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03月 13

解析手機(jī)拍照,這些相機(jī)上的技術(shù)你知道嗎?

編輯:匿名 來(lái)源:太平洋電腦網(wǎng)
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如果回顧手機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展趨向,我們不難發(fā)現(xiàn),手機(jī)的拍照功能,一直以來(lái)都是許多手機(jī)廠商們極為看重的品牌賣點(diǎn),而這對(duì)于我們?cè)S多消費(fèi)者們而言,同樣也是選擇購(gòu)買一部手機(jī)的主要考慮因素。

在全面屏手機(jī)已然成為當(dāng)下手機(jī)行業(yè)一股風(fēng)靡的浪潮時(shí),我們可以看到,全面屏同質(zhì)化已然不可避免。但相比起來(lái),手機(jī)拍照功能的發(fā)展,卻似乎讓人覺得進(jìn)步迅猛,潛力無(wú)限,大有取代專業(yè)相機(jī)拍照的勢(shì)頭所在。

事實(shí)上,隨著手機(jī)拍照的進(jìn)步,早年的便攜式卡片相機(jī)確實(shí)已然被手機(jī)所代替,雖然目前還有一些相機(jī)品牌仍在更新這條產(chǎn)品線,但實(shí)際上卻如同雞肋般照例發(fā)布,棄之可惜,食之無(wú)味。

唯有高端便攜式相機(jī)憑借著較為專業(yè)的拍攝操作,以及相比手機(jī)更加清晰的畫質(zhì)優(yōu)勢(shì)維持著一絲生存空間,在手機(jī)和單反、微單之間夾縫求生,舉步維艱。

雖然手機(jī)拍照功能正在不斷演進(jìn),但這其中很大程度上還是要?dú)w功于數(shù)碼相機(jī)技術(shù)的成熟,才使得手機(jī)廠商們能夠有所借鑒和改進(jìn)。而接下來(lái),筆者就為大家綜合盤點(diǎn)一些手機(jī)拍照從相機(jī)上沿用而來(lái)的主要功能,并對(duì)未來(lái)在手機(jī)上可能出現(xiàn)的新技術(shù)做一個(gè)淺要的猜測(cè)。

可變光圈拍攝

隨著三星Galaxy S9/S9+的發(fā)布,其在手機(jī)拍照方面又引入了一些全新功能。其中有一點(diǎn)讓人印象深刻的,便是三星S9/S9+支持智能可變光圈拍攝(F1.5/F2.4)。

可變光圈拍攝,即是可以切換不同的光圈來(lái)進(jìn)行拍攝。這種可變光圈技術(shù)雖然在手機(jī)上還是個(gè)新鮮玩意,但是在相機(jī)上不過(guò)是尋常的機(jī)械功能。

我們都知道,專業(yè)的單反或微單相機(jī)上都有單獨(dú)的手動(dòng)調(diào)節(jié)模式(M/S/A/P檔),其中A檔便是光圈優(yōu)先模式。

光圈優(yōu)先模式可以使相機(jī)在一系列不同的光圈下進(jìn)行拍攝,大光圈用以提高快門速度和虛化成像,而小光圈則是表現(xiàn)清晰成像。

之前手機(jī)上存在的光圈調(diào)節(jié)均是電子光圈,它并不等同于傳統(tǒng)的機(jī)械光圈。電子光圈是手機(jī)廠商推出的的一種新的相機(jī)程序輔助功能,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是用來(lái)達(dá)到控制照片的曝光效果的軟件算法,而這個(gè)算法就稱為電子光圈。

而隨著三星旗艦手機(jī)S9/S9+的全新亮相,可變式光圈帶來(lái)更好的虛化效果和畫質(zhì)表現(xiàn),今后該功能也必然會(huì)逐漸成為手機(jī)拍照的主流功能之一。

全像素雙核對(duì)焦

全像素雙核對(duì)焦,這一名詞在最近幾年被一些手機(jī)廠商大肆宣傳。事實(shí)上,該對(duì)焦技術(shù)一開始是佳能自主研發(fā)的像面相差檢測(cè)自動(dòng)對(duì)焦技術(shù),如今在佳能EOS全系列單反都基本實(shí)現(xiàn)搭載。

那么,所謂全像素雙核CMOS AF究竟是什么,它又有怎樣用途和優(yōu)勢(shì)呢?

