怎樣才叫好?教你看懂手機攝像頭的新技術

怎樣才叫好?教你看懂手機攝像頭的新技術

  如今手機拍攝之間的競爭不再單單只是圖元,已經從以往主要在圖元上面競爭上升到感應器,ISP處理器,光圈與閃光燈等各個方面。為了協助大家更好地選購 自己需要的拍照手機,本文將圍繞圖元與清晰度的關係、感應器的重要性、鏡頭是否越多越好、大光圈鏡頭、相機的大腦ISP、攝像頭軟體優化與閃光燈以及鏡頭 層數這八個方面開展,為大家解析手機攝像頭怎樣才算好 。

  一、圖元與清晰度的關係

  在 平時評測手機的時候,小編經常會遇到一個現象,就是身邊的人拿起筆者新拿的手機看看拍照品質好不好時,總會在看到拍攝介面時發出諸如「哇,1300萬圖元 這麼高,很清晰啊」的感歎,這是很多人常見的誤區,也是商家擾亂消費者正確選擇手機的一個因素,那是不是圖元高就一定清晰呢?

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Ultrapixel技術的誕生

  圖元高對清晰度也不一定好,例如在弱光情況下,影響清晰度的主要因素是畫面的純淨度,也就是畫面的噪點多不多,而噪點的產生來自多方面的影響,在手機上面造成噪點的主要原因是普遍的感應器圖元密度較大,單個圖元感光面積較低。

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HTC One樣張

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三星GALAXY S4樣張

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弱光環境下的對比

  針對這些現象,不少廠商開始重視手機感應器圖元密度,而這方面比較有代表性的就是HTC One( M7)上面開始出現採用Ultrapixel技術的攝像頭,單個圖元尺寸達到2μm,而同期對手三星GALAXY S4的為1.12μm,弱光環境下有著更高的清晰度。

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樣張放大效果

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樣張放大效果

  圖元高在清晰度方面也會發揮積極作用,例如在光線充足的時候,用HTC One與三星GALAXY S4拍攝同一處地方時,後者放大查看就可以看到高圖元的優勢,1300萬圖元的GALAXY S4保留更多的細節,而400萬圖元的HTC One就給人捉肩見肘的感覺。

  二、感應器的重要性

  手機上面的感應器主要分為CMOS與CCD兩種,雖然CCD在色彩還原方面更有味道,但CMOS感應器在性價比與高感表現方面有更多的優勢,從而成為市面上手機攝像頭感應器的主流。

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背照式(BSI)感應器

  手機市場上較好的CMOS感應器主要分為背照式(BSI)與堆疊式兩種,最先開始的為背照式感應器,其首先被應用在索尼公司的DV產品上面,通過改良傳 感器的結構,讓光線先進入感光二極體,而傳統的CMOS感應器的感光二極體被置於電路電晶體後方,這樣的改進大大提高了開口率,提高了感應器的信噪比,為 小尺寸感應器畫質帶來了飛躍式的進步。

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iPhone 4攝像頭

  憑藉iPhone 4這款當初有著號稱「再一次改變一切」的手機,背照式CMOS感應器開始在手機上面發揚光大,手機夜拍的實用性大大提高,而它的到來也為手機攝像頭感應器 掀開了新的篇章,畢竟各大手機廠商都喜歡拿每代一代新的iPhone做對比,甚至以「秒」iPhone為樂,催生了一批批採用背照式感應器的手機出現。

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堆疊式(積層型)結構

  堆疊傳(積層型)感器是對背照式感應器的進一步改良,這項技術同樣是由索尼公司推出,但最先是被應用在2013年OPPO的頂尖機型Find 5上面,在擁有背照式感應器結構的基礎上,把信號處理電路晶片放到後面去,做成堆疊式的設計,增大了感應器感光的面積,同時加入白色圖元,進一步提高了信 噪比。最新的第二代堆疊感應器已經發佈,並最應用在最近發佈的OPPO Find 7與一加手機上面。

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OPPO Find 5樣張

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SONY LT29i樣張

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OPPO Find 5;SONY LT29i

  通過索尼LT29i與OPPO Find 5的對比我們可以知道,雖然同為1300萬圖元,但採用堆疊結構的背照式感應器,比單純採用背照式結構的感應器在細節上面的表現能力更佳。

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擁有大尺寸感應器的諾基亞Lumia 1020

  另一方面,感應器的尺寸也對畫質有非常重要的影響,大尺寸感應器對提升弱光環境下的表現有重要貢獻,現階段市面上採用大尺寸感應器的代表機型有 Windows Phone陣營的諾基亞Lumia 1020,尺寸達到2/3英寸,而1520達到1/2.5英寸。Android陣營的有三星GALAXY S5,尺寸達到1/2.5,還有金立 ELIFE E 7與IUNI U2,尺寸達到1/2.3英寸。

  三、鏡頭是否越多越好

  最近HTC發佈了年度的旗艦機型M8,其革命性地在手機上面採用了雙攝像頭的設計,而這個雙攝像頭又是什麼呢?鏡頭又是否越多越好呢?

