“双摄”火遍天 工作原理大揭秘
“双摄”火遍天 工作原理大揭秘
来源：OFweek电子工程网
导读： 现在，似乎人人都在讨论“双摄”。手机发展的一个趋势就是轻薄化，7mm逐渐成为手机薄厚的一个标杆和分水岭。要想在如此轻薄的手机上追求更高的成像质量，即使有前面提到的技术加持，而受制于传感器尺寸和镜头素质……手机拍照自功能机时代就已经成为人们日常经常使用的一个功能，自进入智能机以来地位更是被不断的拔高。注意力所在之地往往就是创新的迸发处，这一点在手机拍照上再恰当不过，无数的技术越来越多的被应用到手机拍照上：3D拍照、背景虚化、光学变焦、光学防抖、双核对焦...以及越来越大的光圈和传感器尺寸等等，每一项技术都对手机拍照无论是照片质量还是整体体验都有非常大的提升。但，“仅仅”就这样了...如今，大部分厂家都推出了自家双摄手机于是就是近两年火遍天的“双摄”了。如果说11/12年的LG Optimus、HTC EVO 3D属于手机“双摄”的萌芽时期，14/15年的荣耀6 Plus、奇酷旗舰版等属于“双摄”的探索/发展期，那么16/17年iPhone 7 Plus、华为P10、vivo Xplay6、小米6、OPPO R11、nubia Z17、一加5们一个个问世代表着手机“双摄”的正式普及和成熟。也昭示着手机“双摄”时代正式来了。现在，似乎人人都在讨论“双摄”。手机发展的一个趋势就是轻薄化，7mm逐渐成为手机薄厚的一个标杆和分水岭。要想在如此轻薄的手机上追求更高的成像质量，即使有前面提到的技术加持，而受制于传感器尺寸和镜头素质（这两项直接决定了手机的成像质量），如同政治上所讲的的主因和次因，因此即使单摄像头参数很好，也依然会有高感表现差、背景虚化不到位、特写不足等等问题。这时候，在一颗摄像头的基础上再加入一颗，以此来提高手机整体拍照质量便成了新的突破口。其实双摄像头的理论基础就是把原本要求纵向空间的光学体系，在横向空间的平面上铺展开来。这样即达到了成像水平，也不会使摄像头突出影响手机整体的美观。目前，主流双摄像头的功能主要可以分为两大类：1、利用双摄像头产生立体视觉，获得影像的景深，利用景深信息进行背景虚化，3D扫描，辅助对焦，动作识别等应用；2、利用左右两张不同的图片信息进行融合，以期望得到更高的分辨率，更好的色彩，动态范围等更好的图像质量或实现光学变焦。这两大类大致可以分为4点：1、通过双摄测距，可以进行距离相关的应用，这方面目前应用最广泛的就是背景虚化；2、光学变焦；3、暗光增强；4、3D拍摄及建模。其中每一点展开来都是一大篇幅，在这里就不做过多赘述。那么问题来了，双摄像头的工作原理究竟是怎样的？虽然都是两颗摄像头，但是不同的手机，主摄像头和副摄像头的工作原理却有很大的不同。目前，双摄手机工作原理主要有以下几种：1、彩色+彩色摄像头（RGB+RGB），优势在于可以计算景深，从而实现背景虚化和重新对焦（即先拍照后对焦）；2、彩色+黑白相机（RGB+Mono），优势在于可以提升暗光或夜晚手机成像质量；3、广角+长焦镜头（Wide+Tele），这个组合最大优势在于可以实现光学变焦（目前大多数主流手机厂商采用的双摄原理）；4、彩色+深度相机（RGB+Depth），可以实现三围重建等。前面提到的双摄的功能就是通过这四种组合实现的。iPhone 7 Plus、OPPO R11等目前主流旗舰均采用“广角+长焦”双摄方案四种中，彩色+黑白相机（RGB+Mono）和广角+长焦镜头（Wide+Tele）两种应用的最广泛，两种双摄的代表分别是华为P9/10系列、Mate 9系列和iPhone 7 Plus、OPPO R11系列以及小米6等。今天我们首先就先来讲讲目前被广大厂商所认可和采用的广角+长焦镜头的双摄方案，例子就已这其中的代表iPhone 7 Plus和当下最火手机之一OPPO R11。数码变焦与光学变焦对比前面提到，广角+长焦镜头组合带来的最大优势就是可以在手机上实现光学变焦。光学变焦（Optical Zoom）其实是相机上的一个名词，它是通过改变光学镜片组结构来改变镜头焦距，从而实现变焦。但是镜片组结构复杂，整体尺寸无法安置于手机中。而此前的手机如果想要放大图片，方法是后期对图片进行裁切然后将一部分放大，这样做的后果是图片内的每个像素面积就会增大，图像的画质就会被严重压缩。