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连苹果都开始用双摄像头了 它究竟好在哪?

创事记  · 公众号  · 科技媒体  · 2016-09-08 17:21

正文

昨晚,万众瞩目的iPhone7发布,业界的热情又被库克点燃。

苹果的产品战略是一年大升级,一年小升级,大升级会有更多的技术创新。iPhone7是苹果两年一次的大升级。

虽然现在苹果的保密不如以前,大量信息被提前泄露,但是发布会上还是给了人们一些惊喜。特别是iPhone7第一用了双摄像头引人注目。

双摄像头并不是苹果第一个采用,那么双摄像头是如何发展起来的,苹果的双摄像头与其他品牌有什么不同呢?我们来看一下。

一、裸眼3D,双摄像头的起源


人有两只眼睛,两只眼睛看到的世界是不同的。人脑合成两只眼睛看到的图像,就有了立体感,就能判断出距离的远近,就能看到现实世界。

而我们日常所看到的照片,视频都是平面的,二维的。这些照片,视频都是单个镜头拍摄出来的。

所以,手机的双摄像头最初是给3D服务的,通过拍摄不同的影像,合成出3D的影像,更好的展现显示世界。

这个思路的代表产品是LG的P920,两枚500万像素的摄像头可以拍摄出特殊的3D照片和视频。

但是这种思路忽略一个重要问题,就是3D照片,视频的观看问题。屏幕是二维的,要看到3D照片,需要特制的裸眼3D屏幕,或者红蓝眼镜,液晶偏振眼镜。LG P920可以用裸眼3D屏幕,但是在社交网络爆发得情况下照片分享出去,别人就没法看到3D效果了。

当时摄像模组价格不菲,成本增加又只能孤芳自赏,这种产品很快被淘汰。

二、先拍照后对焦,双摄像头进化

在3D应用淘汰几年以后,HTC又在M8上尝试了一次双摄像头,这次HTC搞的不是3D,而是先拍照后对焦的可玩性。

简单说,就是HTC的M8搞了两个不对称的摄像头,一个是正常的摄像头用户拍摄,另外一个只记录景深信息。这样用户拍照之后,可以随意调整画面内的对焦点,达到先拍照后对焦的目的。

这种创新只是增加了可玩性,因为正常拍照来说,并不差0.x秒的对焦时间,也不需要为了一张照片去做焦点的切换,拍人就是拍人,拍景就是拍景。技术上的不成熟,导致先拍照后对焦后背景虚化效果不真实,加之可玩性不是大众用户的核心需求,于是先拍照后对焦也迅速过气。

三、提升画质,双摄像头转型

在3D,景深都失败以后,双摄像头找到了一条新路,就是把握人们的核心需求——拍照画质。

手机拍照和相机一样,画质主要是镜头,CMOS,IPS与后期算法决定的。而CMOS的品质与大小对画质非常重要。所谓的“底大一级压死人”。

但是因为光学技术所限,CMOS越大,法兰距就越大,相机模组就要厚,手机厚度也就跟着厚。诺基亚808用了手机业内最大的1/1.2寸 CMOS,有最佳的画质,而它的镜头部分厚度超过16mm。

现在主流手机的厚度不超过10mm,在这个尺寸限制下,大多数手机CMOS的大小不超过1/2.3寸。

要在手机有限的厚度内提升画质,双摄像头方案又被请了出来。第三代双摄像头是两枚同样的摄像头,这样一次拍照就获得了两倍的进光量,两块CMOS同时感光,然后通过算法融合两张图片,就获得了比单摄像头更好的画质。

由于画质是人们拍照的核心需求,所以这个方案被广泛接受。

四、黑白彩色组合,双摄像头进化

本来双摄像头提升画质已经满足了人们的需求,但是技术无止境。人们发现还可以更好。

普通的彩色拍照颜色不是自然采集的,而是通过拜耳摆列的滤色片算出来的。就是说一个CMOS是1300万像素,而实际上四个点构成一个完整的彩色像素信息,这个1300万像素不是真实采集了1300万个彩色的点。而是算出来的1300万。

对于单摄像头来说,滤色片必不可少,否则就不是彩色照片了,而对于双摄像头来说,滤色片只给一个CMOS就够了,另外一个只采集灰度信息,可以获得更多的信息,更丰富的层次。

一个彩色CMOS,一个黑白CMOS通过算法组合,可以获得比两个彩色CMOS更好的效果。

而在实测中,双摄像头又可带来更高的进光量,这样低光下双摄像头的噪点优势很明显。这种优势不仅仅是理论上,而是实打实能够看到的。

而且,双摄像头也可以玩第一代的3D,第二代的景深,同时在背景虚化,快速对焦上也有特有的优势。

五、远近组合,苹果双摄像头独具一格

苹果的双摄像头思路和以前其他双摄像头的思路完全不同。

苹果的目的不是画质,也不是3D,而要提高的是手机的拍摄的适应性。普通手机都是定焦镜头,拍远不能拍近,拍近不能拍远,要大点的照片,就的离得近一点。

虽然有光学变焦的方案,但是光学变焦对镜头厚度和体积有非常高的要求。以轻薄为方向的手机无法容纳光学变焦镜头。

所以苹果的解决方案就是一颗广角,一颗长焦,于是就有了所谓的两倍光学变焦。

这个不是画质的突破,而是体验的提升,做单镜头的光学变焦不是不行,但是会太厚,苹果用双摄像头方案解决了手机厚度与光学变焦需求的矛盾。这是不一样的双摄像头。

除了双摄像头,苹果还对拍照的LED闪光灯,和ISP处理芯片做了优化,苹果的ISP已经用了了深度学习技术,提升照片处理能力,达到最佳的效果。
智能手机的双摄像头从LG P920算起已经有四年多的时间了,发展到苹果算是五代,但是双摄像头每一代的目的都不尽相同。各有取向。

苹果向来有带动作用,也许iPhone7的发布会推动广角长焦双摄像头的组合,带来新一轮双摄像头的热潮。