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智能化推動硬體更新 看手機攝影頭髮展新趨勢

拍照性能,成為今年各大手機品牌推出新品的主打賣點。而伴隨著華為,OPPO,魅族,小米等品牌旗艦與主力新品手機的面試,手機攝影頭技術可以說在今年提升了一個大台階。而在硬體技術更新的背後,是手機拍攝智能化的全面更新。這次,咱們就來聊一聊現如今手機攝影頭技術發展的新趨勢。

性能飆升國貨拉開手機攝影軍備競賽

新一代的智能手機都紛紛將拍照作為自己的特色主打。而幾款新手機也都紛紛將硬體配置提升到了全新的高度,前有主打可變光圈和f/1.5鏡頭的三星S9,之後有大底+三攝的華為Mate10Pro,再到後來的魅族15,以及剛剛發布的小米6X。各款機型都是在攝影頭技術上下足了功夫。而相較於之前最大的不同在於,新一代手機的攝影頭硬體參數有了大幅度的提升。可以說,手機攝影頭的軍備競賽已經開始了。

大底化1/1.7英寸CMOS參戰手機攝影

今年手機攝影頭技術的一大變化,是採用了更大尺寸的CMOS來提升畫質。1/1.7英寸級的CMOS如今成為手機攝影頭傳感器的新選擇。而更多手機也用上了1/2.3英寸級的傳感器。這些傳統卡片DC相機使用的傳感器,已經成為了新一代拍照手機的選擇。顯然,手機已經開始在從硬體參數上來淘汰傳統卡片相機了。

手機攝影頭的發展更加激進,並且在硬體性能上進一步追趕相機的腳步

其中,華為P20Pro的1/1.73英寸CMOS更是成為在產的智能手機中攝影頭傳感器面積最大的一個。大底化最大的優勢在於帶來了更大的感光面積。在保持有效像素數相同的前提下,傳感器畫幅增大可以提升單個像素的面積,從而有效提升畫質表現。

更大的傳感器帶來了更大感光面積,對提升畫質有著顯著幫助

其實提升畫幅來更新畫質的做法在相機領域已經非常常見了。我們看著主流相機市場從早年的1/2.3英寸的時代,逐漸過渡到如今1英寸,甚至APS-C畫幅已經逐漸成為主力的新格局。而高端相機領域也從最早的APS-C,逐漸過渡到全畫幅,再到如今向中畫幅擴展。更大的傳感器擁有更好的畫質,這是最簡單暴力的有效更新方式。

在相機領域,畫幅提升早已是各大廠商間競爭的有利手段

早年手機大底化是建立在犧牲手機厚度的基礎上的,而新一代手機則避免了這一點

當然,這不是我們第一次看到手機的大底化趨勢。但全新一代拍照手機的不同在於,新一代大底化的拍照手機做到了大底不影響機身厚度。不同於早年動輒機身厚度加倍來更新傳感器的模式,如今的大底拍照手機也能做到和普通手機相同的機身尺寸。這其中很重要的一點在於手機攝影頭髮展思路的變化。用電子化代替機械化(電子快門+固定光圈),大幅度降低了攝影頭的鏡頭部分體積。而這也將成為未來手機攝影頭技術發展的必然趨勢。

像素數值飆升背後用超采樣帶來高畫質

不只是畫幅的增加,新一代拍照手機的照片分辨率也在越來越高。從去年的的前後兩千萬,到如今華為拿出的4000萬像素攝影頭。手機拍照,如今也有了高像素的可能。不同於早年手機依靠多張合成實現高像素。新一代的手機高像素是通過傳感器的全新采樣技術(QuadBayer)來實現的。而高像素值外,更重要的是這種高像素帶來的拍照超采樣的輸出方式,這或許將成為未來手機提升畫質的最好技術手段。

P20Pro的1/1.73英寸傳感器使用了最新的QuadBayer技術,不僅底大,而且像素高

新傳感器技術的應用為手機攝影頭的發展帶來了新思路,QuadBayer陣列讓傳感器的實際物理像素值達到了原來的4倍。華為P20Pro的4000萬像素模式實際上是QuadBater的原始采樣數據,因此手機可以直接輸出4000萬的高像素。但高像素只是QuadBayer技術的一個附贈產物,最重要的超采樣輸出1000萬像素時帶來的畫質提升。

QuadBayer技術現階段的應用,主要是照片的超采樣

得益於4000萬像素的資訊采樣,超采樣壓縮輸出時能進一步提升每一個像素的品質從而達到增強普通模式畫質的目的(類似影片的超采樣技術)。實際上,4000萬全像素輸出並不是P20Pro畫質最大優勢所在,它的優勢在於超采樣後,當壓縮輸出到和其他手機攝影頭相同像素級別的照片時,單像素擁有更高的品質,從而有效提升畫質表現。

