金立手機的 RWB 攝像頭是什麼新玩意兒?

剛剛發佈的金立 S8 智能手機配備了 1600 萬像素的主攝像頭。引人注目的是金立宣稱這款攝像頭在業界首度採用 RWB 傳感器技術,擁有比傳統攝像頭更好的拍照性能。那麼,這個「RWB」是什麼新奇的科技呢?

傳統成像傳感器:拜耳陣列

金立手机的 RWB 摄像头是什么新玩意儿?

我們日常使用的數字成像設備,無論是手機還是單反亦或是專業攝像機,其傳感器大都是標準的拜耳陣列。拜耳陣列傳感器上每四個像素為一組,每組包含兩個綠色和一個紅色、一個藍色像素。光線從鏡頭照射到傳感器上,通過每個像素的彩色濾光片變為單色光線進入光電轉換區被識別為數字信號。輸出圖像時,每個單色像素參考周圍不同顏色的像素信息生成一個彩色像素。這就是拜耳傳感器生成圖片的標準流程。

拜耳陣列的缺點

很容易就能想到,拜耳陣列的像素彩色濾光片在將入射光「淨化」為純色光的同時實際上也減弱了入射光的強度。每一個像素的濾光片都擋掉了光線中另外兩種顏色的成分,這樣整個傳感器平均而言會擋掉2/3的入射光線,無疑是極大的浪費。

人眼對綠光最為敏感,因此綠光的強度對於圖像的畫質影響最大。拜耳陣列之所以採用兩個綠光像素配合一紅一藍的設計就是為了增大綠光的有效受光面積。那麼如何在此基礎上繼續增強綠光的有效強度來提升畫質呢?

金立手機的 RWB 攝像頭是什麼新玩意兒?

RWB 傳感器

為了改善攝像頭的拍照性能,各大傳感器研發廠商想出了不少辦法來改進傳統的拜耳陣列。其中,在傳感器市場堪稱後起之秀的三星想出的辦法就是把綠色像素變成白色像素,也就是取消掉原本綠色像素上面的彩色濾光片,直接讓白光打在成像層上。這樣一來成像層接收到的光線強度就會明顯增加,相當於變相擴大了像素的面積。

金立手机的 RWB 摄像头是什么新玩意儿?

可是本該生成綠色信息的像素卻照上了白色光線,難道輸出的也是白色的像素數據嗎?當然不行。三星的解決方案是利用白色像素旁邊的紅/藍像素的信息輔助,將每一個白色像素生成的混合光數據解算為對應的綠色數據。換句話說,原本的綠色像素是通過物理濾光片來排除紅、藍光線的,現在則是以軟件運算的方式減掉光線中的紅、藍光信息。既然是軟件處理,過程中減掉的就只有顏色信息,而不會像濾光片那樣消除紅藍光的能量。三星為這種技術取名 RWB 成像陣列以和拜耳陣列區別,其中的W就是白色的意思。

RWB 的優勢和缺陷

金立手机的 RWB 摄像头是什么新玩意儿?

RWB 相比傳統拜耳陣列傳感器,改善最大的就是高感拍攝性能。由於綠色像素被白色像素取代,傳感器接收到的有效光線強度幾乎翻倍,RWB 的高感指標也有了明顯提升。根據三星提供的資料,同樣像素尺寸下 RWB 攝像頭可以在相同的噪點規模下實現高出一半的感光度,也就是說 1200 的 ISO 設定下這種傳感器的噪點水平和其他傳感器的 ISO800 級別相當。

然而,RWB 陣列固然可以輕鬆改善傳感器的有效進光量,但是面臨的挑戰也是不容忽視的:由於白色像素生成綠色信息需要做軟件處理,處理的算法就很影響實際的成像效果,稍有不慎就會弄巧成拙。目前三星並沒有就 RWB 傳感器的細節算法進行介紹,但相機傳感器的圖像處理芯片性能有限,處理時間也極短,即便算法再出色也很難做到完美還原真實場景的綠色光線信息。因此 RWB 傳感器在色彩還原能力方面是難以和傳統方案相抗衡的。實際使用中,這種攝像頭在某些情況下甚至可能出現明顯的成像錯誤。

金立 S8:RWB 傳感器的嚐鮮之作

目前,RWB 攝像頭技術是三星獨有,其他廠商並沒有相同的方案。金立 S8 使用的這顆攝像頭也自然是來自於三星。雖然三星的 RWB 傳感器很早就宣佈出貨了,但是包括三星自家的手機在內一直都沒有智能手機使用這一類型的攝像頭。如今金立算是第一個吃螃蟹的廠商,為 RWB 技術的商業化推廣拉開了序幕。然而這種傳感器的實際綜合拍照性能究竟如何,與傳統拜耳陣列相比能否有明顯優勢,還是要看 S8 的真機拍照測試結果了。總之,現在就下結論說 RWB 傳感器有多強的畫質還為時甚早,這種技術能否成為業界未來的趨勢還有待進一步觀察。


分享到:


相關文章: