拍攝已成各大品牌智能手機競爭焦點

文靜

2019年09月18日08:30  來源:廣州日報
 
原標題:“小眼睛” 玩大魔術

  曾幾何時,我們用以記錄風景、生活、植物、動物的工具是便攜式相機、單反,如今已換成了智能手機。近年智能手機的攝像頭技術突飛猛進,不僅是像素從數百萬上升至主流的千萬像素,最近,更有廠商宣布在不久的將來,會推出高達1億像素的智能手機設備。

  日前剛發布的iPhone 11系列,正式為iPhone的單攝像頭時代畫上句號,進入雙攝、三攝“俱樂部”。作為智能手機的另一陣型,安卓系機型在拍攝性能上更加“大膽”,尤其是國產廠商,華為上半年推出的P30系列,其四攝一度成為安卓旗艦手機的標杆,“拍月亮”的高倍數變焦能力,令不少用戶在剛過的中秋假期過了一把拍月亮發朋友圈的癮。

  除了屏幕技術的革新和競爭,近年來,智能手機廠商們都致力在攝像頭硬件、拍攝性能、算法以及其他與鏡頭相關的技術上努力,加大研發,務求將手機拍攝從滿足日常拍攝,走進半專業,甚至專業領域。

  HDR功能 讓逆光、夜景拍攝“一鍵”完成

  HDR是當下攝影的流行詞,現在眾多手機廠商都會強調相機加入了HDR功能或者擁有超級HDR功能。到底什麼是HDR?據介紹,HDR就是高動態范圍圖像(High-Dynamic Range,簡稱HDR),相比普通的圖像,它可以提供更多的動態范圍和圖像細節,根據不同曝光時間的LDR(Low-Dynamic Range)圖像,利用每個曝光時間相對應最佳細節的LDR圖像來合成最終的HDR圖像,更好地反映出真實環境中的視覺效果。HDR功能如今已經能應用在手機拍攝當中。據了解,手機啟動了這項功能后,機器會拍攝三張不同曝光的照片,然后將這三張照片合成在一起,在過曝光、正常曝光、欠曝光的照片中各提取效果最出色的部分來合成,從而實現更大的動態范圍。

  如今HDR功能越來越強大,有的廠商已進化至數張照片合成,有的是AI+HDR,有的則是根據場景自動匹配HDR。例如華為、OPPO等手機廠商早前都推出了超級HDR功能,可以拍攝多張不同曝光的照片進行合成。蘋果的智能HDR,不僅能運用算法優化圖像中高光及陰影的細節,還可以利用機器學習技術,識別並提亮照片中人物的面部。

  攝影人士表示,HDR這項技術本質是解決相機的動態范圍。簡單來說,我們在使用相機拍攝時,會遇到一些大光比場景,比如人背對著陽光,臉清楚了陽光就過曝了﹔而陽光光線對了,臉又一片黑。這就是因為相機的寬容度不能同時記錄畫面中最亮和最暗的影像,這時HDR就應運而生。

  尤其在手機等便攜式的設備中,HDR讓拍攝有了更多想象空間和“聰明”的玩法。如從去年開始,國產安卓手機廠商們力推的逆光拍攝:在逆光環境下拍攝人像,開啟HDR后,人臉光亮清晰的同時,背景高光部分也不會過曝,保持照片不同細節的清晰度。

  另一方面,眾多廠商大力宣傳的夜景功能,可視為HDR的“升級版”。業內人士表示,目前絕大部分智能手機夜景功能的原理大致是通過長曝光,拍攝很多張不同曝光、不同ISO的照片,並進行合成。通過軟件算法,挑選最好的細節,甚至肉眼都看不到的細節也能拍攝得相當清楚。

  並非所有拍攝場景都適合使用HDR,在拍攝大型風景照、陽光下的人像、弱光和背光的場景裡都可開啟HDR,高速運動的場景則不適合。

  4800萬像素成國產安卓機“標配”

