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技术分析:单摄像头是如何压制双摄军团的?

作者:时间:2016-11-21来源:虎嗅网收藏
编者按:自今年苹果iPhone 7 Plus发布以来,“双摄像头”手机开始大量出现在人们的视野中。这个虽不是苹果首创,但却借着苹果品牌强大的“现实扭曲力场”发扬光大的特性,开始受到厂商追捧、消费者认可。“两个总比一个强”,这个在商家的宣传和消费者的眼中看似顺理成章的规律,然而在专业的测试机构中,貌似并不是非常的“买账”。

  根据国外专业相机测试机构DxOMark的手机拍照天梯,在所有得分超过85分的11款手机当中,没有任何一款搭载了双摄像头。而排名最高的双摄手机,是80分的华为,位列总榜第27位。 

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201611/340420.htm
技术分析:单摄像头是如何压制双摄军团的?

  换句话说,世界上拍照最好的手机,都是用成像的。

  究竟这些手机有哪些黑科技,最终“团灭”了“双摄军团”呢?今天哥就来给屏幕前的你“科普”一下。瓜子板凳准备好,哥要开车啦!

  (本文文字量较大,看完可能需要8-10分钟,但文中干货足以让你去和小伙伴炫耀一番,请耐心看完~)

  如今大多数都是通过光线入射到CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)上来完成的,而让CMOS感应到外界的光线,需要一定的光通量,想要提高光通量,要么加大光的强度(外界光、光圈影响)、要么增加感光面积(CMOS规格)、要么延长曝光时间(防抖系统)。 

技术分析:单摄像头是如何压制双摄军团的?

  Optical Image Stabilization(OIS,光学影像防抖)

  顾名思义,其实就是我们常说的光学防抖,在DxOMark天梯榜超过85分的11款手机当中,有8款手机都搭载了OIS技术,足以见得这项技术在拍照中的重要性。

技术分析:单摄像头是如何压制双摄军团的?

  在日常拍摄时,手部轻微抖动几乎是无法避免的事,由于手部抖动,会造成手机光路易位,让照片发生抖动发虚。

  但在光线充足时,由于传感器无需长时间曝光,极其轻微的抖动可以通过算法忽略。

  而到了夜晚或是光线不足的情况下,想要保证拍出的照片不是漆黑一片,就要延长手机的快门时间,但是快门时间越长,手部抖动对光路影响就越大,呈现出的照片就越容易发虚。

  所以在摄影行业内,有个“安全快门”的概念,即最大快门时间小于=1/等效焦距(秒)。例如iPhone 7 Plus,等效焦距为31mm,其安全快门就是1/31s。但为了保证夜间成像质量,无光学防抖的iPhone快门被定在了1/17s,大于安全快门,于是在夜拍时只能依靠电子防抖补偿,很容易发生抖动。

  而有了光学防抖,通过镜头的浮动透镜来纠正“光轴偏移”,其原理是通过镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动,然后将信号传至微处理器,处理器立即计算需要补偿的位移量,然后通过补偿镜片组,根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿;从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。 

技术分析:单摄像头是如何压制双摄军团的?

  借助于这项技术,可以有效抵消“手抖”带来的影响。因此,厂商可以延长“安全快门”的时间,例如苹果、三星都将快门拉长至1/4s,保证了夜晚拍照的明亮与成片率。

  当然光学防抖的加入也会带来一些副作用,一方面是画面边缘的解析力下降较大,另一方面浮动镜组占用的空间更大,所以很多搭载OIS的手机摄像头“凸起”都十分感人。 

技术分析:单摄像头是如何压制双摄军团的?

  Electrical Image Stabilization(EIS,电子影像防抖)

  细心的你也许会发现,排名第一的谷歌Pixel手机并没有搭载OIS光学防抖技术,那么这些手机靠什么来防抖呢?

  靠EIS图像优选,这是一个在OPPO R9s炒起来的新名词,后被小米Note2发扬光大,虽然英文名听起来高大上,其实翻译过来就是电子防抖。

  依靠软件算法实现防抖的电子防抖历来就有,最早被应用于电子相机的录像模式之中:通过对画面周围四边进行一定程度的裁切作为“缓冲带”,对图像的抖动进行相应的反向补偿。

  而到了相机成像方面,借助手机多帧合成成像算法的成熟运用,如今可以利用图像序列中帧与帧之间的相关性,通过软件算法对抖动的像素进行替换补偿。而像Pixel这样的旗舰机,则可以借助陀螺仪的的运动,对手机抖动引起的图像序列抖动进行估计与补偿算法。

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  说到底,Pixel使用的无非只是更高级的软件算法,在硬件上,相比具有光学防抖的技术的手机并不具备优势。那是什么让Pixel脱颖而出?


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关键词: 单摄像头 P9

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