而广角+长焦双摄则解决了这一难题，在手机中实现了光学变焦。广角+长焦双摄的光学变焦在于左右摄像头拥有不同的可视角，这样两个摄像头就会有不同的取景范围。当想要拍摄广角照片时，可以使用左摄像头取景。如果想要长焦照片，则用右摄像头取景，获得长焦效果。通俗点说，即广角镜头取景更宽更广，但是取不到远处物体；而长焦镜头虽然取景比较窄，但是能“看”的更远。这样，广角和长焦镜头组合搭配，在拍照时通过镜头切换和算法来实现比较平滑的变焦。以iPhone 7 Plus为例，其采用了1200万像素、28mm焦距的广角镜头+1200万像素、56mm像素的长焦镜头，通过28mm广角和56mm长焦摄像头的切换来实现2倍无损变焦。虽然还无法达到单反相机上的无级光学变焦，但是目前在手机上已经是绝对的领先方案了，OPPO R11、小米6、一加5等采用了同样的方案。接下来再说说OPPO R11，其采用了1600万+2000万像素摄像头的广角+长焦的解决方案，拥有f/1.7的超大光圈，支持2倍光学变焦和10倍的数码变焦。在这里可能很多人会有疑问，即为什么长焦镜头像素会比平时主要使用的广角镜头像素要高？这在于广角镜头在变焦时会损失图像信息，此时高像素的长焦镜头就会进行弥补，从而保证手机成像质量并提高手机变焦性能。OPPO R11“2倍光学变焦”此外，广角+长焦双摄还会根据所拍摄的环境光线等决定使用哪一颗摄像头进行拍摄。简单说，当光线良好时，通常会使用副摄像头，当光线不佳时则会使用主摄像头。这在于，主摄像头拥有更好的性能，在弱光下在保证画面亮度下还能很好的控制噪点，这也是为什么一般在采用广角+长焦双摄方案的手机主镜头光圈都比副摄像头光圈大的部分原因所在，如OPPO R11，主摄像头光圈f/1.7，副摄像头光圈f/2.6；iPhone 7 Plus主摄像头光圈f/1.8，副摄像头光圈f/2.2。这还解决了另一个问题，即前面拿iPhone 7 Plus为例时提到，广角+长焦双摄手机的光学变焦是通过在广角和长焦两个镜头之间的切换实现的，因此如果此时你用手挡住副摄像头即长焦镜头，当从广角切换到长焦时，长焦镜头就会进行检测，发现此时环境较差从而切换回广角镜头，因此会发现在挡住长焦镜头的情况下变焦依然可以实现。到这里，相信大家已经对于双摄以及广角+长焦双摄的原理应该有了一个大致的印象，在经过了野蛮生长后，回到最终的体验上，拼的依然是厂家自身的研发实力和技术积累，若从拍照这方面来看，目前做的比较出色的要数苹果、三星和OPPO了。而双摄特殊性在于它影响的是手机的拍照，而并不像2K屏幕或者全面屏等可有可无，因为当单摄像头的创新无法再对手机成像有大的提升时，双摄就会显得至关重要，或者也可以说双摄是手机成像发展过程中所必须经历的一步。而以iPhone 7 Plus、OPPO R11为代表的广角+长焦的双摄方案目前是最成熟同时体验最出色的双摄方案之一。而就目前的成像成像体验来说，无论变焦还是虚化，都没有令人失望。对于手机拍照来说，没有什么是一颗摄像头解决不了的，如果有，那就再来一颗吧。(来源： 风频浪劲)
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原来区别是这么大 手机双摄像头的分类
　　本文来自太平洋电脑网
　　如今双摄像头手机逐渐兴起，很多安卓智能机已经搭载了双摄像头了，就连苹果的iPhone也有传闻称要推出双摄像头版。
　　正如传感器有分COMS与CCD等派系之分，双摄像头也有多种派系，在双摄像头手机普及之前，我们有必要了解一些这些双摄像头派系，如今在手机上面的双摄像头主要分为三个派系。
　　同像素平行双摄像头
　　第 一个派系为荣耀6 Plus上面的双摄像头，其采用了平行设计，两个摄像头硬件规格一模一样，共同合作发挥作用。这种双摄像头可以共同参与成像，并且拍照时进光量与感光面积 是单镜头的2倍，假若后置两颗800万的镜头，成像分辨率可以达到1300万像素，有效像素尺寸提升到1.98um，成像质量可以与多数家用数码相机媲 美。