  近兩年,智能手機的技術創新主要集中在屏幕與拍攝兩個方面,這已成為業界共識。在拍攝硬件方面,手機攝像頭已從最初的單攝發展至雙攝,再到當下大熱的三攝、四攝。

  除了鏡頭,照片成像的質量與傳感器尺寸大小有著重要的關系。拍照時,傳感器上每一個像素都記錄了“光信息”,傳感器尺寸大意味著能擁有更豐富的信息。業內俗稱的“大底”傳感器能帶來更高的動態范圍、更廣的ISO范圍和更少的噪點。受限於手機機身大小,手機內部影像傳感器尺寸要小於相機。

  近年,手機硬件廠商在智能手機傳感器上陸續有了突破。如今智能手機的傳感器尺寸已達到了1/2.25英寸、1/2英寸和1/1.7英寸三個規格。據了解,索尼IMX586(4800萬像素)傳感器是1/2英寸,三星的S5KGM1(4800萬像素)傳感器是1/2.25英寸。索尼傳感器IMX586是去年發布的,國產廠商例如華為、vivo、OPPO、小米等旗艦機都採用了該傳感器,4800萬像素成為眾多手機攝像頭的標配。

  同時,硬件廠商並未在像素上“止步”。作為手機傳感器市場的主流廠商之一,三星先后發布多款ISOCELL傳感器,進一步提升了手機拍照的“像素能力”,其中,BrightGW1的像素達6400萬,手機廠商realme與小米則在力爭首發這一像素的手機。

  再者,今年8月三星宣布將推出1億像素傳感器ISOCELL Bright HMX,這是目前業內首款超過1億像素的移動圖像傳感器。據了解,ISOCELL Bright HMX的實際像素為1億零800萬,單位像素面積0.8μm,傳感器尺寸高達1/1.33英寸,是首款這一級別的移動圖像傳感器。據介紹,該傳感器在極端光線條件下也能拍出好的照片,支持四合一輸出2700萬像素的照片,最高支持6K 30fps視頻錄制。這個1億像素的ISOCELL Bright HMX傳感器是三星與小米聯合研發的,而搭載1億像素的機型何時會量產,暫時尚未最終公布。

  今年早些時候,華為在推出P30系列時,華為消費者業務CEO余承東專門介紹了全新的RYYB超感光傳感器。據了解,這款超感光傳感器是採用RYYB全新色彩濾鏡陣列設計,進光量能提升40%。因為這款傳感器,P30 Pro具備了強大的夜間拍攝能力。

  技術分析指出,傳統CMOS採用的像素排列方式是RGB陣列,而RYYB的原理簡言之就是用黃色替換綠色,黃色是綠色和紅色的結合,在亮度上是兩者的疊加。通過這樣的方式帶來感光能力的大幅提升。此外,IMX650還支持四像素合一技術,將四個同色像素排列在一起,形成一個大的像素,也就是Quad Bayer陣列,這樣可輸出高感光低噪點的照片。

  據業界預期,在即將亮相的Mate 30系列要進一步增強暗光拍攝的能力,應該會在IMX650傳感器上進一步做優化,同時有可能進一步增大光圈,以提升暗光視頻拍攝的能力。

  多攝像頭設計

  不同思路實現不同拍攝模式

  除了像素的不斷升級,相機攝像頭的增加是讓消費者最能有感知度的。近幾年,手機攝像頭個數增加的速度相當“神速”,尤其在國產安卓廠商的推進下,手機多攝像頭的發展與普及速度大大提升。目前,后置雙攝已經是目前絕大部分智能手機的配置,后置三攝、四攝則是旗艦機型的標配。然而,雖然攝像頭的個數大家都一樣,但是不同廠商則有著不同的鏡頭配置方案。

  據了解,剛發布的iPhone 11Pro三攝是採用主流的“超廣角+廣角+長焦”的鏡頭配置方案。其中,一個為1200萬像素的超廣角鏡頭,擁有120°視角,實現了四倍取景范圍﹔一個為1200萬像素的廣角鏡頭,支持光學圖像防抖,並且支持100%的相位差對焦﹔第三個鏡頭則是一個1200萬像素的長焦鏡頭,支持光學圖像防抖、2倍光學變焦。盡管被外界“吐槽”,當今安卓機型攝像頭像素已達到4800萬級別的情況下,iPhone依然沿用1200萬像素的攝像頭,然而這次廠商“強調”的是多個攝像頭運作協同如一。