所謂全像素,其指的是手機(jī)鏡頭里COMS傳感器上面的所有像素,而雙核指的是把這每一個(gè)像素里面的光電二極管一分為二,讓分開后的光電二極管能夠獨(dú)立的接收光線,從而形成相位差式的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行對(duì)焦。

不過(guò)在最終成像時(shí),分開的雙核光電二極管是合并為一個(gè)整體輸出圖像。比起傳統(tǒng)的對(duì)焦技術(shù),全像素雙核對(duì)焦大幅提升了手機(jī)對(duì)焦的速度,尤其是在暗光環(huán)境下的表現(xiàn)更顯優(yōu)勢(shì)。

手機(jī)上,這項(xiàng)技術(shù)率先使用在三星Galaxy S7Edge上,如今已經(jīng)有越來(lái)越多的手機(jī)搭載該功能,在對(duì)焦速度上遠(yuǎn)勝以往機(jī)型。

五軸防抖

手機(jī)弱光拍照備受吐槽之時(shí),一些手機(jī)廠商如索尼便開始為手機(jī)加入五軸防抖的功能,這一技術(shù)能在很大程度上解決手機(jī)拍攝模糊的問(wèn)題。

本質(zhì)上說(shuō),五軸防抖技術(shù)依然屬于光學(xué)防抖的范疇,這項(xiàng)技術(shù)最早是由奧林巴斯微單實(shí)現(xiàn),據(jù)稱其甚至最高能做到10秒手持不糊的極限狀況。

有了五軸防抖,無(wú)論你在用相機(jī)拍攝時(shí)上下?lián)u擺、左右搖擺、橫向位移、縱向位移、旋轉(zhuǎn)抖動(dòng)五個(gè)方向都能全方位防抖補(bǔ)償,最終實(shí)現(xiàn)相當(dāng)穩(wěn)定的圖像效果。

五軸防抖技術(shù)可以在很大程度上補(bǔ)償拍照時(shí)的抖動(dòng)效果,其防抖性能相當(dāng)于降低5檔安全快門,可以拍攝到高質(zhì)量,銳利圖片,甚至實(shí)現(xiàn)暗處的手持拍攝。

左:非5軸防抖拍攝 右:5軸防抖拍攝  

另外需要注意的是,現(xiàn)在有一些手機(jī)具備OIS光學(xué)防抖功能。實(shí)際上,OIS光學(xué)防抖大部分僅支持橫向和縱向的抖動(dòng)補(bǔ)償(兩軸防抖),因此防抖能力有一定的局限性。相比起來(lái),五軸防抖則是更高要求但是防抖性能更好的一套光學(xué)防抖方案。

HDR模式

HDR是一種高動(dòng)態(tài)范圍圖像(High-Dynamic Range,簡(jiǎn)稱HDR),相比起普通的圖像拍攝而言,開啟HDR模式之后,便可以提供更多的動(dòng)態(tài)范圍和圖像細(xì)節(jié)。

目前,絕大多數(shù)相機(jī)都有曝光補(bǔ)償包圍曝光設(shè)置,只需要在單反上設(shè)置好包圍EV值,便能連續(xù)得到三張不同曝光程度的照片。

不過(guò)這種操作較為麻煩的是,如果要合成HDR,就必須在拍完照片之后再到后期處理軟件上進(jìn)行操作。

直到索尼微單的到來(lái),我們發(fā)現(xiàn)在相機(jī)當(dāng)中便可以機(jī)內(nèi)連拍三張照片輸出合成HDR照片,這在效率上比起以往更加快捷方便。

