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手机双摄真的有用吗?这可能是一篇最全面的双摄原理解读

 静安长老 2017-11-21

双摄可以说是除了18:9的概念全面屏之外,目前市场上最炙手可热的手机配置了,确实有不少良心厂商把双摄用在了自家的产品上,以提高用户体验,自然也有很多鸡贼厂商,不分青红皂白地强行为手机加上双摄,以求有更好的市场噱头。初媚这篇帖子的目的很简单,就是要跟大家交流以下三个问题:

——双摄为什么会存在?

——双摄能做什么?

——哪些人需要用到双摄?

▼▼手机相机的「天生缺陷」

我们常见的智能手机是这样的:

手机双摄真的有用吗?这可能是一篇最全面的双摄原理解读

可以说智能手机是人类历史上集成度最高的电子产品了,它能够在极小的体积中放置很多原本应该很大的东西。极高的集成度能够大大降低智能手机的体积,但也迫使其作出了很多牺牲——由于体积过小无法放置有效的散热装置,因而只能采用精简指令集的CPU架构;为电池预留的空间不多,就无法放置更大的电池,就必须采用更加节能的集成GPU;不断压榨的内部空间让双扬声器成为一种奢望,除非你能接受丑哭的大额头和长下巴。

依然是受限于机身尺寸,让我们的智能手机不能集成这样的相机:

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只能采用这样的解决方案:

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尽管相比于以前的功能机时代,如今的后者已经做得足够好了。但是手机相机仍然有天生缺陷,也就是感光元件的面积。感光元件的面积是决定一台相机(不管它是独立的还是集成的)画质的决定性因素,同时也是构成一台相机的整个成像系统中最重要的一环,然而受限于手机机身的尺寸,相比相机来说手机的感光面积就小得太多了:

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感光元件的面积不进行提升,那相机的画质就无法获得根本性的进步。然而智能手机业界几乎集合了全世界最聪明的一拨人,这个问题对于他们来说就不算事儿了。于是乎,风风火火的双摄就被发明了出来。

顺着这个逻辑我们就可以看出:双摄的存在实际上并没有从根本上提升手机相机的画质,而只是通过实现一些原本手机做不到的拍照功能,从而完成一次「弯道超车」。

那么市面上的这些双摄们都能实现什么样的功能呢?

▼▼实现「伪」景深效果

景深效果实际上就是我们常见的「背景虚化」效果。景深效果的目的是为了能够更好地突出被摄主体,实际上对于专业的摄影师来说,通过对布景、光线以及后期等方式也能够达到突出被摄主体的效果,但是总不如简单的虚化来得更加实在和「糖水」。这是因为虚化是最符合人的视觉习惯,因为人眼本身也自带虚化效果。

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但是要实现这样的虚化效果需要一定的感光面积做基础,但是手机显然是不具备这样的条件的。因此手机就可以通过算法来把那些非视觉主体的物象给虚化掉。这里就需要双摄登场了,市面上的一些双摄可以通过三角成像的原理,记录下拍摄场景的景深信息,也有一些产品是主摄像头记录画面信息,副摄像头记录景深信息。总而言之,双摄的存在使手机相机可以记录下被摄场景的景深信息,再通过后期的涂抹实现虚化。

双摄虚化效果的存在,可以让小白用手机就拍出具备明确的空间关系的成片,也能在人像中发挥不错的作用。但是手机双摄也是由问题的,如果算法不够精准,或者在面临一些比较复杂、细微的场景时,就会虚化错地方,比如:

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因此强大的算法是支撑手机双摄成像的重要动因。

▼▼提高低照度画质

双摄提高画质的方法就属于奇招了。例如在魅族 PRO 7上采用的黑白+彩色的方案,目的就是为了提高画质。其原理在于用彩色摄像头记录画面的色彩信息,而用黑白摄像头记录画面的灰度信息,黑白摄像头能比彩色摄像头识别出更多的物体细节,所以用两个摄像头进行拍摄之后,再进行合成,将彩色摄像头记录下的色彩信息填充到黑白摄像头的照片中,就能得出既有细节,又有色彩的照片了。

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这种方式有利于提高暗光条件下的画面纯净度,减少噪点,以及保持暗部细节,当然,这样做的原因还是因为手机相机的感光面积不够大。同时,这种同样也对算法提出了更高的要求——虽然两颗摄像头挨得足够近,但仍然是有一定间距的,如果强行合成会产生中心距离、偏移、旋转等方面细微差别,所以就需要强大的内置算法和ISP性能。

要注意,这里说的低照度不光是指暗光条件下牌照,或者是夜拍,在很多明暗对比强烈的场景下这种方案仍然是很有效的。可以说,黑白+彩色的双摄方案是目前最有性价比的双摄方案。

▼▼很难,但是用处也不大的光学变焦

依然是受限于体积,手机无法做到相机的摄像头那样的伸缩变焦,因此在需要放大或者缩小画面的时候,绝大多数手机采用的是数码变焦的方案,也就是对画面进行裁剪然后放大,这样就会损失画质。

手机双摄真的有用吗?这可能是一篇最全面的双摄原理解读

手机上常见的镜头是28mm的广角镜头,为了实现光学变焦而非数码变焦,就需要另一个长焦镜头来拍摄远处的物体了。也就是当拍摄近处的物体时就调用那颗广角镜头,当需要放大画面时,就调用那颗长焦镜头,这样就能实现双摄的「光学变焦」。

在iPhone 7上,采用的就是这种方案。

手机双摄真的有用吗?这可能是一篇最全面的双摄原理解读

这种方案在需要变焦的时候还是有很大用处的,但是在一般情况下也没有什么实际用途。因此就有厂商开始琢磨了,尽管两个摄像头的焦距不同,但是不是也可以记录画面的景深信息来实现虚化呢?

答案当然是可以的。在iPhone 8上出现的人像光效模式,也是通过这一原理实现的。

▼▼最后,最后

初媚认为,未来手机的摄像头不止于双摄,虽然感光面积被限制了,但是手机相机还有更多的玩法。比如AR技术。

可以说,如果未来AR技术顺利铺开,那手机上可不止是两个摄像头那么简单了。。有可能会出现三个,甚至是四个摄像头。

想到这里,真的为魅族的设计师们感到担忧。。。

各为债见。

图文@初魅 魅族社区

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