04.17 淺談手機攝像頭

淺談手機攝像頭


手機攝像頭作為手機組成中一個較為重要的部件,以及目前人們對拍照更多的需求,相機的好壞也逐步成為大家選購手機的考量之一。但手機攝像頭的參數更為單一,也更加生澀,作為一個普通的消費者,我們如何瞭解一個手機攝像頭究竟是好是壞呢?現在,我就來從硬件角度為大家介紹一下我們的手機攝像頭。

手機攝像頭的成像原理和相機的類似,即我們物理的小孔成像(透鏡成像)原理。由此理解,一些生澀的名詞我們就可以很容易的代換成我們熟知的原理來呈現。另外,由於實際我們的手機拍照體驗不僅僅取決於相機硬件,還有軟件算法等等很多因素。本文僅從硬件參數角度淺談手機攝像頭,敬請見諒。

首先,我們來談談像素。這個是我們在購買手機時最直觀的數據之一,也是很多線下推銷員著重推銷的一點,因此我們第一個就談談它。像素有有效像素和最大像素之分。數碼圖片的儲存方式一般以像素(Pixel)為單位,每個像素是數碼圖片裡面積最小的單位。像素越大,圖片的面積越大。有效像素數英文名稱為Effective Pixels。與最大像素不同,有效像素數是指真正參與感光成像的像素值。最高像素的數值是感光器件的真實像素。而最大像素則是採用數字算法插值得來。總的來說,像素的大小代表了你的照片最終的分辨率大小。理論上,像素越大,照片面積越大,能包含的圖像也越多,僅此而已。像素僅僅是手機攝像頭眾多參數的一種,並不是像素越高拍照越好,請各位特別注意這點。


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​然後我們來看看光圈。光圈是一個用來控制光線透過鏡頭,進入機身內感光面光量的裝置,它通常是在鏡頭內。表達光圈大小我們是用f值。如果從物理小孔成像原理來看,光圈就相當於那個小孔的大小,理論上,小孔越大,進光量越大。在手機上,光圈是一個定值,參數表現為F x.x這種形式,數字越小,代表光圈越大。更大的光圈在夜間成像幫助很大,因為進光量大所以照出來的相片會更為明亮。就目前市面上的設備來看,三星S9/S9+的可變光圈最為先進。
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接下來我們來談談相機類型。最初,單攝像頭的時候都是彩色攝像頭,沒什麼好說的。但近幾年來,雙攝甚至三攝的出現,更多的攝像頭類型出現在了我們的視野中。目前比較常見的有彩色+黑白,廣角+長焦。彩色+黑白能得到更高清晰度的相片,彩色鏡頭來記錄色彩信息,黑白的記錄細節。在華為等廠商中,此搭配能達到一種電子大光圈效果,以形成背景虛化。而廣角+長焦則可以達到光學變焦和背景虛化效果,iPhone7 plus就採用了此種搭配。這兩種搭配各有優點,均可以為我們的拍照成像帶來提升。

再接著我們來說說傳感器。傳感器CMOS,它擔負著記錄圖像的工作。它像我們眼睛的視網膜或者是小孔成像的光屏,所呈現的像會倒映在上面,轉化成電信號傳輸到圖像處理器上,再由CPU處理後輸出到屏幕上。Cmos比較出名的供貨商有索尼,OmniVision(ov),三星等等。其中索尼是其中的佼佼者,我們目前絕大部分的旗艦相機是由它供貨的,也只有它才有目前商用頂級的傳感器。索尼傳感器的命名方式為IMXxxx的形式,其中小x為數字。儘管說我們認知上是數字越大越好,但索尼的命名方式較為複雜,具體表現各位可以在購買前百度其型號,會有一些知名評測機構進行評測的。

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最後,我們講講剩下的玩意。OIS光學防抖,其原理是在鏡頭內的陀螺儀偵測到微小的移動時,會將信號傳至微處理器立即計算需要補償的位移量,然後通過補償鏡片組,根據鏡頭的抖動方向及位移量加以補償,從而有效的克服因相機的振動產生的影像模糊。就目前來說,有雙軸光學防抖,四軸光學防抖等等。理論上軸數越多防抖效果越好,因為可以補償的方向更多,“軸”即代表方向。值得注意的是,除了光學防抖還有數字防抖(電子防抖)。電子防抖主要指在數碼照相機上採用強制提高CCD感光參數同時加快快門並針對CCD上取得的圖像進行分析,然後利用邊緣圖像進行補償的防抖,電子防抖實際上是一種通過降低畫質來補償抖動的技術,此技術試圖在畫質和畫面抖動之間取得一個平衡點。與光學防抖比較,此技術成本要低很多(實際上只需要對普通數碼相機的內部軟體作些調整就可做到),效果也要差。所以請各位購買時注意是光學防抖還是數字防抖。ISP(Image Signal Processing) 圖像信號處理。主要用來對前端圖像傳感器輸出信號處理的單元,以匹配不同廠商的圖象傳感器。這玩意目前通常集成在SOC內,我們也基本沒得選……總之驍龍8系的ISP同代肯定比6系的好就對了。

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