現(xiàn)在手機(jī)上所配備的HDR模式,其本質(zhì)上就是沿用相機(jī)上的多幀合成技術(shù)。無(wú)論是拍照還是錄制視頻時(shí),手機(jī)會(huì)在一幀內(nèi)同時(shí)拍攝多張畫面,然后利用算法處理將不同畫面的明暗部分合成在一起,以達(dá)到同時(shí)保留高光細(xì)節(jié)與暗部細(xì)節(jié)的目的。

左:HDR關(guān)閉 右:HDR開啟  

開啟HDR之后,相比原圖來(lái)說(shuō),對(duì)于明暗的曝光處理會(huì)更加均衡。隨著技術(shù)的發(fā)展,HDR技術(shù)如今已經(jīng)不再只應(yīng)用于攝影當(dāng)中,甚至在顯示設(shè)備上也已經(jīng)是一個(gè)普遍的現(xiàn)象了。

全景拍攝

其實(shí)說(shuō)到全景拍攝,如今看來(lái)似乎只是一個(gè)較為尋常的拍照功能。倘若回到幾年前,且不論手機(jī),單是市面上便有許多相機(jī)都不支持該功能。

當(dāng)時(shí)一般的相機(jī)要想拍攝寬幅宏大的全景照,只能通過(guò)三腳架拍照分別拍攝單張,然后再采用專業(yè)后期軟件進(jìn)行全景拼接,過(guò)程極為繁瑣。

在2009年,索尼HX1率先搭載了一項(xiàng)“掃描式全景拍攝”功能,該功能可以讓相機(jī)分別從水平、垂直兩個(gè)方向進(jìn)行高速移動(dòng)拍攝,最終機(jī)內(nèi)拼接成一張長(zhǎng)幅全景圖像。

當(dāng)時(shí)這一拍攝功能的加入,使得相機(jī)可以突破傳統(tǒng)廣角鏡頭的限制,盡可能地在一張照片里容納下更為廣闊的風(fēng)景。

目前,手機(jī)上基本都搭載了這一功能,使得全景拍攝已經(jīng)不再是相機(jī)的專屬,而它同時(shí)也使得我們有機(jī)會(huì)記錄下更廣闊的生活日常。

動(dòng)態(tài)對(duì)焦

之前在三星Note8身上,我們看到了Live Focus動(dòng)態(tài)對(duì)焦功能。其通過(guò)雙攝鏡頭感知焦點(diǎn)和背景的景深數(shù)據(jù),并實(shí)時(shí)產(chǎn)生背景虛化效果,或者在拍照后調(diào)整焦點(diǎn)和虛化程度,從而實(shí)現(xiàn)媲美單反相機(jī)的景深人像攝影。

這種手機(jī)拍照功能看起來(lái)很是強(qiáng)大,不過(guò)類似的技術(shù)早在2010年由松下發(fā)布的“女友2號(hào)”GF2微單相機(jī)就率先出現(xiàn),并且一直延續(xù)至今,成為松下微單的特色功能之一。

所謂動(dòng)態(tài)對(duì)焦,就是先把一張照片拍好之后,便可以在屏幕上隨意選擇對(duì)焦點(diǎn),使用者可以有充足的時(shí)間來(lái)精確地選擇自己想要的焦點(diǎn)位置,得到自己滿意的虛化效果。

手機(jī)后置雙攝已經(jīng)得到普及的今天,動(dòng)態(tài)對(duì)焦功能有了更大的發(fā)揮余地,而這一技術(shù)的門檻隨著雙攝的普及也變得更為容易實(shí)現(xiàn)。

手機(jī)拍照發(fā)展的核心因素

以上所羅列的幾大相機(jī)技術(shù),其實(shí)僅僅只是一些手機(jī)上較為突出的拍照功能,事實(shí)上還有許多諸如智能場(chǎng)景識(shí)別、手動(dòng)拍攝模式和無(wú)損變焦等功能沒有提及。不過(guò)由于這些功能已經(jīng)越來(lái)越普遍,并不具備典型參照,因?yàn)樵谶@里并未單獨(dú)列舉。

