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智能手机摄像头技术突飞猛进
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文章来源:重庆大渝网   相关:机摄像头技术   点击:275   添加时间:2019-9-24 8:06:25

曾几何时,以前用相机、单反,如今已换成了智能手机。近年智能手机的摄像头技术突飞猛进,不仅是像素从数百万上升至主流的千万像素,最近,更有厂商宣布在不久的将来,会推出高达1亿像素的智能手机设备。

日前刚发布的iPhone 11系列,正式为iPhone的单摄像头时代画上句号,进入双摄、三摄“俱乐部”。作为智能手机的另一阵型,安卓系机型在拍摄性能上更加“大胆”,尤其是国产厂商,华为上半年推出的P30系列,其四摄一度成为安卓旗舰手机的标杆,“拍月亮”的高倍数变焦能力,令不少用户在刚过的中秋假期过了一把拍月亮发朋友圈的瘾。

除了屏幕技术的革新和竞争,近年来,智能手机厂商们都致力在摄像头硬件、拍摄性能、算法以及其他与镜头相关的技术上努力,加大研发,务求将手机拍摄从满足日常拍摄,走进半专业,甚至专业领域。

HDR功能 让逆光、夜景拍摄“一键”完成

HDR是当下摄影的流行词,现在众多手机厂商都会强调相机加入了HDR功能或者拥有超级HDR功能。到底什么是HDR?据介绍,HDR就是高动态范围图像(High-Dynamic Range,简称HDR),相比普通的图像,它可以提供更多的动态范围和图像细节,根据不同曝光时间的LDR(Low-Dynamic Range)图像,利用每个曝光时间相对应最佳细节的LDR图像来合成最终的HDR图像,更好地反映出真实环境中的视觉效果。HDR功能如今已经能应用在手机拍摄当中。据了解,手机启动了这项功能后,机器会拍摄三张不同曝光的照片,然后将这三张照片合成在一起,在过曝光、正常曝光、欠曝光的照片中各提取效果最出色的部分来合成,从而实现更大的动态范围。

如今HDR功能越来越强大,有的厂商已进化至数张照片合成,有的是AI+HDR,有的则是根据场景自动匹配HDR。例如华为、OPPO等手机厂商早前都推出了超级HDR功能,可以拍摄多张不同曝光的照片进行合成。苹果的智能HDR,不仅能运用算法优化图像中高光及阴影的细节,还可以利用机器学习技术,识别并提亮照片中人物的面部。

摄影人士表示,HDR这项技术本质是解决相机的动态范围。简单来说,我们在使用相机拍摄时,会遇到一些大光比场景,比如人背对着阳光,脸清楚了阳光就过曝了;而阳光光线对了,脸又一片黑。这就是因为相机的宽容度不能同时记录画面中最亮和最暗的影像,这时HDR就应运而生。

尤其在手机等便携式的设备中,HDR让拍摄有了更多想象空间和“聪明”的玩法。如从去年开始,国产安卓手机厂商们力推的逆光拍摄:在逆光环境下拍摄人像,开启HDR后,人脸光亮清晰的同时,背景高光部分也不会过曝,保持照片不同细节的清晰度。

另一方面,众多厂商大力宣传的夜景功能,可视为HDR的“升级版”。业内人士表示,目前绝大部分智能手机夜景功能的原理大致是通过长曝光,拍摄很多张不同曝光、不同ISO的照片,并进行合成。通过软件算法,挑选最好的细节,甚至肉眼都看不到的细节也能拍摄得相当清楚。

并非所有拍摄场景都适合使用HDR,在拍摄大型风景照、阳光下的人像、弱光和背光的场景里都可开启HDR,高速运动的场景则不适合。

4800万像素成国产安卓机“标配”

近两年,智能手机的技术创新主要集中在屏幕与拍摄两个方面,这已成为业界共识。在拍摄硬件方面,手机摄像头已从最初的单摄发展至双摄,再到当下大热的三摄、四摄。

除了镜头,照片成像的质量与传感器尺寸大小有着重要的关系。拍照时,传感器上每一个像素都记录了“光信息”,传感器尺寸大意味着能拥有更丰富的信息。业内俗称的“大底”传感器能带来更高的动态范围、更广的ISO范围和更少的噪点。受限于手机机身大小,手机内部影像传感器尺寸要小于相机。

近年,手机硬件厂商在智能手机传感器上陆续有了突破。如今智能手机的传感器尺寸已达到了1/2.25英寸、1/2英寸和1/1.7英寸三个规格。据了解,索尼IMX586(4800万像素)传感器是1/2英寸,三星的S5KGM1(4800万像素)传感器是1/2.25英寸。索尼传感器IMX586是去年发布的,国产厂商例如华为、vivo、OPPO、小米等旗舰机都采用了该传感器,4800万像素成为众多手机摄像头的标配。

同时,硬件厂商并未在像素上“止步”。作为手机传感器市场的主流厂商之一,三星先后发布多款ISOCELL传感器,进一步提升了手机拍照的“像素能力”,其中,BrightGW1的像素达6400万,手机厂商realme与小米则在力争首发这一像素的手机。

再者,今年8月三星宣布将推出1亿像素传感器ISOCELL Bright HMX,这是目前业内首款超过1亿像素的移动图像传感器。据了解,ISOCELL Bright HMX的实际像素为1亿零800万,单位像素面积0.8μm,传感器尺寸高达1/1.33英寸,是首款这一级别的移动图像传感器。据介绍,该传感器在极端光线条件下也能拍出好的照片,支持四合一输出2700万像素的照片,最高支持6K 30fps视频录制。这个1亿像素的ISOCELL Bright HMX传感器是三星与小米联合研发的,而搭载1亿像素的机型何时会量产,暂时尚未最终公布。

今年早些时候,华为在推出P30系列时,华为消费者业务CEO余承东专门介绍了全新的RYYB超感光传感器。据了解,这款超感光传感器是采用RYYB全新色彩滤镜阵列设计,进光量能提升40%。因为这款传感器,P30 Pro具备了强大的夜间拍摄能力。

技术分析指出,传统CMOS采用的像素排列方式是RGB阵列,而RYYB的原理简言之就是用黄色替换绿色,黄色是绿色和红色的结合,在亮度上是两者的叠加。通过这样的方式带来感光能力的大幅提升。此外,IMX650还支持四像素合一技术,将四个同色像素排列在一起,形成一个大的像素,也就是Quad Bayer阵列,这样可输出高感光低噪点的照片。


 

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