手機高像素不再依靠多幀合成的方式,而是依靠全新的采樣模式來完成

新時代手機對高像素的追求重點已經不在於高像素本身,而是在於其高像素拍攝後的超采樣結果。這種技術理念實際上是來自於攝影領域,而如今被手機用於拍照畫質的提升。高像素的重要性在於其帶來的更為豐富的采樣資訊,通過這些像素資訊合成壓縮後的超采樣照片,才是新一代高像素技術的最重要核心。

受限於自己的小體積,手機在提升畫質方面遇到的困難實際比相機大得多。也正因如此,手機攝影頭開發一直在嘗試不同的技術來實現畫質的提升。而手機的高像素從最早的為了像素值而提升像素,到如今為了畫質而提升像素。這種轉變實際讓我們看到了手機攝影頭技術發展的成熟。

變焦、虛化、夜景降噪多攝帶來更多思路

從單攝影頭到如今三攝影頭,如今多攝影頭設計已經成為手機攝影頭開發的首選。通過多攝影頭的設計,不同廠商以不同的思路來解決不同的問題。從最早的裸眼3D,到後來的虛化模擬,再到後來的變焦與暗光畫質提升。多攝影頭,帶來了手機攝影的更多可能。

三攝影頭的出現,是為了解決手機攝影的更多問題

可以說,雙攝影頭設計為手機攝影頭的技術發展帶來了新思路。如今,有彩色+黑白的雙攝,有主副攝影頭虛化雙攝,還有廣角+中焦的變焦雙攝。而華為的三攝,其實也是在雙攝理念上的一個延伸,2+1,實際上是實現了變焦雙攝+彩色黑白雙攝的目的。

多攝影頭設計帶來了更多手機攝影技術發展的可能

手機攝影頭的體積,不僅僅是限制了手機的拍照畫質,更是限制了手機的拍照功能。如何突破現有硬體的限制,這成為了手機攝影頭設計開發的重點所在。而多攝影頭,則是對這些問題的一個答案。而如今,通過多攝影頭,不同廠商提出了不同的應用效果,這也是多攝影頭帶來的更多技術發展太空。

早期的手機雙攝效果其實是相當辣眼睛的,但短短7年時間,雙攝技術就快速地成熟了起來

多攝影頭設計,實際上考驗的不僅僅是攝影頭的硬體水準,更是考驗廠商的軟體算法與圖形處理能力。通過組合不同攝影頭間的數據資訊,來得到最終的成像效果。也正因如此,早期的雙攝手機其拍攝效果在如今看來是相當辣眼睛的。而手機多攝影頭的理念從出現到如今的成熟,不過短短7年時間。這種成熟速度,的確是讓人驚歎。

拍照智能化手機帶來的攝影革命

不同於相機發展的思路。手機廠商需要思考如何在有限的太空裡進一步提升畫質和拍攝效果,正是這種更為極端的苛刻要求,我們才看到了更多新技術的應用。大尺寸傳感器,超采樣,再到AI算法的更新,越來越多的新技術在手機背面的這片小區域裡,展示著與眾不同的精彩。

手機攝影頭的發展思路,已經脫離相機的發展模式了

隨著越來越多新一代拍照手機的問世,我們看到了手機攝影頭技術發展的成熟。而這種成熟最重要的一點,在於手機攝影頭的發展已經脫離了原本類似相機開發的模式並形成了自己的設計模式與思路。在攝影器材的發展之路上,手機已經和相機逐漸分道揚鑣了。

手機攝影頭的發展更強調智能化

不同於相機發展以畫質為導向的設計思路。手機攝影頭的技術發展如今形成了以成像效果為導向的設計思路。因此,手機攝影頭的技術發展更強調智能性。硬體的不斷更新,實際上是為了更好地輔助智能性功能的實現。而這才是如今手機攝影頭技術不斷更新的真正動力所在。

高度智能化,是手機為攝影帶來了的一場革命

硬體的進步,是技術發展的手段,而並非目的。手機攝影頭硬體的進步,帶來的是手機拍照功能多樣化的實現。如今的手機可以有虛化,可以有變焦,還可以有更好的畫質。而這,都在一台小小的手機上實現了。而更重要的是,這些操作都是手機代替用戶來完成操作的,用戶不再需要糾結於參數的調整,而只需要按下快門。高度智能化帶來的易用性,是手機作為攝影器材所帶來的一大革命。

手機攝影頭的發展,實質更是攝影理念的一種回歸

手機攝影頭技術的發展,實質上也是拍攝器材於攝影理念的一種回歸。對攝影本質的思考,對攝影可能性的探索。這才是這些手機攝影頭技術開發人員更值得欽佩的地方。不同於相機對專業性的追求,手機為更多大眾提供了一種能更簡單拍攝出好看照片的可能,這是手機對攝影的一種真正革命性影響。這或許是更多相機廠商應該去學習和借鑒的。

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