高像素到头了？手机摄像头还能怎么破[9P]

wanghui

这两年智能手机的硬件比拼进入白热化，手机的拍照能力也成为衡量一款手机性能的重要标准，而最能反应拍照能力的量化标准就是手机的像素。手机摄像头的像素数在这几年的增幅很快：2010年是500万，2011和2012年800万是标配，在去年，许多手机已经提升到了1300万像素。而在今年，这个数字增加到1600万，甚至是2000万。当然也不乏诺基亚这样在手机像素一条道走到黑的厂商，拿出4100万的“怪兽”级像素惊诧世人。在一定程度上来说，众多手机的像素已经超越了卡片相机甚至是中低端的单反。这么看来，一味再提高手机的像素似乎已经没有必要，那么手机摄像头未来的发展方向究竟在哪里？当前各大厂商又是如何思考的呢？

提升对焦速度

如今大多数智能手机采用的是“对比检测”自动对焦，分析附近像素的对比度要确定哪个区域应该对焦。这一技术不足之处是，不合适在弱光环境中使用，此外对焦速度也不是特别理想。相比这一技术，现在比较先进的有助于提升对焦速度的技术有：相位对焦技术和闭环式马达镜头技术

（1）相位检测技术

相位检测技术其实是一个常会出现在单反相机中的颇为出名的技术，相较于传统的对比检测技术，采用完全不同的工作原理，主要是分析通过相机镜头的光线来确定哪个物品应该对焦。这是一个非常复杂的过程，不过最基本的就是相位检测。



苹果iSight相机

在iPhone6和iPhone6 Plus发布期间，苹果花费了较长的时间谈论了其iSight相机的“Focus Pixels”新功能，新功能的加入使iPhone6的对焦速度达到了iPhone5s的两倍，这实际上就是相位检测自动对焦技术。事实上，今年年初发布的三星Galaxy S5成为全球率先使用该技术的智能手机。现在iPhone6和iPhone6 Plus则是第二款使用该技术的智能手机。

（2）闭环马达镜头

除了苹果三星采用的相位对焦技术，还有一种现行的比较好的技术就是闭环马达自动对焦技术。它是由早先的开环马达对焦技术发展而来，开环式自动对焦的问题是比较费时间，因为镜组在运动到位置的时候不会马上停止，会因为惯性等因素在预想位置上晃动，所以需要一个稳定时间之后才能维持。而闭环式由于自带反馈控制，这个时间要短的多，而且停在预想位置领域上的概率要比开环高得多，也就是一般宣传的速度快、精度高。目前这一技术在众多国产品牌手机上可以看到，例如vivo、联想等。



vivo闭环马达镜头

提升暗光拍摄效果

手机拍照环境越来越多变，暗光环境就是其中之一。提升暗光拍摄效果也是众多厂商努力的一个方向。同样，提升暗光拍摄效果也有多种方法。

（1）采用更大Sensor

近日，在德国科隆Photokina 2014影像展上推出的拍照手机Lumix CM1即将上市，松下Lumix CM1这次搭载了2000万像素1英寸图像传感器和Venus Engine图像引擎，不仅传感器尺寸大小秒杀了索尼Xperia Z系列和GALAXY Note 4等机型所采用1/2.3英寸图像传感器，而且更是超越了诺基亚808 Pureview所配的1/1.2英寸传感器，这意味着该机将拥有更好的照片画质以及更优异的高感效果。



独特造型的松下手机Lumix CM1

（2）光学防抖

光学防抖(简称OIS)是依靠特殊的镜头或者CCD感光元件的结构在最大程度的降低操作者在使用过程中由于抖动造成影像不稳定。光学防抖对于暗光拍照，以及拍摄视频的确起到了不小的作用，优势比较大。



光线防抖OIS组件

自从诺基亚采用这一技术以来越来越多的手机加入光学防抖功能。不过按照目前的技术来看，带有光学防抖功能的手机摄像头通常比较厚，在视觉上会感觉凸出一部分，影响整体美观，此外目前光学防抖的手机摄像头成本比较高，支持这一功能的手机售价也相对贵一些，所以在选择上，是否愿意牺牲美观和付出更高的价格来换取更稳定的画质，就仁者见仁，智者见智了。

（3）Sensor支持更高的ISO

在使用数码相机或者手机拍照时，我们时常用到ISO这个参数。ISO就是感光度的意思，通过ISO来调节等效感光度的大小，可以改变光源多少，最终所呈现出来的结果就是能够让照片的亮度发生不同的变化。



索尼最新旗舰Xperia Z3

在索尼最新旗舰Xperia Z3中，采用新一代2070万像素1/2.3英寸Exmor刡匀焀像传感器，ISO更是达到了史无前例的12800，配合索尼SteadyShot防抖技术，其夜拍能力应该极其强悍。

