解析手機拍照,這些相機上的技術你都知道嗎?

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  本文來自太平洋電腦網  如果回顧手機產品的發展趨向,我們不難發現,手機的拍照功能,一直以來都是許多手機廠商們極為看重的品牌賣點,而這對於我們許多消費者們而言,同樣也是選擇購買一部手機的主要考慮因素。

本文來自太平洋電腦網

如果回顧手機產品的發展趨向,我們不難發現,手機的拍照功能,一直以來都是許多手機廠商們極為看重的品牌賣點,而這對於我們許多消費者們而言,同樣也是選擇購買一部手機的主要考慮因素。

解析手機拍照,這些相機上的技術你都知道嗎?

在全面屏手機已然成為當下手機行業一股風靡的浪潮時,我們可以看到,全面屏同質化已然不可避免。但相比起來,手機拍照功能的發展,卻似乎讓人覺得進步迅猛,潛力無限,大有取代專業相機拍照的勢頭所在。

事實上,隨著手機拍照的進步,早年的便攜式卡片相機確實已然被手機所代替,雖然目前還有一些相機品牌仍在更新這條產品線,但實際上卻如同雞肋般照例發佈,棄之可惜,食之無味。

解析手機拍照,這些相機上的技術你都知道嗎?

唯有高端便攜式相機憑藉著較為專業的拍攝操作,以及相比手機更加清晰的畫質優勢維持著一絲生存空間,在手機和單反、微單之間夾縫求生,舉步維艱。

解析手機拍照,這些相機上的技術你都知道嗎?

雖然手機拍照功能正在不斷演進,但這其中很大程度上還是要歸功於數碼相機技術的成熟,才使得手機廠商們能夠有所借鑒和改進。而接下來,筆者就為大家綜合盤點一些手機拍照從相機上沿用而來的主要功能,並對未來在手機上可能出現的新技術做一個淺要的猜測。

可變光圈拍攝

隨著三星Galaxy S9/S9+的發佈,其在手機拍照方面又引入了一些全新功能。其中有一點讓人印象深刻的,便是三星S9/S9+支持智能可變光圈拍攝(F1.5/F2.4)。

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可變光圈拍攝,即是可以切換不同的光圈來進行拍攝。這種可變光圈技術雖然在手機上還是個新鮮玩意,但是在相機上不過是尋常的機械功能。

我們都知道,專業的單反或微單相機上都有單獨的手動調節模式(M/S/A/P檔),其中A檔便是光圈優先模式。

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光圈優先模式可以使相機在一系列不同的光圈下進行拍攝,大光圈用以提高快門速度和虛化成像,而小光圈則是表現清晰成像。

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之前手機上存在的光圈調節均是電子光圈,它並不等同於傳統的機械光圈。電子光圈是手機廠商推出的的一種新的相機程序輔助功能,簡單來說就是用來達到控制照片的曝光效果的軟件算法,而這個算法就稱為電子光圈。

而隨著三星旗艦手機S9/S9+的全新亮相,可變式光圈帶來更好的虛化效果和畫質表現,今後該功能也必然會逐漸成為手機拍照的主流功能之一。

全像素雙核對焦

全像素雙核對焦,這一名詞在最近幾年被一些手機廠商大肆宣傳。事實上,該對焦技術一開始是佳能自主研發的像面相差檢測自動對焦技術,如今在佳能EOS全系列單反都基本實現搭載。

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那麼,所謂全像素雙核CMOS AF究竟是什麼,它又有怎樣用途和優勢呢?