  發布會上,蘋果特意強調了三枚攝像頭在色彩表現、場景還原、白平衡等方向上幾乎可以做到完全一致。據悉,要達成三攝的“默契無間”,有一個基本難點——即使三套感光元件都採用了相同的色彩系統,不同攝像頭模塊的色彩和靈敏度也難以一致。因此,工程師先對每個攝像頭的白平衡、曝光等參數單獨進行了精確調校,然后再對三個攝像頭整體進行調校,使不同模塊呈現出一致的效果。配合A13仿生處理器的運算能力,使得用戶在拍照的過程中,三枚攝像頭可以協同工作並在瞬間完成圖像的調教和處理。

  對於多攝同時工作的作用,還有另外一個隱藏功能——拍攝畫幅之外的畫面。例如你使用26mm的主攝鏡頭按下開門時,廣角攝像頭會同時啟動並拍攝一張照片,當需要裁剪時,這張納入更多畫面的照片才會出現。據了解,那張隱藏的超廣角照片會在機器中保留30天。

  至於“拍月亮”神器的華為P30 Pro,其后置四攝的搭配包括了主攝像頭為4000萬像素的廣角攝像頭,搭配2000萬像素、f/2.2光圈的超廣角鏡頭,而第三顆鏡頭則是800萬像素的潛望鏡式長焦鏡頭,光圈為f/3.4,支持高達10倍混合光學變焦和50倍數碼變焦,主鏡頭和長焦鏡頭均支持光學防抖,而第四個鏡頭則為ToF傳感器,用於採集3D深度信息。

  觀點認為,在這個時間節點,蘋果拿出了這款超廣角鏡頭,是在跟安卓手機打差異化,后者著力於發展長焦系統時,前者則選擇的是廣角路線。

  無論是哪個發展方向,都體現了手機硬件廠商在拍攝領域的思路。用戶的拍攝需求是千差萬別的,不同的思路會為大家帶來不同的拍攝體驗。

  記者觀察:

  回想10年前,智能手機剛進入大眾視野時,拍攝僅是這類移動通信設備的其中一個輔助功能。如今,拍攝已成為手機不可缺少甚至是最重要的功能之一。大部分消費者選購手機時,都會先了解手機鏡頭的參數與拍攝性能。

  隨著智能手機競爭的日趨劇烈,各大廠商投入到手機拍攝的研發成本也越來越高。這不僅帶來硬件的升級與照片質量的飛躍,更發掘了一系列以往無法想象的拍攝場景。全媒體記者發現,習慣使用專業單反拍攝的攝影達人、專業人士,近年對智能手機拍攝照片/視頻的接受程度不斷提升,一些攝影達人表示,從過去拿專業相機到現在拿起手機隨手拍,如今一些專業照片、視頻甚至都用手機直接搞定,“因為手機輕便,而且成像與濾鏡、玩法也越來越多了”。

  猶記得早年,有觀點提出:“手機拍攝將會取代傳統相機。”雖然這麼多年下來市場証明是偽命題。但不容忽視的是,近年來手機拍攝性能的升級反過來打破了傳統相機行業的格局和生態,促使了影像行業加速新技術、新機型的更新迭代。

  與此同時,隨著通信技術的發展,進入5G時代,智能手機的拍攝就有了更大的想象空間。正如一位用戶所言,現在不再是研究手機拍照拍得好不好,“反而會注重拍視頻能力”——畢竟,隨著抖音、朋友圈短視頻、vlog的流行,隨手來一段視頻已逐漸成為“00后”“90后”的日常。

  相信,不久的將來,優質的4K、8K視頻拍攝,勢必成為各大手機品牌競爭的焦點。 

(責編:畢磊、夏曉倫)