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大家好，我是大錘子。不知道大家是否已經看膩了每日一推的手機推薦欄目。恰逢昨日有好友問我，什麼是雙攝像頭，雙攝像頭價格差異為何那麼大，工作原理又是什麼？今日，我就給大家小小的科普一下。
在早些年代，如果一款手機的後置攝像頭的像素有800萬，是件很了不得的事情，意味著它可以被稱作是拍照手機。短短几年時間過去，千萬像素早已成為行業標配，2300萬的超高像素也已屢見不鮮。慢慢的，又一種新的業態——後置雙攝像頭迅速崛起，甚至在今年從旗艦機被下放到千元機。
蘋果X後置雙攝圖
雙攝像頭工作原理
舉個簡單的例子，聯想人類的雙眼就很容易理解了。人眼是一個典型的雙目系統。大家可以做個小實驗：閉上一隻眼睛，然後左右手分別拿著一隻筆試著讓筆尖相碰，怎麼樣，是不是感覺並不是件容易的事情？ 我們分別用左右眼看同一個物體，可以清楚地感覺到圖像的差異，這個差異就是我們形成三維視覺的基礎，有了這左右眼圖像的差異，配合大腦強大的識別匹配能力，我們就能基本確定物體離我們的距離，試驗中我們只睜開一隻眼睛，雖然能清楚的看到左右手中的筆，但是大腦沒法得出深度信息，所以你在“上下左右”方向上能準確定位，但是“前後”方向上卻無能為力。而雙攝像頭的產生，也正是為了彌補這方面的不足。當我們拍照時，兩個攝像頭會同我們的眼睛一樣，各司其職，一枚鏡頭負責圖像色彩收集，而一枚鏡頭則負責亮度、輪廓和細節的收集ISP，後方將兩者的信息彙總，就會呈現出更好的最終的成片。
三星S9後置雙攝組件圖
雙攝像頭崛起背景
第一個原因是，用戶需求的轉變。從單純追求高分辨率轉到更多元化的應用需求。 以前手機用戶對拍照的需求主要體現在追求更高的分辨率上，比如Nokia曾經發布了高達4100萬像素的手機，但這條路明顯走偏了， 用戶發現自己並不需要手機實現這麼高的像素，反而需要更快的對焦速度、光學變焦、夜拍降噪、提高畫質、提高動態範圍、甚至三維重建等功能。而這些光靠單攝像頭，即使利用複雜的圖像處理算法也難以完全實現。而利用雙攝像頭搭配相關的算法，可以比較輕鬆地實現上述功能。
第二個原因是：手機厚度的限制。 攝像頭模組的厚度決定了手機的整體厚度。一方面用戶希望手機越薄越好，另一方面拍照性能的提高需要更復雜更厚的鏡頭模組。比如智能手機用單個攝像頭實現光學變焦是一件非常困難的事情，要想實現光學變焦需要複雜的鏡頭組合設計，這樣設計出來的鏡頭模組就比較厚。所以這兩者是不可調和的矛盾。即便是行業翹楚的蘋果手機，也沒辦法很好的解決這一問題，這也是攝像頭突出的主要原因。雙攝像頭的應用場景
把雙攝手機兩個攝像頭之間的距離來做個簡單分類： 兩個攝像頭之間離得比較近，兩個攝像頭取景範圍相差很小，這樣在兩張圖片進行融合的時候就不會因為錯位產生不良的影響，可以利用兩個攝像頭不同的曝光和色彩信息進行融合，展現更真實的色彩，更豐富的細節，從而大幅提升成像質量。可以用來做夜景/暗光拍照增強、增加動態範圍等應用；兩個攝像頭之間離得比較遠，得到的兩張圖之間相差足夠大，可以用算法來取得景深信息，然後利用景深來做背景虛化，物體分割，三維重建，輔助對焦，動作識別等應用。
1.背景虛化，很多人都對單反相機的大光圈背景虛化效果非常著迷。如下圖，左邊是背景虛化後效果。
2.通過廣角和長焦的雙攝像頭搭配，可以讓相機擁有更遠的光學變焦。 如下圖左邊是廣角相機拍攝的圖片，右邊是長焦相機拍攝的圖片。
3.提高動態範圍HDR。單攝像頭實現HDR的方法通常是修改不同的曝光時間來得到不同曝光環境下的圖片，然後進行合成，這樣圖像處理的時間比較長。這不僅導致用戶體驗很差，而且當場景中有運動物體或者相機有移動的話會導致鬼影的問題。利用雙攝像頭就可以解決這個問題，只需要對兩個攝像頭設置不同的曝光參數，然後對結果進行合成就可以實現。如下圖，上面是兩個攝像頭拍攝的不同曝光參數的圖片，下面是HDR合成結果。
4.三維應用AR。因為通過雙攝像頭可以計算出景深信息，所以雙攝在三維應用上將會有很多有趣的應用。比如可以測算物體的物理尺寸和距離，用來做三維測量；可以通過掃描來對真實物體進行三維建模；可以實現逼真的互動性很強的增強現實遊戲等。這將大大拓展手機的應用價值。
雙攝手機的出現是行業發展瓶頸催生的必然結果，隨著雙攝手機越來越普及，雙攝功能正趨於成熟。相信未來雙攝技術會帶來越來越多的有用有趣的應用。
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