬(wàn)像素?cái)z像頭傲視群雄，堪稱手機(jī)中的單反機(jī)。
隨著諾基亞的沒(méi)落，以Android系統(tǒng)為代表的手機(jī)圈卻逐漸走向了和堆像素背道而馳的道路。
2016年，很多手機(jī)都以武裝邁過(guò)2000萬(wàn)像素門(mén)檻的攝像頭為榮，比如努比亞Z11 mini S的2300萬(wàn)像素、錘子M1的2300萬(wàn)像素、小米Note 2的2256萬(wàn)像素等等。
然而，進(jìn)入2017年后，眾多旗艦手機(jī)卻紛紛將主攝像頭的像素值控制在1200萬(wàn)像素。
難道手機(jī)拍照比拼的不是像素值越大越好嗎？
影響拍照的三駕馬車(chē)
攝像頭像素值越高，意味著可以拍出更高分辨率的照片，但也僅此而已。
對(duì)智能手機(jī)而言，更快的對(duì)焦速度、更好的降噪效果、更真實(shí)的色彩還原、更少的細(xì)節(jié)損失才是王道，而這些可不是依靠單純的堆像素可以實(shí)現(xiàn)的。
真正影響手機(jī)拍照成像效果的，還是影像傳感器、光學(xué)鏡頭和影像處理器這“三駕馬車(chē)”。
影像傳感器：即攝像頭傳感器（CMOS），比如索尼IMX519、三星ISOCELL Fast 2L3、豪威OV16880等等。傳感器將決定攝像頭的像素值、是否支持相位對(duì)焦和全像素雙核對(duì)焦、傳感器尺寸和單像素面積等核心參數(shù)。
傳感器越先進(jìn)，意味著手機(jī)將獲得越好的拍攝潛力和資質(zhì)，華為P20和魅族15系列配備的IMX380傳感器就號(hào)稱是卡片機(jī)級(jí)別的感光元件，擁有高達(dá)1.55微米的像素尺寸。
需要注意的是，哪怕兩款手機(jī)采用了相同的傳感器型號(hào)，但廠商卻可在此基礎(chǔ)上搭配不同大小的光圈，添加獨(dú)立的光學(xué)防抖模塊，所以其實(shí)際的成像效果也會(huì)存在差距。
小知識(shí)：光圈的意義
對(duì)攝像頭而言，光圈大小是個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo)，它將決定單位時(shí)間內(nèi)攝像頭的光線通過(guò)量，因此光圈越大在低亮度環(huán)境下的拍照效果就越好。
由于光圈是由鏡頭里面的幾片極薄金屬片組成，它們的尺寸取決于手機(jī)廠商的設(shè)計(jì)需求，與CMOS傳感器關(guān)系不大。同樣的傳感器型號(hào)，有些手機(jī)的攝像頭光圈只有F/2.0，而有些手機(jī)則可達(dá)到F/1.7，此時(shí)自然是后者可以拍出更好照片，還原暗光下的更多細(xì)節(jié)。
就目前的手機(jī)鏡頭光圈而言，三星Galaxy S9采用的F1.5和F2.4可謂是未來(lái)的發(fā)展方向，白天切換小光圈防止過(guò)曝、夜晚切換大光圈提升暗處細(xì)節(jié)。
光學(xué)鏡頭：由于光線中包含紅外線等諸多“雜光”，如果它們直接通過(guò)CMOS傳感器時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。因此，完整的攝像頭模塊都需要在CMOS傳感器的前面需要加入用于濾光的玻璃，也就是所謂的“鏡頭玻璃”。
低端手機(jī)攝像頭大都配備5層塑料鏡片（5P鏡頭），而中高端手機(jī)則會(huì)將其中的某些塑料鏡片換成玻璃鏡片，更好一些的則會(huì)添加額外的藍(lán)玻璃濾光，組成所謂的6P鏡頭。
鏡頭的片數(shù)越多，光線過(guò)濾、成像失真和色彩還原效果越好，而華為之所以和徠卡聯(lián)姻，為P系列和Mate系列推出徠卡定制的鏡頭就是這駕馬車(chē)重要性的真實(shí)體現(xiàn)。
影像處理器：即ISP，早期高端智能手機(jī)多以內(nèi)置獨(dú)立的第三方ISP芯片為榮。隨著SoC內(nèi)集成ISP性能越來(lái)越強(qiáng)，第三方ISP芯片逐漸淡出市場(chǎng)。