　　不过不要以为这种看似直接放两个同样的镜头就可以做到的事情简单，实际上其背后也要有强大的技术支持，不仅要开创独特的算法保证两个摄像头的对焦和深度 信息问题，还要解决双摄像头的摆放问题。因为每一个摄像头都有一定的取景范围，必须保证两个摄像头的取景视野不会重叠，而且当前的手机技术，并不能将两枚 摄像头做到像人眼一样真正平行，所以目前仅能将两枚摄像头取景交错角缩小到θ=0.1，再通过算法让合成的照片不至于出现叠影。
　　这种双摄像头的摆放问题就导致了这类双摄像头的缺陷，如果在日常使用中出现意外导致两个摄像头的摆放位置出现位移，那么内置的算法就难以再对摄入的照片进行优化，因此搭载这类双摄像头的手机一般都需要强硬的外壳支撑，避免双摄像头位置发生错位。
　　绿叶在大光圈模式下被渲染得翠绿欲滴，我的视线里不仅有红花绿叶，也有着熙攘世界中的你。所有拍摄的物体，在大光圈成像后都能后期调焦，让我们分享在社交圈的图片，都能任性变更着主题。
　　同像素黑白双摄像头
　　第二个派系是360奇酷旗舰版派系，后置的主副摄像头分别采用了索尼IMX278与经过特别定制的索尼IMX MONO两种镜头，同为1300万像素但工作原理不同于同像素平行双摄像头，两个镜头前者为彩色摄像头，而后者为黑白摄像头，在两者的共同作用下，提升成像质量。
　　这种彩色+黑白夜视智慧双摄像头，可以说是手机拍摄性能的一次革命，因为这种双摄像头可以很好的处理目前绝大多数摄像头都难以处理的夜拍情况，这种镜头在夜拍状态下表现非常优秀。通过将两颗镜头拍摄的相片合成，来实现暗光下亮度提升2倍、噪点降低95%的效果。
　　在室外环境当中测试时，同样可以看到360奇酷旗舰版选用了更高的ISO值，而在天桥底下的位置可以看到，纯净度上面一样优于苹果iPhone 6s，虽然前者有一定涂抹感，但噪点少于iPhone 6s，看来彩色+黑白夜视双摄像头在控噪能力上面确实有自己的优势。
　　这种双摄像头在面对多数的拍摄场景下，只启用主摄像头即可，而在弱光环境下，启用副摄像头可以提升画面的纯净度。此外这种双摄像头还提升了对焦速度，其利用双摄像头和对焦物体之间的三角测距原理，在闭环对焦马达的协助下可以实现较高的对焦速度。
　　不同像素立体摄像头
　　第三个派系是HTC M8开始出现的双摄像头，这两个摄像头有主副之分，主摄像头负责成像，而副摄像头负责测量景深数据。
　　这种双摄像头采用类似微软的Light Coding技术。在拍摄时发出近红外线的连续光可以进行对空间的测量和编码，然后再通过感应器读取编码，再解码后可以拍摄完成不同景深的图像。这类摄像 头的优势在于即使我们没有摄影基础，我们也可以通过这类摄像头强大的传感器和处理器拍摄出有明显景深效果的照片。
再对焦功能
　　这类双摄像头还有一大特色就是先拍照再聚焦，即先将场景拍照下来，在根据需求对焦选图。这个功能的学名应该叫光场相机。其原理大概是通过记录整个光场内 每一条光线的颜色强度角度，形成一个3D光线矩阵，输出照片时只要取某一个平面上成像。不过缺陷是由于光线摄入量过多，导致单个文件巨大。
　　目前市面上存在的双摄像头种类大概是这三类，不排除日后还多更多种类双摄像头出现的可能，也许日后会有一套统一比较完美的双摄像头解决方案。
　　不过目前，我们还是在双摄像头普及之前我们越早了解越好，按照自己的需求选择合适的双摄像头手机。
启动速度将更快、照片将更清晰、日程提醒将更易设置。
该机仍保持了全键盘特色，但它的实体键盘是固定的。
出错原因是苹果公司使用了过期的安全证书去验证应用。
大部分用户都使用智能手机拍照，GoPro正在被边缘化。
参考价格5288元
参考价格2499元
对称玻璃设计
Smartisan个性UI
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处理器性能较弱
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单摄 PK 双摄（上）：世界上拍照最好的手机，都是单摄像头成像的
