【科普贴】智能手机四大摄像头技术解析(第二期)

楼主本来是打算CES2015后发的帖子,因为种种原因拖到现在,上个帖子有些错误(传送门:http://tieba.baidu.com/p/2471490416)感谢吧友指正。楼主今天要解释的四个技术分别是:OPPO Find7 5000W像素超清模式、三星Galaxy S5 IOS-CELL、HTC One (M8) Duo Camera和华硕Zenfone Zoom光学变焦。

楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 16:40:00 +0800 CST  
首先来看OPPO Find7 5000W像素超清模式


300W像素镜头拍出5000W像素照片,很多人怀疑是插值,实际上就是一个叫做“多帧合成”的技术,那这到底是怎么工作的呢?
实际上是通过10张1300W像素照片局部“合成”而来,局部指的是照片细节丰富的地方,我们拍了10张照片,获得了10张照片的光学信息量,因为10张照片之间是会有细微的相对运动,CMOS是将光学信息量转化为电信号的传感器,所以十张照片反映到CMOS上的信息实际上是不一样的,我们对于这些细节丰富的地方,运用十张照片所获得的光学信息量通过“多帧超分辨率零噪声模式”重建算法进行合成,提升照片细节丰富的局部处的细节表现,对于细节不丰富地方,比如大面积的纯色物体,系统也会调整,运营简单的算法来提升拍照速度。


有人说,如果拍照者的手抖动剧烈会怎么样呢?那么系统会自动识别十张照片中“偏离”特别大的照片,并且会剔除掉它,不会让它参与算法,当然有用的信息越少的话,图像的解析力也会大打折扣,所以稳定的拍照对于多帧合成也很重要。

楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 16:44:00 +0800 CST  
那么它和诺基亚Lumia1020 4100W实际像素比起来又如何呢?
OPPO Find7

诺基亚Lumia1020





所以,多帧合成技术确实可以提升照片解析力,但是与实际物理像素比起来依旧有差距~

楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 16:46:00 +0800 CST  
三星Galaxy S5 IOS-CELL原理


还是要从上一个帖子的“差值”开始说起,注意是“差值”不是“插值”!首先数码成像实际上是通过传感器带来的信号的转换,光学信号由CMOS转变为电信号,再由数模转换器转换为数字信号,三星采用的CMOS依旧是传统的拜耳列阵RGGB(红绿绿蓝)排列,RGGB四个次像素组成一个像素,这也是我们在相机中提到的相机的像素。


为什么ISO越高噪点越多?
在光线环境很弱又不能提高曝光值的情况,摄影师往往会通过调高ISO来获得更高的亮度,ISO感光度增高后,CMOS上会产生大量杂讯,对点电子信号产生干扰,从而引起算法错误,这就是为什么噪点往往呈现不规则彩色的原因。


楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 16:51:00 +0800 CST  
现在我再来解释ISO-CELL就非常清楚了,在次像素之间增加屏蔽层,这就带来了两个好处,一个是增加了进光量,光学信号的增加对于成像肯定是有益的,根据三星官方的说法每个像素的进光量增加了30%,另一个好处是减少像素间杂讯的串扰,提升高ISO下的表现!


三星Galaxy S5成像质量的出众已经众所周知,这其中ISO-CELL也起到很大的作用。

楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 16:52:00 +0800 CST  
HTC Duo Camera工作原理


要想解释清楚这个Duo Camera就必须现解释对焦和虚化的问题。


假如有AB、DE两个物体,一个近,一个远,那么AB物体经过凸透镜后,它的像就是B’A’物体,同理E’’D’’是DE的像,现在我们把焦平面锁定在I-I平面上,我们在AB上任取一点C,那么C点在I-I平面上就是C’这个点。再在DE上任取一点F,它的像是F’’,但是我们把焦平面已经放在了I-I平面上,而在I-I平面上,F点的像是F’,这个F’并不是一个点,而是一个圆,这个圆就是所谓的虚化,我们在使用手机拍照的时候,手指点击某个物体,那么这个物体所在的平面就是焦平面,平面上任何一个点在所成的像上都是以点对应,所以这个物体被清晰的反映在照片上,而不在焦平面的物体,它的任何一个点都是以圆反映在照片上,当物体距离焦平面越远,圆就越大,虚化就越狠。
我们在拍摄微距的时候喜欢使用大光圈,是因为光圈越大背景虚化越好,那这是为什么呢?


