铁流：苹果要用双摄像头再一次改变世界？

空明苑 2016-09-08

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北京时间9月8日凌晨1点，美国苹果公司召开了新品发布会，其中最令人瞩目和令人期待的莫过于iPhone7。考虑到苹果手机在华市场份额不断下滑——根据市场研究公司Kantar Worldpanel ComTech发布的最新数据，截至今年7月的三个月内，苹果在中国城市的市场份额下降4.4个百分点至14.3%。在此情形下，iPhone7的横空出世可谓给受困于市场份额持续下滑的苹果公司打了一剂强心剂。

在iPhone7手机即将发布之前，关于iPhone7手机的各种猜测和传言在互联网上不胫而走，比如有媒体声称苹果下一代处理器将采用10nm工艺，有的声称iPhone7将搭载3G内存，有的声称iPhone7将采用防水设计，还有的声称iPhone 7手机将采用双摄像头，要用双摄像头再一次改变世界……虽然发布会前的不少网络传言未能成为现实，但iPhone 7plus手机确实如之前的传言那样采用双摄像头，那么苹果真能如媒体所言，要用双摄像头再一次改变世界么？

为何青睐双摄像头

近年来，智能手机的各项硬件均得到较快发展——内存从原本的几百MB发展到如今的4G；SOC的制程从90/65nm提升到如今的14/16nm，而且性能翻了好几番；屏幕也提升至1080P，以及2K屏，而据一些厂商宣传，还将在手机上使用4K屏；手机的摄像头的像素也从一、两百万像素升级至1300万、1600万、2070万像素，甚至某品牌的手机还搭载过4100万像素的传感器。

不过，实践证明了，提升内存和处理器是性能可以提升手机的反应速度和体验，在GPU性能够用的前提下，提升屏幕能获得更好的显示效果，提升芯片的制程能有效降低芯片的功耗。但单纯提升摄像头的参数未必能将拍照效果提升太多，比如某搭载4100万像素摄像头的手机，在自动拍照的情况下未必强于某些搭载800万像素、1300万像素的手机。

产生这样现象的原因就在于现在的手机越做越薄，大多都是8mm左右，有的甚至做到6mm，如此轻薄的机身限制了摄像头模组厚度以及传感器的尺寸，在镜头、传感器等零件受客观条件制约的情况下，在传感器尺寸不变的情况下，一味的增加像素点，反而会减小每个像素的进光量，进而影响成像效果。也正是因此，越来越多的手机厂商开始专注于提升对焦速度、降噪效果和色彩还原，而摄像头的像素则屈居次席。

在提升手机拍照效果的竞争中，不少厂商还将目光瞄准了双摄像头，在理论上，双摄像头可以同时拍照不同距离和景深的照片，可以拥有比单摄像头更多的进光量……正是因为这些在理论上的优点，HTC、LG、华为、小米、中兴、酷派、海信等公司先后推出了一系列搭载双摄像头的手机，寄希望采用双摄像头技术来提升拍照性能，使自己的手机获得比较优势，在激烈的市场竞争中占据有利地位。而苹果此次即将采用双摄像头技术，也正是着眼于双摄像头能够在理论上带来更好的拍照效果。

搭载双摄像头的红米pro

双摄像头并非新鲜事物

其实，搭载双摄像头的手机在2011年就已经出现于市场，HTC G17、HTC EVO 3D和LG Optimus 3D都搭载了双摄像头。不过，正如任何技术都有一个从新生到不断改进，不断成熟的过程，而在技术成熟前，会有不少探索者折戟沉沙。HTC和LG在当年就扮演了这样的一个悲情的探索者角色，虽然HTCG17和LG Optimus 3D都通过搭载两颗500万像素摄像头，在理论上获得了直接拍摄3D照片和视频的能力，但由于技术相对不成熟，双摄像头的噱头意义远大于实际效果，加上其他一些因素，两款手机在市场上的销量并不理想。