比如，聯(lián)發(fā)科Helio P60就內(nèi)置三核ISP、高通驍龍660內(nèi)置Spectra 160 ISP、驍龍835內(nèi)置Spectra 180 ISP和驍龍845內(nèi)置的Spectra 280 ISP性能就依次增強(qiáng)。
ISP可用于對(duì)多顆攝像頭協(xié)同拍照進(jìn)行原生優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)更好的視頻降噪、匹配更多種自動(dòng)對(duì)焦模式等等。
實(shí)際上，除了上面涉及的“三駕馬車(chē)”外，影響最終拍照效果的還受制于相機(jī)APP的實(shí)時(shí)調(diào)校和后期優(yōu)化。關(guān)于這部分內(nèi)容，智趣狗未來(lái)幾天會(huì)單獨(dú)發(fā)布和AI相關(guān)的內(nèi)容加以詳述。
一顆鏡頭難以為繼
隨著消費(fèi)者對(duì)手機(jī)拍照性能的要求越來(lái)越高，哪怕是再高檔的三駕馬車(chē)也有力不從心的感覺(jué)。
比如，很多用戶都喜歡拍出媲美單反的背景虛化效果，但在只有一顆攝像頭時(shí)，想在圖片中“扣”出拍攝的主體并淡化背景，對(duì)成像算法的要求極為苛刻；再比如，當(dāng)你想拍出遠(yuǎn)處風(fēng)景或人物，通過(guò)數(shù)碼變焦得到照片的細(xì)節(jié)卻糟糕得一塌糊涂；最后，如果傳感器規(guī)格稍差，就注定無(wú)法和采用更高端傳感器的對(duì)手抗衡。
因此，在很早以前手機(jī)廠商們就發(fā)現(xiàn)只靠一顆鏡頭打天下遲早將遭遇瓶頸，如果堅(jiān)持“單身”就注定被對(duì)手反超。
三星Galaxy S8和其前輩就曾奉行“單挑”，依靠1200萬(wàn)像素?cái)z像頭挑戰(zhàn)一眾武裝雙攝的競(jìng)品，并曾一度占據(jù)上風(fēng)。但隨著iPhone X、華為Mate 10等新品的上市，Galaxy S8的拍照性能就漸漸落于下風(fēng)，并最終在Galaxy S9+身上“脫單”以雙攝示人。
時(shí)至今日，如果沒(méi)能武裝至少兩顆（后置）攝像頭的手機(jī)，就都不好意思位列“高端”陣營(yíng)。
前置鏡頭逐漸脫單
在智能手機(jī)時(shí)代，前置攝像頭的發(fā)展要落后于后置攝像頭，蘋(píng)果是在iPhone 4時(shí)才首次引入30萬(wàn)像素前置攝像頭，而HTC則是到G11才帶來(lái)了130萬(wàn)像素前置攝像頭。隨后，前置攝像頭開(kāi)始了提高像素，以及不斷優(yōu)化美顏?zhàn)耘牡穆眯小?/p>
如今，智能手機(jī)的前置鏡頭則開(kāi)始比拼是否支持自動(dòng)對(duì)焦，以及是否武裝了第二顆景深鏡頭，借助雙攝模塊實(shí)現(xiàn)硬件級(jí)別的背景虛化效果。
比如，金立S10/S11、vivo X9/S9s、華為暢享8 Plus等產(chǎn)品就是前置雙攝的代表，從而獲得了大光圈（前拍照后對(duì)焦）的拍照體驗(yàn)，自拍時(shí)也能虛化人物以外的背景，獲得類似單反的大片效果。
后置鏡頭成功脫單
智能手機(jī)時(shí)代，HTC可以算是雙攝手機(jī)的開(kāi)拓者。早在2011年，HTC推出的G17就通過(guò)2顆500萬(wàn)像素?cái)z像頭（又稱3D攝像頭）獲得了直接拍攝3D照片和視頻的能力。
隨后，在2014年HTC還發(fā)布了武裝400萬(wàn)像素主攝像頭+200萬(wàn)像素景深攝像頭的HTC One M8，而這款產(chǎn)品也成為了包括OPPO R15標(biāo)準(zhǔn)版、vivo X21等一眾新品的“前輩”。
