雙攝像頭深度剖析 為什麼各大廠商對其趨之若鶩

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最近火熱的幾個手機技術,之前本站的文章已經分析過4K螢幕、OLED曲面屏等,但是還有一個最近都快氾濫的技術——雙攝像頭,近期的絕大多數新機,不管是高階還是低端機,基本上都搭載了雙攝方案,只有三星和OPPO兩家還堅持沒有推出雙攝手機,這是不是說明現在雙攝帶來的優勢還不足說服所有的手機廠商?那麼雙攝究竟為使用者帶來了哪些拍照體驗上的提升呢?

首先,現在的雙攝方案可以分為三種類型:低照度增強,景深探測和光學變焦。

景深探測——讓手機像單反一樣拍照

景深探測應該是這些功能裡最被使用者熟知的功能,因為這一功能對照片帶來的改善是最為明顯,也是很多使用者在是用手機拍照的時候期望得到的功能,通過景深探測,手機拍攝照片之後可以通過演算法將照片處理為類似於單反相機拍出的背景虛化效果,從而突出被攝主體。

而實現這一功能的原理,就是雙攝獨有的距離識別能力,通過兩個鏡頭的協同工作,再加以演算法計算,手機可以通過雙攝判斷畫面內所有物體和自己之間的距離,這樣一來,對於相機來說取景範圍內的事物不再僅僅存在於一個平面內,而是可以識別這些事物的空間關係,得到這些空間關係之後,手機就能夠通過手機內部的計算選取使用者需要突出的那個主體,使其保持清晰,然後虛化掉其他的物體。

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但是有人會質疑,以前使用單攝像頭拍照之後,使用者也可以通過美圖秀秀等軟體把不需要的部分虛化掉,為什麼還要大張旗鼓地使用兩個數額相投實現這個功能呢?因為單反相機帶來的虛化是有一定規律的,有經驗的人就會知道,單反拍出的虛化照片,距離拍攝主體越近的物體虛化程度就越輕,離得越遠就虛化得越厲害,如果只是但攝像頭拍出的照片,除了主體之外其他的物體都是一樣的虛化程度,這就會使得畫面變的非常生硬了。而雙攝因為可以識別畫面內所有事物的空間關係,所以也可以控製不同區域的虛化程度,從而獲得和單反類似的虛化效果。

但是現在的雙攝虛化因為在一些複雜的場景內還不能很好地識別,比如說草叢、籬笆等縱橫交錯的事物,所以在拍攝很多題材的時候會出現虛化得亂七八糟的情況,甚至有些低端機搭載的雙攝像頭因為優化不足,基本上絕大多數題材都難以識別清楚。

低照度增強——兩個攝像頭只是為了增強畫質

所以在雙攝方案的使用上,很多廠商的視線就轉移到了畫質增強上面,因為景深識別需要廠商對攝像頭、拍攝題材甚至是使用者使用習慣等做出大量的演算法優化和軟硬體測試,所以更多時候廠商也並不願意搬起這塊石頭,也怕把自己的腳砸了。所以這個時候第二種雙攝方案——低照度增強就出現了,RGB+Mono,也就是常說的彩色+黑白方案,這個雙攝方案因為技術成熟,效果出眾,很多廠商都更願意使用這一方案。

這些手機通常搭載的都是一個RGB彩色攝像頭和一個黑白攝像頭,一個用來採集色彩資訊,一個用來增強攝像頭的整體進光量,黑白攝像頭因為隻用採集不同區域的灰度資訊,所以能夠識別出更多的明暗細節,然後在拍攝之後就會在手機內將一張彩色和一張黑白相片進行合成,將色彩資訊填到黑白照片中,這樣一來就保證了照片既有豐富的色彩,又有純淨的細節表現,不像以前的照片,很容易就出現暗部糊成一片或者噪點偏多的情況。

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但是RGB+Mono雙攝只能起到畫質增強的作用,畢竟一顆攝像頭只能拍攝黑白的資訊,可以起到的作用就非常小了,所以也有一些廠商不願意隻為了畫質的增強就增加成本搭載雙攝,並且RGB+Mono雙攝在後期機內合成的過程中,本質上還是將兩張有些許不同的照片進行合成的,因為即使兩個攝像頭距離很近,還是會存在一些像差,中心距離、偏移、旋轉等都會有細微的差別,所以對於機內ISP的計算能力也提出了更高的要求。

光學變焦——目前最為實用也最難開發的雙攝方案

最後一個功能就是光學變焦了,因為手機的提及所限,攝像頭模組並不能夠做得很大,所以手機的攝像頭鏡頭全都是定焦鏡頭,不能夠像相機那樣伸縮變焦,我們平時手機拍照也都是固定視角的,需要縮小和放大也都是通過數碼變焦,說白了就是直接將照片進行裁剪,這樣就會損失很多畫質。但是我們平時又有很多時候希望能夠拍到更遠的東西,這個時候光學變焦雙攝就應運而生了。

光學變焦雙攝的原理也非常簡單,兩個攝像頭的鏡頭焦距是不一樣的,常見的手機鏡頭焦距是28mm,屬於廣角定焦鏡頭,所以平時手機的正常視角是比較寬的。雙攝光變的另一個鏡頭使用的就是一個長焦定焦鏡頭,焦距可能在50mm以上,需要拍攝遠處的物體時,手機就會呼叫這一個鏡頭,拍攝質量就會比直接放大廣角拍攝的照片要好很多。並且普通狀態下拍照時,長焦鏡頭也能輔助增強細節畫質。

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並且雖然兩個鏡頭的焦距不一樣,但是仍然可以通過演算法識別出拍攝場景內的物體空間關係,然後做到之前提到的景深功能,所以現在的高階手機一般就都是搭載的這一方案,既能夠實現光學變焦,又能夠拍出虛化效果,但是廠商需要在調教和演算法上付出更多的精力,並且這一方案出現的時間也比較短,現在也只有iPhone 7 Plus等手機用上了這一功能。

最後,其實有很多人現在都在吐槽,現在的雙攝像頭氾濫降低了手機的顏值,背後已經有了閃光燈、攝像頭的開口,現在又加上了另一個攝像頭和指紋識別等等,有點接受不了,但遺憾的是,現在雖然一方面廠商們在儘量地去掉各種開孔和按鍵,但是越來越多的攝像頭和感測器加入到手機中卻是一個重要的發展方向。

比如說Google提出的Project Tango,AR技術和手機的結合就需要手機具備很強的場景空間識別能力,兩個攝像頭是做不到這一點的,所以三個攝像頭甚至是額外的紅外線感測器都有可能會在將來加入到手機中,但是這就要看VR、AR這些新東西是不是能夠真的如預想一般成為重要的使用者需求了。

本文授權轉載於三易生活 微信IT-3elife

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