所謂全像素,其指的是手機鏡頭裡COMS傳感器上面的所有像素,而雙核指的是把這每一個像素裡面的光電二極管一分為二,讓分開後的光電二極管能夠獨立的接收光線,從而形成相位差式的驅動馬達進行對焦。

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不過在最終成像時,分開的雙核光電二極管是合併為一個整體輸出圖像。比起傳統的對焦技術,全像素雙核對焦大幅提升了手機對焦的速度,尤其是在暗光環境下的表現更顯優勢。

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在手機上,這項技術率先使用在三星Galaxy S7 Edge上,如今已經有越來越多的手機搭載該功能,在對焦速度上遠勝以往機型。

五軸防抖

在手機弱光拍照備受吐槽之時,一些手機廠商如索尼便開始為手機加入五軸防抖的功能,這一技術能在很大程度上解決手機拍攝模糊的問題。

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本質上說,五軸防抖技術依然屬於光學防抖的範疇,這項技術最早是由奧林巴斯微單實現,據稱其甚至最高能做到10秒手持不糊的極限狀況。

有了五軸防抖,無論你在用相機拍攝時上下搖擺、左右搖擺、橫向位移、縱向位移、旋轉抖動五個方向都能全方位防抖補償,最終實現相當穩定的圖像效果。

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五軸防抖技術可以在很大程度上補償拍照時的抖動效果, 其防抖性能相當於降低5檔安全快門,可以拍攝到高質量,銳利圖片,甚至實現暗處的手持拍攝。

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左:非5軸防抖拍攝 右:5軸防抖拍攝

另外需要注意的是,現在有一些手機具備OIS光學防抖功能。實際上,OIS光學防抖大部分僅支持橫向和縱向的抖動補償(兩軸防抖),因此防抖能力有一定的局限性。相比起來,五軸防抖則是更高要求但是防抖性能更好的一套光學防抖方案。

HDR模式

HDR是一種高動態範圍圖像(High-Dynamic Range,簡稱HDR),相比起普通的圖像拍攝而言,開啟HDR模式之後,便可以提供更多的動態範圍和圖像細節。

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目前,絕大多數相機都有曝光補償包圍曝光設置,只需要在單反上設置好包圍EV值,便能連續得到三張不同曝光程度的照片。

不過這種操作較為麻煩的是,如果要合成HDR,就必須在拍完照片之後再到後期處理軟件上進行操作。

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直到索尼微單的到來,我們發現在相機當中便可以機內連拍三張照片輸出合成HDR照片,這在效率上比起以往更加快捷方便。

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現在手機上所配備的HDR模式,其本質上就是沿用相機上的多幀合成技術。

無論是拍照還是錄製視頻時,手機會在一幀內同時拍攝多張畫面,然後利用算法處理將不同畫面的明暗部分合成在一起,以達到同時保留高光細節與暗部細節的目的。

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左:HDR關閉 右:HDR開啟

開啟HDR之後,相比原圖來說,對於明暗的曝光處理會更加均衡。隨著技術的發展,HDR技術如今已經不再只應用於攝影當中,甚至在顯示設備上也已經是一個普遍的現象了。

全景拍攝

其實說到全景拍攝,如今看來似乎只是一個較為尋常的拍照功能。倘若回到幾年前,且不論手機,單是市面上便有許多相機都不支持該功能。

當時一般的相機要想拍攝寬幅宏大的全景照,只能通過三腳架拍照分別拍攝單張,然後再採用專業後期軟件進行全景拼接,過程極為繁瑣。

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在2009年,索尼HX1率先搭載了一項「掃瞄式全景拍攝」功能,該功能可以讓相機分別從水平、垂直兩個方向進行高速移動拍攝,最終機內拼接成一張長幅全景圖像。

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當時這一拍攝功能的加入,使得相機可以突破傳統廣角鏡頭的限制,盡可能地在一張照片裡容納下更為廣闊的風景。

目前,手機上基本都搭載了這一功能,使得全景拍攝已經不再是相機的專屬,而它同時也使得我們有機會記錄下更廣闊的生活日常。

動態對焦

之前在三星Note8身上,我們看到了Live Focus動態對焦功能。其通過雙攝鏡頭感知焦點和背景的景深數據,並實時產生背景虛化效果,或者在拍照後調整焦點和虛化程度,從而實現媲美單反相機的景深人像攝影。