提升相机处理能力

除了以上提到的手机相机内部硬件的提升外，在手机相机软硬件结合的处理能力上也有文章可做。例如运用在高速摄像机上的高速连拍、慢动作视频等，虽然手机在速度和清晰度上还不能和价值几十万的摄像机媲美，但通过拍摄一些日常生活的画面，通过软件编辑出一些特效图片和视频还是相当有趣的。这方面比较经典的相机应用，例如诺基亚的智能连拍、HTC的Zoe功能等等。



智能连拍后期处理效果图

此外，随着手机图形处理能力的提升，越来越多的手机开始向4K视频进发，从最初的支持播放4K发展到现在可以拍摄4K。4K即4096×2160的像素分辨率，其视频在画质上具有非常明显的优势，无论色彩的层次和画面精细度，4K视频都要强于现在主流的1080P视频。当然，关于4K视频的发展也存在颇多争议，首先4K视频容量大小十分惊人，一部手机拍摄两个小时左右的4K视频容量将在数百G以上，恐怕现在没有那个手机能存得下。另外，想要更好的体验4K视频，必须将视频在60寸以上的电视上进行放映才能达到最佳观看效果，显然不能够很好的普及开来。

提升相机处理能力，与其说是拼技术倒不如说是拼创意，让手机拍摄不在单调，如同单反、高清摄像机一样，将其可玩性、可操作性提高才是最终目的。

改变摄像头设计形态

在软硬件都不断提升的同时，手机摄像头的设计形态也发生着改变。从最初简单的玻璃圆孔到如今大大的凸起的圆头，甚至是类似Lumia1020“奥利奥”，当然大部分是对硬件技术做出的妥协设计。



OPPO N3电动旋转摄像头设计

不过，也有不少在手机摄像头形态上推陈出新的，例如OPPO N3的旋转式摄像头。作为OPPO N1的进化版，N3与生俱来的206°自由旋转再次跃进，电动旋转结构实现了史无前例的电动旋转镜头。独特的旋转镜头，结合特有的操控方式，让OPPO N3拥有了自动全景、追踪趣拍等独特功能，给用户带来前所未有的拍照体验。可以说，OPPO N3的独特设计是国产手机这几年少有的创新之作。



Pelican Imaging阵列式摄像头

在去年，关于摄像头的设计形态，Pelican Imaging公司的阵列式摄像头也一度成为热点。这个镜头是由4*4个子镜头组成阵列式镜头，每个镜头会单独捕捉捕捉一种颜色(红、绿、蓝)并合成为一张照片。这样拍出来的照片色彩会比较纯净，也能更好的抑制噪点。说到这各位可能会觉得很熟悉，当时HTC One的Ultrapixel技术也曾被不少人误以为是这样类似的技术，但实际上HTC One那个摄像头就是拥有大感光元件并使用浓缩430万像素的技术。最近也有传闻流出，华为6 Plus上会使用类似的阵列式摄像头，值得期待。

采用新的CMOS结构

手机摄像头的发展短短几年可谓突飞猛进，但是根本性的技术并未有太多变化，传统CMOS成像技术一直被沿用下来。当然，这项技术也存在着一定的缺陷，由于镜头和CMOS的结构，通常要求光线垂直入射，而边角处光线不免会斜射入感光元件。并且越是靠边，分到的光线就越少。因此，绝大部分镜头都会出现边缘变暗，画质劣化的情况。



CMOS影响传感器

索尼公司为了解决这一问题，开始着手设计新的CMOS结构，其中一种方法就是将传感器做成曲面。根据最新泄露的信息，索尼第一款曲面传感器的性能也非常好。能够在ISO640的情况下提供10.8档动态范围，作为对比，佳能那块1800W像素的“祖传CMOS”的最高宽容度也只有约11.5档。而索尼这块传感器仅仅是2/3规格的，面积约为APS-C画幅的1/8，也就是说索尼这块曲面传感器用1/8的面积提供了接近单反的画质！

如果手机能引入曲面传感器，画质又能有一次新的飞跃，在优化得当的情况下，可能达到目前中高端卡片机的水平，甚至高感会更强。到那个时候，用手机拍摄星空也许就真的是爱好者都能轻松办到的事情了。

总结

综合以上，可以看出手机摄像头的发展除了高像素外，还有众多方面的发展潜力：从硬件配置、软件优化到设计形态、CMOS结构都可以不断改进，相信未来，手机摄像头能够逐渐缩小与单反之间的差距，在便携易用上逐渐战胜传统的卡片机。