如果要談?wù)摻窈?a href="http://m.guanjiayuan.cn/phone/" target="_blank">手機(jī)拍照的發(fā)展,從根本上來(lái)說(shuō),必須提高手機(jī)圖像傳感器的硬件性能,才有可能實(shí)現(xiàn)較大突破。

從早期的CCD傳感器到CMOS傳感器,從背照式CMOS到堆棧式CMOS,我們可以看到技術(shù)正在不斷朝前進(jìn)化。在曲面?zhèn)鞲衅魃形闯墒斓慕裉?,堆棧式傳感器將?huì)是今后手機(jī)攝像頭的主流配置。

此外,圖像傳感器的不斷進(jìn)化,也使得圖像處理速度比起以往效率更高,而這也會(huì)為更多的新技術(shù)出現(xiàn)提供契機(jī),為手機(jī)拍照功能的加成提供基礎(chǔ)。那么有什么相機(jī)拍照技術(shù),是今后在手機(jī)上很大可能會(huì)實(shí)現(xiàn)的呢?

眼控對(duì)焦

當(dāng)索尼相繼發(fā)布A9、A7 III等旗艦微單之后,其技術(shù)性能已經(jīng)達(dá)到一個(gè)前所未有的高度,甚至與佳能、尼康的頂級(jí)單反相比依然不遑多讓。

而就在這次的發(fā)布之中,我們顯然又一次看到索尼“黑科技”的誕生——眼控對(duì)焦。

眼控對(duì)焦技術(shù),顧名思義就是對(duì)眼部進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦。相比起之前出現(xiàn)的人臉對(duì)焦、笑臉對(duì)焦技術(shù),顯然眼部對(duì)焦對(duì)于拍攝的要求更加精細(xì)考究。

眼控對(duì)焦的出現(xiàn),使得我們?cè)谂臄z上更加方便,同樣在圖像穩(wěn)定性上也更為可靠。我們不再需要擔(dān)心因?yàn)閷?duì)不好焦點(diǎn)而使畫面出現(xiàn)模糊,因?yàn)檠劭貙?duì)焦可以實(shí)時(shí)地把焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)拍攝人物的眼睛,即使是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下依然保持對(duì)焦效果。

如今手機(jī)已然實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別和笑臉對(duì)焦拍照,而相信眼控對(duì)焦技術(shù)從相機(jī)下放到手機(jī)拍照上的時(shí)間,同樣不需要等待太久。

全局快門

之前有消息稱,索尼、松下和奧林巴斯都在開發(fā)搭載了全局快門的圖像傳感器,并且已經(jīng)取得相當(dāng)可觀的成果,而且索尼目前已經(jīng)在研制的是第三代全局快門傳感器。

從目前的技術(shù)情況來(lái)看,具備全局快門的圖像傳感器主要應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域,如自動(dòng)駕駛、智能監(jiān)控系統(tǒng)等方面。

與傳統(tǒng)的卷簾快門相比,全局快門在拍攝運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)候具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)采用全局快門方式曝光時(shí),所有像素都在同一時(shí)刻曝光拍攝,這更適合拍攝快速運(yùn)動(dòng)的物體。

目前,我們所使用的手機(jī)和大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)品,其快門類型都是卷簾式電子快門,而全局快門將是未來(lái)相機(jī)拍照的攻堅(jiān)技術(shù)之一。

假以時(shí)日,如果今后手機(jī)上搭載了全局快門的圖像傳感器的話,將會(huì)在很大程度上提高手機(jī)對(duì)于運(yùn)動(dòng)追焦時(shí)的拍攝穩(wěn)定性,并且對(duì)于平時(shí)的視頻攝像也起到很大的幫助。

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