在2014年，除了HTC对双摄像头痴心不改外，华为也玩起了双摄像头，华为荣耀6plus和HTC M8都搭载了双摄像头，拍照效果相对于传统的单摄像头有一定提升，不过两者的双摄像头有一定的区别，具体区别下文会有说明。2015年，中兴AXON天机、360奇酷旗舰版、LG V10、HTC One M9+均采用了双摄像头。2016年，华为P9、荣耀8、荣耀V8、红米pro、LG G5也都采用了双摄像头，特别是华为P9在采用了符合徕卡认证标准的镜头，并由莱卡参与成像质量的软件调校中来，进一步提升了拍照效果。如果说在2011年双摄像头技术是初出茅庐，那么到2016年，该技术则已被大量手机厂商所采用，且在技术成熟度上有了较大提升。

因此，从先来后到的逻辑上分析，一些媒体声称的所谓“苹果将要用双摄像头再一次改变世界”，不如说是苹果顺应了技术发展的潮流，在双摄像头技术越来越成熟之际，采用了该项技术，为自家的手机增添光彩。

双摄像头技术分为哪几种

根据数家手机厂商的所采用的双摄像头的差异，该项技术可以分为以下几类：

中兴AXON天机

一是主摄像头+辅摄像头，主摄像头负责成像，而副摄像头负责测量景深数据。中兴AXON天机、红米pro、HTC M8、HTC One M9+等都属于这类双摄像头手机的典型例子。以中兴AXON天机为例，中兴AXON天机采用了一个索尼公司的1300万像素摄像头为主摄像头，一个OV公司的200万像素摄像头为辅摄像头，主摄像头负责拍照取景，而辅摄像头则主要用于测算景深范围，从而获得类似先拍照后对焦、背景虚化等效果。不过，实践证明，这种主摄像头+辅摄像头的做法对画质的提升效果有限，只是在背景虚化等景深特效方面有一定效果。

二是仿生平行双镜头。该技术由华为在2014年年底推出，被用于华为荣耀6Plus。和之前讲到的主摄像头+辅摄像头相比较，华为荣耀6Plus采用的摄像头为两个一模一样的800万像素摄像头（早期传感器用的是OV公司的，后来也有索尼公司的），华为在其官网上广告语为“双眼看世界”，在介绍中称为仿生平行双镜头，这种双摄像头技术的拍照原理是，两颗摄像头通过三角测距原理能记录全景深信息，在华为公司的宣传中，荣耀6Plus手机能拍出接近单反级的背景虚化照片，并且由于采用仿生平行双镜头，会有更大的进光量，这就能有效提高暗光、夜拍环境下的成像效果。

不过，仿生平行双镜头虽然在理论上看起来高大上，但实际上依旧存在一些问题，比如仿生平行双镜头设计和加工难度高——两颗摄像头必须处于同一平面，而且镜头的位置和角度的精度要求非常高；又比如对软件算法的要求非常高，如果软件算法优化不到家，那么，仿生平行双镜头的优势就很难得到发挥。也正是因此，该项技术在荣耀6Plus昙花一现后，就埋没于历史中，华为在2016年发布的P9等双摄像头手机则采用了另一项技术。

三是黑白摄像头+彩色摄像头。由于CMOS传感器只能记录光的明暗而不能记录光线的颜色，为了能拍出彩色的照片，就必须在CMOS传感器上增加一层拜耳滤镜。正如古语有得必有失，在使用拜耳滤镜后，虽然能拍出彩色的照片，但会损伤近2/3的进光量，以至于在光线不好的环境下噪点大幅增加。而黑白摄像头采用的是只能记录明暗的黑白传感器，也就是拿掉拜耳滤镜的CMOS传感器，虽然这会导致一个摄像头变成色盲，但却使黑白CMOS传感器获得了近乎于3倍的进光量，在暗光条件下，能有效提高像素细节。在使用黑白摄像头+彩色摄像头拍摄照片时，黑白传感器强化画面细节捕捉，彩色传感器负责色彩还原，图像处理器对黑白和彩色照片进行合成，最终产生一张清晰度高，色彩还原逼真的照片。特别是由于黑白CMOS传感器有相对较高的进光量，在暗光环境下，照片的噪点也会相对偏少，华为P9、360奇酷旗舰版都采用了黑白摄像头+彩色摄像头，区别只在于两者选用摄像头传感器的具体型号不同。