自今年苹果iPhone 7 Plus发布以来，“双摄像头”手机开始大量出现在人们的视野中。这个虽不是苹果首创，但却借着苹果品牌强大的“现实扭曲力场”发扬光大的特性，开始受到厂商追捧、消费者认可。“两个总比一个强”，这个在商家的宣传和消费者的眼中看似顺理成章的规律，然而在专业的测试机构中，貌似并不是非常的“买账”。根据国外专业相机测试机构DxOMark的手机拍照天梯，在所有得分超过85分的11款手机当中，没有任何一款搭载了双摄像头。而排名最高的双摄手机，是80分的华为P9，位列总榜第27位。换句话说，世界上拍照最好的手机，都是用单摄像头成像的。究竟这些单摄像头手机有哪些黑科技，最终“团灭”了“双摄军团”呢？今天哥就来给屏幕前的你“科普”一下。瓜子板凳准备好，哥要开车啦！（本文文字量较大，看完可能需要8-10分钟，但文中干货足以让你去和小伙伴炫耀一番，请耐心看完～）如今大多数都是通过光线入射到CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）上来完成的，而让CMOS感应到外界的光线，需要一定的光通量，想要提高光通量，要么加大光的强度（外界光、光圈影响）、要么增加感光面积（CMOS规格）、要么延长曝光时间（防抖系统）。Optical Image Stabilization（OIS，光学影像防抖）顾名思义，其实就是我们常说的光学防抖，在DxOMark天梯榜超过85分的11款手机当中，有8款手机都搭载了OIS技术，足以见得这项技术在拍照中的重要性。在日常拍摄时，手部轻微抖动几乎是无法避免的事，由于手部抖动，会造成手机光路易位，让照片发生抖动发虚。但在光线充足时，由于传感器无需长时间曝光，极其轻微的抖动可以通过算法忽略。而到了夜晚或是光线不足的情况下，想要保证拍出的照片不是漆黑一片，就要延长手机的快门时间，但是快门时间越长，手部抖动对光路影响就越大，呈现出的照片就越容易发虚。所以在摄影行业内，有个“安全快门”的概念，即最大快门时间小于=1/等效焦距（秒）。例如iPhone 7 Plus，等效焦距为31mm，其安全快门就是1/31s。但为了保证夜间成像质量，无光学防抖的iPhone快门被定在了1/17s，大于安全快门，于是在夜拍时只能依靠电子防抖补偿，很容易发生抖动。而有了光学防抖，通过镜头的浮动透镜来纠正“光轴偏移”，其原理是通过镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动，然后将信号传至微处理器，处理器立即计算需要补偿的位移量，然后通过补偿镜片组，根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿；从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。借助于这项技术，可以有效抵消“手抖”带来的影响。因此，厂商可以延长“安全快门”的时间，例如苹果、三星都将快门拉长至1/4s，保证了夜晚拍照的明亮与成片率。当然光学防抖的加入也会带来一些副作用，一方面是画面边缘的解析力下降较大，另一方面浮动镜组占用的空间更大，所以很多搭载OIS的手机摄像头“凸起”都十分感人。Electrical Image Stabilization（EIS，电子影像防抖）细心的你也许会发现，排名第一的谷歌Pixel手机并没有搭载OIS光学防抖技术，那么这些手机靠什么来防抖呢？靠EIS图像优选，这是一个在OPPO R9s炒起来的新名词，后被小米Note2发扬光大，虽然英文名听起来高大上，其实翻译过来就是电子防抖。依靠软件算法实现防抖的电子防抖历来就有，最早被应用于电子相机的录像模式之中：通过对画面周围四边进行一定程度的裁切作为“缓冲带”，对图像的抖动进行相应的反向补偿。而到了相机成像方面，借助手机多帧合成成像算法的成熟运用，如今可以利用图像序列中帧与帧之间的相关性，通过软件算法对抖动的像素进行替换补偿。而像Pixel这样的旗舰机，则可以借助陀螺仪的的运动，对手机抖动引起的图像序列抖动进行估计与补偿算法。说到底，Pixel使用的无非只是更高级的软件算法，在硬件上，相比具有光学防抖的技术的手机并不具备优势。那是什么让Pixel脱颖而出？IMX 378（大尺寸大像素CMOS）在摄影界，盛传着“底大一级压死人”的铁律，其中的“底”，指的就是感光元件的面积。更大的感光元件面积，可以在单位时间拥有更大的光通量。这其中比较出名的就是已经消失的诺基亚PureView 808 (下图右)和 Lumia 1020（下图左），两者的感光元件面积分别达到了1/1.2英寸和1/1.5英寸，当然超大的感光元件也让这两款手机的镜头显得极为臃肿，一度被粉丝戏称为“奥利奥”。