和前面提到的前置雙攝一樣，這種“一大（主攝像頭，像素值較高）一?。ň吧顢z像頭，像素值較低）”雙攝的最大特色就是支持硬件級(jí)的背景虛化效果。
問(wèn)題來(lái)了，“一大一小”雙攝在拍照時(shí)，景深鏡頭只負(fù)責(zé)記錄遠(yuǎn)近信息，對(duì)畫(huà)質(zhì)沒(méi)有任何增益效果。為了實(shí)現(xiàn)“1+1>1”的目標(biāo)，在智能手機(jī)領(lǐng)域又逐漸衍生出了“黑白+彩色”、“廣角+長(zhǎng)焦”、“智選雙攝”這三種概念。
“黑白+彩色”雙攝方案最早由奇酷360旗艦版提出，目前新品代表有華為P20、Mate 10系列、榮耀10/V10、索尼XZ2 Premium、堅(jiān)果3和聯(lián)想S5等，此類產(chǎn)品的拍攝原理是彩色攝像頭負(fù)責(zé)強(qiáng)化色彩還原，黑白攝像頭則負(fù)責(zé)強(qiáng)化畫(huà)面細(xì)節(jié)捕捉，通過(guò)ISP和軟件算法會(huì)對(duì)兩張彩色和黑白照片進(jìn)行合成，最終獲得一張色彩和細(xì)節(jié)更加優(yōu)秀的照片。
“智選雙攝”方案是OPPO R11s提出，一加5T采用的也是這套技術(shù)。其原理是兩顆攝像頭沒(méi)有主次之分，只是其中的1600萬(wàn)像素?cái)z像頭善于捕捉細(xì)節(jié)，另一顆2000萬(wàn)像素?cái)z像頭暗光下表現(xiàn)更好，它們的光圈都是F/1.7，系統(tǒng)可以在不同的光線環(huán)境下來(lái)調(diào)用其中一個(gè)成像質(zhì)量更好的攝像頭來(lái)進(jìn)行成像。
“廣角+長(zhǎng)焦”雙攝方案是由iPhone 7 Plus提出，目前新品代表有OPPO R15夢(mèng)鏡版、三星Galaxy S9+、魅族15系列、小米MIX2S和努比亞Z17S等，此類產(chǎn)品的特色是通過(guò)長(zhǎng)焦鏡頭可以進(jìn)行2倍光學(xué)變焦拍照，但能否為長(zhǎng)焦鏡頭準(zhǔn)備額外的光學(xué)防抖模塊，是其能否在暗光環(huán)境下正常工作的關(guān)鍵。
此外，這顆鏡頭平時(shí)也能扮演景深攝像頭的角色，背景虛化效果依舊給力。雖然“黑白+彩色”和“智選雙攝”手機(jī)也有2倍拍照模式，但其本質(zhì)上只是2倍無(wú)損變焦（類似軟件合成），細(xì)節(jié)表現(xiàn)肯定遜色于原生的長(zhǎng)焦鏡頭。
三顆鏡頭創(chuàng)紀(jì)錄
縱觀時(shí)下的高端手機(jī)領(lǐng)域，“廣角+長(zhǎng)焦”和“黑白+彩色”是最受廠商青睞的雙攝方案，因?yàn)樗鼈兌寄軐?shí)現(xiàn)背景虛化，并在暗光細(xì)節(jié)或記錄遠(yuǎn)處風(fēng)景方面有著無(wú)可爭(zhēng)議的優(yōu)勢(shì)。但是，用戶的追求是無(wú)止境的，難道就無(wú)法將這兩個(gè)流派的優(yōu)點(diǎn)合二為一嗎？
好消息是，華為P20 Pro做到了。這款產(chǎn)品通過(guò)獨(dú)特的三攝方案，不僅具備“黑白+彩色”的細(xì)節(jié)表現(xiàn)力，還實(shí)現(xiàn)了“廣角+長(zhǎng)焦”的光學(xué)變焦，同時(shí)還讓我們看到了一個(gè)久違的特征，那就是諾基亞lumia 1020時(shí)代的超高像素重出江湖！
P20 Pro在有限的空間里一口氣塞進(jìn)了三顆后置徠卡鏡頭：包括一顆4000萬(wàn)像素的主攝像頭、一顆2000萬(wàn)像素的黑白攝像頭、一顆800萬(wàn)像素的長(zhǎng)焦鏡頭。此外，P20 Pro還在上方兩枚鏡頭中央嵌入激光接收和發(fā)射器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)激光對(duì)焦。同時(shí)，三枚鏡頭下方還嵌入閃光燈及色溫傳感器，這7大組件、3枚鏡頭攜手，最終融合成了最新、最先進(jìn)攝影設(shè)備系統(tǒng)。