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HTC M8擁有兩個後置攝像頭

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HTC M8上面的再對焦功能

  HTC M8加上前置攝像頭總共有三個攝像頭,現在主要介紹的是後面那兩個攝像頭,其中一個是大家較為熟悉採用Ultrapixel技術的攝像頭,圖元為400 萬,用於拍攝與預覽工作,而另一個攝像頭是用於記錄圖像景深的工作,這就是HTC M8支援先拍照後對焦功能的原因,且其實現的效果比Lumia系列的手機利用軟體去實現的好,這時候雙攝像頭髮揮了優勢。

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OPPO N1T僅配備了一顆攝像頭

  另一方面,攝像頭數量少的話也不一定是件壞事,甚至只有一個的時候也很不錯。這裡典型的例子就是OPPO N1了,其隸屬于OPPO主打拍照的N-Lens系列的第一款機型,開創了多個手機攝影史上的第一次,如有首個使用6P鏡頭的安卓手機,首款配備旋轉攝像 頭的智慧手機與首次實現8秒慢速快門拍照的手機等等,頭頂眾多光環的N1T讓人對其實際拍攝效果充滿期待,最重要的一個賣點是,其攝像頭支援206°自由 旋轉,所以單靠一個攝像頭就可以實現自拍與充當後置攝像頭的功能。

  四、大光圈鏡頭

  光圈的大小影響了單位時間內攝像頭的光線通過量,所以大光圈越大的攝像頭在同一時間內進光量越多,要求達到同樣亮度時對快門與ISO的要求更低,這意味著一部配有大光圈鏡頭的手機,能讓使用者在弱光環境下用安全快門與較低ISO的情況下拍攝更為靚麗的照片。

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iPhone 5S;iPhone 5

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iPhone 5S;iPhone 5

  通過加大光圈提高拍攝品質,在近段時間比較成功的例子有iPhone 5S,其相對於iPhone 5來講,光圈由F2.4加大到F2.2,加大了進光量,弱光下拍攝會更為清晰。另一方面,大光圈鏡頭也為手機攝影帶來了更為唯美的景深效果,下面附上筆者拍攝的樣張。

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不同大小的光圈

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F2.4光圈的樣張,華為P1 XL拍攝

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F2.2光圈的樣張,IUNI U2拍攝

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F2.0光圈的樣張,OPPO N1T拍攝

  大鏡頭光圈大也不一定是好事,這帶來了畫面銳度與邊緣畫質難以控制的缺點,但總的來講,大光圈鏡頭對手機來講還是利大於弊。

  五、相機的大腦ISP

  ISP就是圖像信號處理單元晶片,英文名為Image Signal Processing,可以稱作為相機的大腦,它分為獨立與集成兩種形式,在自動對焦,過濾圖像中的雜訊,人臉識別和自動場景識別等多個功能當中,都離不 開ISP發揮作用。一般情況下,配備獨立ISP的手機,在影像處理方面有更大的優勢,且隨著手機攝像頭圖元的提高,高速連拍,全高清甚至4K錄製的加入, 手機對ISP的處理性能要求越來越高。

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魅族MX3

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魅族MX3拍攝樣張

  不少主打拍攝功能的廠商都在手機當中加入了獨立ISP,例如魅族MX3就採用了富士通四通道ISP,官方宣稱其傳送速率提升兩倍,能完美實現每秒25張連拍,使其擁有卓越的影像處理能力,綜合拍攝性能相對於MX2來講有了較大的進步。

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MeituKiss手機

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MeituKiss手機

  主打自拍功能的MeituKiss手機,在全球範圍內首次為前置攝像頭配置了獨立ISP晶片(圖像信號處理器)。這款來自富士通的高端晶片有著出眾的降低噪點和色彩還原能力,被廣泛應用於數碼相機等專業領域。

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OPPO Find 7拍攝的5000萬圖元照片

  市面上還有很多通過配備性能良好的ISP而提升拍攝性能的例子,例如近段時間熱門的國產旗艦級手機OPPO Find 7,擁有強大的資料處理能力,它能通過演算法能實現一張合成的5000萬圖元照片。iPhone 5S也是一個例子,通過A7處理器的加入,自動對焦提升了兩倍,照片連拍的速度也更快。

  六、攝像頭軟體優化

  一部手機要拍出好照片,就要軟硬兼備,正如市面上很多設備都配有 索尼的IMX135攝像頭模組,但在實際拍攝上面,還是各廠家之間有較大的差距,所以攝像頭軟體優化對一部手機來講也是非常重要的。在手機攝像頭軟體優化 方面,蘋果是業界公認的標杆,其充分挖掘了攝像頭的性能,優異的演算法隱藏在「傻瓜式」拍攝介面的背後,讓使用者能夠輕鬆地拍出好照片。

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iPhone 5S拍攝介面及其選項

  iPhone手機的拍攝介面簡單,但能讓每一個使用者輕鬆上手,且其色彩的飽和度比較高,拍攝色彩豐富的物品時會顯得非常討好人眼。雖然簡單容易上手,但在功能上面遜色于不少安卓陣營的對手。