这张图就反映了原因。所以光圈增大,整个镜头体积成空间增大,价格也越高!

楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 16:55:00 +0800 CST  
现在再来解释HTC的双镜头就清楚啦,HTC有两个镜头进行分工合作,上面的镜头记录的景深信息,下面的镜头负责拍照。


现在有AB两个人,我现在我对焦対在人物A身上,然后咔嚓一下拍了张照片如图所示


现在我点击编辑-特效-UFocus,这个时候就会出现如图所示的效果,他的原理就是利用上面景深镜头记录的信息,将人物A单独“拎”出来,然后对人物A边缘以外的部分利用算法进行涂抹,从而形成这种突出主体,虚化背景的效果。


假如这个时候我点击人物B,就会出现如图所示所谓“再对焦”的效果。但是大家别忘了我之前只拍了一张照片,而这张照片的焦平面在人物A身上,所以当我点击人物B的时候,焦平面还是在人物A身上,焦平面并没有不可能转移到人物B,所以这个所谓的“先拍照,后对焦”纯粹是一个骗人的噱头,所谓的“再对焦”根本不存在!那有的小伙伴就说啦,可是我明明看见B变清楚,A变模糊啦?同理,它是将人物B单独“拎”出来,然后对人物B边缘以外的部分利用算法进行涂抹,从而显得B变得清晰,也就是说B本身并没有变清晰,而是他的周围变得更模糊了,只是一种视觉欺骗!


HTC Duo Camera的意义?我们要清晰地认识到“再对焦”这个噱头,但也不能一棒子打死,毕竟,现这种灯火阑珊的感觉,这只有HTC能够做到。


图片来自那岩的科技美学~

楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 16:58:00 +0800 CST  
华硕Zenfone Zoom光学变焦原理


手机镜头谈光学变焦简直是开玩笑,因为光学变焦的伸缩镜组与越来越纤薄的手机本身就是矛盾,在当年手机比较厚的年代,诺基亚N93在顶部做了一个三倍光学变焦的镜头,看起来十分突兀。


而后的Lumia1020凭借4100W的高像素,利用超采样技术,才实现了3倍无损数码变焦。


楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 17:02:00 +0800 CST  
那么华硕是什么原理呢?


其实说起来也很简单,实际上是大家思维太固化,以为伸缩镜组一定是纵向,从图上我们就可以看到,它是利用45°的反光镜,将纵向的拉伸镜头转变为横向,从而实现光学变焦,从HTC双镜头的介绍中,我们知道光圈越大,镜组成空间增大,因此在11.95mm的机身上塞下这个传感器,注定了它的光圈大不了,只有f/2.4。

楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 17:02:00 +0800 CST  
结束语:以上基本上全是理论,对于实际效果不予置评,在下了解的还是很浅的,毕竟,手机成像是一个软硬综合问题,远远不止这些内容,如有错误,希望大家多多包涵,多多指正!谢谢!

楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 17:04:00 +0800 CST  
@_笑看红颜晚@安卓吧维护管理你们懂的




------From HTC One(M8)Harman/Kardon Edition

楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 17:05:00 +0800 CST  
那个对焦虚化的图好想看得不清楚,看这张吧~


楼主 爱与holic  发布于 2015-03-28 18:44:00 +0800 CST  

楼主:爱与holic

字数:2660

发表时间:2015-03-29 00:40:00 +0800 CST

更新时间:2019-01-25 22:05:17 +0800 CST

评论数:403条评论

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