和其他雙攝手機(jī)相比，華為P20 Pro在拍照方面占據(jù)兩大優(yōu)勢(shì)。其一是DxOMark拍照子項(xiàng)評(píng)分高達(dá)114，遙遙領(lǐng)先其余TOP6的P20（107）、三星S9+（104）、谷歌Pixel2（99）、iPhone X（101）和Mate 10 Pro（100）。其二是P20 Pro支持3倍光學(xué)變焦，比業(yè)內(nèi)主流的2倍光學(xué)變焦照得更遠(yuǎn)。
而成就這兩大優(yōu)勢(shì)的背后原因，就是華為P20 Pro的主攝是來(lái)自與索尼聯(lián)合研發(fā)的IMX600傳感器，詮釋了“底大一級(jí)壓死人”的金科玉律。IMX600傳感器尺寸達(dá)到了1/1.7英寸，比一般手機(jī)專用傳感器的1/2.3英寸足足大出34%的面積！
同時(shí)，IMX600還采用了Quad Bayer陣列（同色4像素為一組排列）設(shè)計(jì)，在低光環(huán)境下可將像素4合1，秒變單像素面積2μm的1000萬(wàn)像素傳感器，已經(jīng)非常接近相機(jī)CMOS的2.4μm單像素面積了。
曾經(jīng)用過(guò)諾基亞808 PureView和lumia 1020這類超高像素手機(jī)的用戶，很多都有過(guò)被高感畫(huà)質(zhì)變差問(wèn)題所困擾的經(jīng)歷。這一次P20 Pro的4000萬(wàn)像素是否也會(huì)降低高感畫(huà)質(zhì)呢？
請(qǐng)放心，P20 Pro的默認(rèn)分辨率只是1000萬(wàn)像素，4000萬(wàn)像素拍照模式需要用戶手動(dòng)開(kāi)啟。同時(shí)，華為還為IMX600找來(lái)了一個(gè)更有實(shí)際意義的戰(zhàn)場(chǎng)——手持夜景。以往很多手機(jī)要想拍出完美的夜景大片，哪怕攝像頭支持光學(xué)防抖，也需要借助三腳架才能保持絕對(duì)穩(wěn)定的情況下延長(zhǎng)快門(mén)曝光時(shí)間。而P20 Pro主打的夜景手持長(zhǎng)曝光模式，只靠雙手就能保證6秒的拍攝穩(wěn)定！
華為P20 Pro的800萬(wàn)像素長(zhǎng)焦鏡頭也與市面上其他雙攝手機(jī)常用的長(zhǎng)焦鏡頭不同，它原生就支持3倍光學(xué)變焦，所以可以記錄更清晰的遠(yuǎn)處風(fēng)景。同時(shí)，點(diǎn)擊拍照界面的變焦按鈕，P20 Pro還能實(shí)現(xiàn)5倍混合變焦，通過(guò)三攝的巨大總像素和圖像優(yōu)化運(yùn)算，其效果要比以往通過(guò)剪裁實(shí)現(xiàn)的數(shù)碼變焦要好很多，從此手機(jī)“打鳥(niǎo)”不再是夢(mèng)。
總之，華為P20 Pro的徠卡三攝為智能手機(jī)打開(kāi)了一扇新的窗戶，借助更多定制鏡頭實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)超雙攝，媲美專業(yè)單反相機(jī)的拍照體驗(yàn)?？上?，這種豪華三攝模塊的成本也是較為高昂的，短期內(nèi)很難在主流價(jià)位手機(jī)間普及。所以，智能手機(jī)廠商都展開(kāi)了“曲線救國(guó)”之旅，借助新興的AI來(lái)優(yōu)化最終成像的效果。
可以說(shuō)，未來(lái)，多攝+AI將是智能手機(jī)們比拼的重中之重。大家不妨來(lái)猜一猜，下一家引入三攝的手機(jī)品牌，會(huì)是誰(shuí)呢？
看了這篇文章，99%的讀者還會(huì)點(diǎn)擊：
聯(lián)系客服
