首页

双摄像头到底有何魔力？两个真比一个好？

2016-9-12 02:04| 发布者: 北美生活网| 查看: 335| 评论: 0|原作者: 心灵的港湾

摘要: 　　导语：最近一段时间，越来越多的手机使用了双摄像头，中兴、奇酷、华为、HTC都发布了双摄像头的产品。其中诸如华为P9、荣耀8等产品的拍照效果非常不错。取得了权威网站Gsmarena和Dxomark的肯定，这类产品的画质 ...

　　导语：最近一段时间，越来越多的手机使用了双摄像头，中兴、奇酷、华为、HTC都发布了双摄像头的产品。其中诸如华为P9、荣耀8等产品的拍照效果非常不错。取得了权威网站Gsmarena和Dxomark的肯定，这类产品的画质，特别是弱光下的表现令人印象深刻。

　　其实，智能手机用双摄像头并不是首次，早在2011年，HTC和LG就有过双摄像头的尝试，但是并不成功。为何当年LG的双摄像头失败了，而如今双摄像头就能成功呢?我们来看一下双摄像头的发展史。

　　双摄像头相机的黑历史

　　在解读iPhone 7 Plus的摄像头之前，我们先讲讲双摄像头的缘起。起先，双摄像头的出现是为了追赶当年《阿凡达》带来的3D大潮，2011年的HTC Evo 3D也着实火爆了一段时间。不过由于噱头的成分太大，这款机型成了短命鬼。
　　随后，擅长跟风的LG也推出了搭载3D摄像头的机型，但最终该机也黯然退场，随后，搭载3D相机的机型在市场上绝迹。
　　2014 年，不甘心的HTC又带来了M8，该机也搭载了双摄像头，不过它可不是为了拍3D照片，这次HTC主要是为了达到所谓单反相机的浅景深效果（背景虚化）。随后华为也推出了类似原理的荣耀6 Plus，而今年年初，小米为了赶双摄像头的风潮，也拿出了红米Pro，不过它与现有的主流双摄像头技术已经没有什么交集了。
　　此外，除了算法不成熟的原因，此前3D摄像头没能活起来也是受了智能机处理能力所制。

　　一、3D，双摄像头的产生
　　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，这种产品自然很快淘汰。
　　二、先拍照后对焦，双摄像头的二次进化
　　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，于是双摄像头的二次进化又失败了。
　　三、提升画质，双摄像头的正路
　　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。荣耀6Plus，酷派铂顿都采用了这个方案。
　　四、更进一步，双摄像头深度进化
　　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。
　　例如最新发布的荣耀8，用 1.4微米单位像素面积CMOS，通过双摄像头组合，实际上可以达到1.76微米单位像素CMOS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。
　　第四代双摄像头技术，在抓住画质这一核心竞争力的同时，也继承了前几代的可玩性。
　　回顾一下手机双摄像头的历史就会看到。虽然双摄像头的兴起是因为3D这种特殊需求，但是人们真正需要的不是诸如3D，景深这种可玩性，而是实打实的画质需求。
　　荣耀8搭载的这种第四代双摄像头方案首先满足了人们核心的画质需求，然后又提供了诸如3D，景深这种可玩性，还提供了特有的双摄像头快速对焦，更好的虚化效果。
　　一专多能，兼顾核心需求和特色功能。这便是荣耀8双摄像头方案能够获得消费者认可，并有望在智能手机行业普及的秘密。

　　双摄像头构造
　　高端智能手机的亮点越来越少，雷兔兔跑分已经无法表现手机的优势。于是更霸气的双摄像头闪亮登场了。这里说到的双摄像头，并非是像以前的智能手机，前后各一个摄像头，而是一共用两颗后摄像头，模拟人的一双眼睛，来实现更多的拍照功能和更好的拍照效果。
　　一般来讲，目前的智能手机的摄像头接口都是MIPI（Mobile Industry Processor Interface）接口。之前手机平台都只有2路MIPI接口，分别给前摄像头和后摄像头。做双摄像头，就要求平台至少支持三路MIPI接口。其实在之前的高端平台上，为了实现更高像素，已经用双路ISP（Image Signal Processing，图像信号处理器）了，比如为了支持16M的摄像头，会用2路8M能力的ISP。这类平台很有可能只有2路MIPI，但这个无法阻止工程师去做前单摄像头+后双摄像头。

　　双摄像头应用
　　那问题来了，双摄像头到底能做什么？
　　1、双摄像头可以测距，可做距离相关的应用
　　人眼很容易对一个物体的距离进行定位，但当人闭上其中一个眼睛后，定位能力就会下降很多。双摄像头就是模拟人眼的应用。简单的说，测距离的话，就是通过算法算出，被拍摄物体与左/右摄像头的角度θ1和θ2，再加上固定的y值（即两个摄像头的中心距），就非常容易算出z值（即物体到Camera的距离）。