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這種手機拍照功能看起來很是強大,不過類似的技術早在2010年由松下發佈的「女友2號」GF2微單相機就率先出現,並且一直延續至今,成為松下微單的特色功能之一。

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所謂動態對焦,就是先把一張照片拍好之後,便可以在屏幕上隨意選擇對焦點,使用者可以有充足的時間來精確地選擇自己想要的焦點位置,得到自己滿意的虛化效果。

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在手機後置雙攝已經得到普及的今天,動態對焦功能有了更大的發揮餘地,而這一技術的門檻隨著雙攝的普及也變得更為容易實現。

手機拍照發展的核心因素

以上所羅列的幾大相機技術,其實僅僅只是一些手機上較為突出的拍照功能,事實上還有許多諸如智能場景識別、手動拍攝模式和無損變焦等功能沒有提及。不過由於這些功能已經越來越普遍,並不具備典型參照,因為在這裡並未單獨列舉。

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如果要談論今後手機拍照的發展,從根本上來說,必須提高手機圖像傳感器的硬件性能,才有可能實現較大突破。

從早期的CCD傳感器到CMOS傳感器,從背照式CMOS到堆棧式CMOS,我們可以看到技術正在不斷朝前進化。在曲面傳感器尚未成熟的今天,堆棧式傳感器將會是今後手機攝像頭的主流配置。

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此外,圖像傳感器的不斷進化,也使得圖像處理速度比起以往效率更高,而這也會為更多的新技術出現提供契機,為手機拍照功能的加成提供基礎。那麼有什麼相機拍照技術,是今後在手機上很大可能會實現的呢?

眼控對焦

當索尼相繼發佈A9、A7 III等旗艦微單之後,其技術性能已經達到一個前所未有的高度,甚至與佳能、尼康的頂級單反相比依然不遑多讓。

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而就在這次的發佈之中,我們顯然又一次看到索尼「黑科技」的誕生——眼控對焦。

眼控對焦技術,顧名思義就是對眼部進行自動對焦。相比起之前出現的人臉對焦、笑臉對焦技術,顯然眼部對焦對於拍攝的要求更加精細考究。

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眼控對焦的出現,使得我們在拍攝上更加方便,同樣在圖像穩定性上也更為可靠。

我們不再需要擔心因為對不好焦點而使畫面出現模糊,因為眼控對焦可以實時地把焦點對準拍攝人物的眼睛,即使是在運動狀態下依然保持對焦效果。

解析手機拍照,這些相機上的技術你都知道嗎?

如今手機已然實現人臉識別和笑臉對焦拍照,而相信眼控對焦技術從相機下放到手機拍照上的時間,同樣不需要等待太久。

全局快門

之前有消息稱,索尼、松下和奧林巴斯都在開發搭載了全局快門的圖像傳感器,並且已經取得相當可觀的成果,而且索尼目前已經在研製的是第三代全局快門傳感器。

從目前的技術情況來看,具備全局快門的圖像傳感器主要應用在工業領域,如自動駕駛、智能監控系統等方面。

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與傳統的捲簾快門相比,全局快門在拍攝運動物體的時候具有不可比擬的優勢。當採用全局快門方式曝光時,所有像素都在同一時刻曝光拍攝,這更適合拍攝快速運動的物體。

解析手機拍照,這些相機上的技術你都知道嗎?

(圖片來自網絡)

目前,我們所使用的手機和大多數數碼相機產品,其快門類型都是捲簾式電子快門,而全局快門將是未來相機拍照的攻堅技術之一。

解析手機拍照,這些相機上的技術你都知道嗎?

假以時日,如果今後手機上搭載了全局快門的圖像傳感器的話,將會在很大程度上提高手機對於運動追焦時的拍攝穩定性,並且對於平時的視頻攝像也起到很大的幫助。

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