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普通對焦(上圖)測光對焦分離(下圖)

  nubia Z5S號稱手機當中的單反相機,其內置了不少一般手機少有的專業功能,當中可以稱之為王牌的是測光與對焦分離功能,這讓使用者能夠在光線複雜的環境下拍攝出更為明亮的照片,使其更為接近人眼真實所見。

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GALAXY S5拍攝介面

  三星GALAXY S系列的拍攝軟體出了名的功能多,而在新一代的旗艦機型GALAXY S5上面,多了選擇性對焦功能,這個軟體能夠在拍攝50cm距離以外的物體時,一鍵完成多種對焦點選擇,帶來不同的畫面。它的原理是相機預先拍攝一張泛焦 的照片,然後通過後期處理,通過選擇對焦點的不同實現局部虛化,有一定的趣味性。

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諾基亞Lumia 1020的拍攝介面

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諾基亞Lumia 1020的拍攝選項

  自從塞班時代已經注重手機拍攝功能的諾基亞,在手機拍攝領域有一定的造詣,其不少Windows Phone 8手機擁有特色的專業拍攝功能。相機軟體創新性地通過類似轉盤的方式讓使用者能夠快速進行設置,設置介面非常直觀,使用者自己設置的參數一目了然。總的來講, 雖然手機拍攝的功能越來越花俏,但手機拍攝的宗旨是隨拍,一部相機軟體優化良好的手機,最重要的是能讓使用者在打開拍照介面後最短時間內拍攝到滿意的照片。

  七、閃光燈

  手機上面的閃光燈,主要分為氙氣燈與LED燈兩種,因為LED閃光燈的功耗較低,且體積較少符合手機變薄的趨勢,在手機上面廣泛應用。在市場競爭的驅動下,閃光燈已經由數量的競爭走向品質的競爭,不再單只強調配備多少顆閃光燈。

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雙色溫LED閃光燈

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iPhone5S閃光燈開

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iPhone 5閃光燈開

  以HTC M8和iPhone 5S為代表的雙色溫LED閃光燈開始出現,這樣的閃光燈能根據環境的需要調節兩燈發光的強度,以達到更為接近自然的效果,做到了強度比單閃光燈強,色溫比 普通雙閃光燈更為準確,總體來講有著較好的實用性,相信這些解決方案會在日後廣泛應用。另外,據說即將發佈的Vivo Xshot也將會採用特別的閃光燈解決方案,至於是創新性的還是採用類似HTC M8和iPhone 5S的雙色溫閃光燈方案還有待公佈,大家可以繼續留意Pconline手機頻道。

  八、鏡片:多多益善

  鏡頭是將拍攝景物在感應器上成像的器件,就如同我們的眼睛一樣,人類的眼睛有視網膜,那麼鏡頭呢?鏡頭通常由由幾片透鏡組成,光線信號通過時,鏡片會層層過濾雜光,因此,鏡片越多其過濾掉的雜光也就越多,事物的還原性也就越好。

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OPPO Find 5採用5P鏡頭

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OPPO N1採用6P鏡頭

  按照標準的稱呼,如果鏡頭由5層塑膠鏡片組成我們就稱其為5P(Plastic)鏡頭,而如果鏡頭由4層塑膠(Plastic)鏡片+1層玻璃鏡片(glass)組成,我們就應當稱其為4P1G鏡頭。不過現在行業卻是統一的稱呼這些都為5P鏡頭。

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OPPO Find 5 拍攝樣張

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OPPO N1拍攝樣張

  以OPPO的兩款機型為例,OPPO Find 5與OPPO N1兩款手機分別採用的是5P鏡頭與6P鏡頭。這樣利用同個品牌的手機進行對比就比較容易的發現5P鏡頭與6P鏡頭的差異了。從原圖中我們可以看到 Find 5的色彩沒有N1的色彩鮮豔,其所過濾的雜色沒有N1多,因此,在手機鏡頭方面,6P鏡頭相較于5P來說,理論上來說,能夠使畫面更加純淨,成像更加真 實。

  九、評測總結

  通過文章當中圖元與清晰度的關係、感應器的重要性、鏡頭是否越多越好、大光圈鏡頭、相機的大腦ISP、攝像頭軟體優化、閃光燈與手機鏡頭這8大方面的解析,相信大家都會對如今手機攝像頭的發展有更多的瞭解,而接下來應該如何去選購拍照手機呢?

怎樣才叫好?教你看懂手機攝像頭的新技術
手機拍攝的時代在快速進步

  小編認為應該選自己用起來最為有感覺的那一台,喜歡玩攝影的人可能喜歡功能較多自訂選項豐富的產品,而那些只是利用照片跟朋友進行互動分享的消費者, 可能更喜歡操作便利簡單的機型,畢竟手機拍攝享受的是隨拍的歡樂,別人能拍出的效果自己不一定能拍出來,攝像頭配置與自己使用最終拍攝出來的效果不一定成 正比,所以適合自己才是最好的,希望本文能對大家在選購手機的時候提供説明,也祝願大家能找到適合自己的產品。

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