技術(shù)分析:?jiǎn)螖z像頭是如何壓制雙攝軍團(tuán)的?
根據(jù)國(guó)外專(zhuān)業(yè)相機(jī)測(cè)試機(jī)構(gòu)DxOMark的手機(jī)拍照天梯,在所有得分超過(guò)85分的11款手機(jī)當(dāng)中,沒(méi)有任何一款搭載了雙攝像頭。而排名最高的雙攝手機(jī),是80分的華為P9,位列總榜第27位?!?/p>本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/201611/340420.htm
換句話說(shuō),世界上拍照最好的手機(jī),都是用單攝像頭成像的。
究竟這些單攝像頭手機(jī)有哪些黑科技,最終“團(tuán)滅”了“雙攝軍團(tuán)”呢?今天哥就來(lái)給屏幕前的你“科普”一下。瓜子板凳準(zhǔn)備好,哥要開(kāi)車(chē)?yán)?
(本文文字量較大,看完可能需要8-10分鐘,但文中干貨足以讓你去和小伙伴炫耀一番,請(qǐng)耐心看完~)
如今大多數(shù)都是通過(guò)光線入射到CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)上來(lái)完成的,而讓CMOS感應(yīng)到外界的光線,需要一定的光通量,想要提高光通量,要么加大光的強(qiáng)度(外界光、光圈影響)、要么增加感光面積(CMOS規(guī)格)、要么延長(zhǎng)曝光時(shí)間(防抖系統(tǒng))。
Optical Image Stabilization(OIS,光學(xué)影像防抖)
顧名思義,其實(shí)就是我們常說(shuō)的光學(xué)防抖,在DxOMark天梯榜超過(guò)85分的11款手機(jī)當(dāng)中,有8款手機(jī)都搭載了OIS技術(shù),足以見(jiàn)得這項(xiàng)技術(shù)在拍照中的重要性。
在日常拍攝時(shí),手部輕微抖動(dòng)幾乎是無(wú)法避免的事,由于手部抖動(dòng),會(huì)造成手機(jī)光路易位,讓照片發(fā)生抖動(dòng)發(fā)虛。
但在光線充足時(shí),由于傳感器無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間曝光,極其輕微的抖動(dòng)可以通過(guò)算法忽略。
而到了夜晚或是光線不足的情況下,想要保證拍出的照片不是漆黑一片,就要延長(zhǎng)手機(jī)的快門(mén)時(shí)間,但是快門(mén)時(shí)間越長(zhǎng),手部抖動(dòng)對(duì)光路影響就越大,呈現(xiàn)出的照片就越容易發(fā)虛。
所以在攝影行業(yè)內(nèi),有個(gè)“安全快門(mén)”的概念,即最大快門(mén)時(shí)間小于=1/等效焦距(秒)。例如iPhone 7 Plus,等效焦距為31mm,其安全快門(mén)就是1/31s。但為了保證夜間成像質(zhì)量,無(wú)光學(xué)防抖的iPhone快門(mén)被定在了1/17s,大于安全快門(mén),于是在夜拍時(shí)只能依靠電子防抖補(bǔ)償,很容易發(fā)生抖動(dòng)。
而有了光學(xué)防抖,通過(guò)鏡頭的浮動(dòng)透鏡來(lái)糾正“光軸偏移”,其原理是通過(guò)鏡頭內(nèi)的陀螺儀偵測(cè)到微小的移動(dòng),然后將信號(hào)傳至微處理器,處理器立即計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)奈灰屏?,然后通過(guò)補(bǔ)償鏡片組,根據(jù)鏡頭的抖動(dòng)方向及位移量加以補(bǔ)償;從而有效的克服因相機(jī)的振動(dòng)產(chǎn)生的影像模糊。
借助于這項(xiàng)技術(shù),可以有效抵消“手抖”帶來(lái)的影響。因此,廠商可以延長(zhǎng)“安全快門(mén)”的時(shí)間,例如蘋(píng)果、三星都將快門(mén)拉長(zhǎng)至1/4s,保證了夜晚拍照的明亮與成片率。
當(dāng)然光學(xué)防抖的加入也會(huì)帶來(lái)一些副作用,一方面是畫(huà)面邊緣的解析力下降較大,另一方面浮動(dòng)鏡組占用的空間更大,所以很多搭載OIS的手機(jī)攝像頭“凸起”都十分感人?!?/p>
Electrical Image Stabilization(EIS,電子影像防抖)
細(xì)心的你也許會(huì)發(fā)現(xiàn),排名第一的谷歌Pixel手機(jī)并沒(méi)有搭載OIS光學(xué)防抖技術(shù),那么這些手機(jī)靠什么來(lái)防抖呢?
靠EIS圖像優(yōu)選,這是一個(gè)在OPPO R9s炒起來(lái)的新名詞,后被小米Note2發(fā)揚(yáng)光大,雖然英文名聽(tīng)起來(lái)高大上,其實(shí)翻譯過(guò)來(lái)就是電子防抖。
依靠軟件算法實(shí)現(xiàn)防抖的電子防抖歷來(lái)就有,最早被應(yīng)用于電子相機(jī)的錄像模式之中:通過(guò)對(duì)畫(huà)面周?chē)倪呥M(jìn)行一定程度的裁切作為“緩沖帶”,對(duì)圖像的抖動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的反向補(bǔ)償。
而到了相機(jī)成像方面,借助手機(jī)多幀合成成像算法的成熟運(yùn)用,如今可以利用圖像序列中幀與幀之間的相關(guān)性,通過(guò)軟件算法對(duì)抖動(dòng)的像素進(jìn)行替換補(bǔ)償。而像Pixel這樣的旗艦機(jī),則可以借助陀螺儀的的運(yùn)動(dòng),對(duì)手機(jī)抖動(dòng)引起的圖像序列抖動(dòng)進(jìn)行估計(jì)與補(bǔ)償算法。
說(shuō)到底,Pixel使用的無(wú)非只是更高級(jí)的軟件算法,在硬件上,相比具有光學(xué)防抖的技術(shù)的手機(jī)并不具備優(yōu)勢(shì)。那是什么讓Pixel脫穎而出?
評(píng)論