不过你可知道全世界感光元件最大的手机是哪一部吗？是松下公司在2014年9月Photokina大展上推出的Lumix DMC-CM1，CMOS尺寸达到了1英寸！但这外形的手机拿在手里，恐怕没有几个人不把它当成相机……所以在这个“三分天注定，七分靠打拼，九十分看脸”的世界里，如此挑战消费者审美的摄像头注定难以成为主流。而另一方面，虽然诺基亚PureView 808 和 Lumia 1020拥有超大的CMOS，但由于4100万像素的加持，其实手机的单位像素面积并不大，仅有1.4微米和1.12微米。举个例子，手机CMOS就像一口大锅，锅越大，能装进的光也就越多，然而CMOS上的像素就像是围在锅边等着吃饭的人，像素越少越少，单位像素面积也就越大，每个像素分得的光也就越多，于是每个像素都可以“吃到饱”。拥有了更大进光量，对于手机成像意义何在呢？最直观的感受，莫过于照片更亮了。但除了“一亮遮百丑”以外，由于单位像素增大而享受到了更多的进光量，像素点转化为电信号的强度也就越高，变相降低了相机本身模组由于通电而产生的电磁“噪音”串扰的比重，拥有更高的信噪比，极大降低了在暗光拍摄时，由于线路“噪音”而产生的伪色噪点的出现，提高了画面的纯净度。再来看位列榜首的谷歌Pixel，采用的 IMX378 就是这样一颗传感器，系索尼Exmor R系列背照式传感器的最新型号，有效像素达到了1220万，对角线尺寸为1/2.3英寸(7.81毫米)，相比iPhone 7（1/3英寸）大了59％，同时单个像素尺寸为1.55微米，进光量相比iPhone 7（1.22微米）大了61％。可以说是相对iPhone 7 CMOS 规格的全面秒杀。Dual Pixel（全像素双核心对焦）拍摄照片时，有时会因为事情来得太快，手机来不及对焦而拍出一张模糊的照片，让你错过了稍纵即逝的永恒。对焦速度虽然不能直接影响成像效果，但这项功能的好坏在于不仅影响到了手机是否能拍出一张清晰的照片，也影响到了拍照时等待手机对焦的心情。而现在的手机对焦通常有以下几种：反差对焦就是通过反复推拉镜片寻找对焦区域对比度最大的点作为对焦准确的点，也是最原始的对焦方法。在拍摄被摄物体时，系统并不知道对比度什么时候最大，所以需要来回去移动镜片来寻找。因此我们会发现，使用反差对焦对焦时，取景器会有一个来回变焦“拉风箱”的过程，这种对焦方式不仅慢，在录像这种需要连续对焦的场合，频繁的“推焦”会极大影响画面观感。IRAF激光对焦（又称红外对焦，港台译：镭射对焦）顾名思义，就是通过摄像头旁发射器发射一道红外光（属于不可见光），当光线碰到物体时发生反射会回到手机接收器，通过发射和返回的时间差，计算手机与物体间的距离。严格意义上讲，由于发射的是红外线，所以叫做红外对焦更准确（至于为什么叫激光，也许是宣传起来比较高大上吧）。由于激光对焦属于主动对焦，所以最大优势在于可以在极为昏暗的条件下完成对焦动作，但国际上对于红外发射器功率的限制，目前手机所搭载的激光对焦最大距离往往不超过2米。相位（检测自动）对焦（PDAF，Phase Detection Auto Focus）也是目前手机上较为主流的一种对焦技术，相位对焦即通过在负责感光的传感器上，将一些负责成像的像素遮蔽1/2面积作为相位对焦点。通过检测每个对焦点前后方向存在多少差值来实现高速合焦。打个比方，每两个相邻的对焦点，可以比作人的眼睛，通过双眼对同一物体的观察，可以判断是否同一个点进来的光线，也就知道是否合焦。然而这种对焦方式对光线要求很高，而另一方面，负责成像的像素被替换成了相位对焦点（一般不超过全像素的5%），失去了部分成像的功能，而这些像素点只能通过手机通过参考它周围的图像“猜”出这个点应该显示什么。也就是说，相位对焦快的前提，是用损失一定画质的代价实现的。全像素双核心对焦——Dual Pixel那么有没有既不损失画质，也能兼顾高速对焦的技术呢？那就让相位对焦点也可以成像就好了，也就是接下来要介绍的双核对焦。其实双核对焦技术在几年前在就已经在佳能的单反相机上应用，如今这项技术已经下沉到手机产业中。在三星S7/S7 edge搭载的IMX260 这颗传感器中，首次将相位对焦点做到了双核，原理和相位对焦基本相同，不同的是每个相位对焦点由两个完整的像素（光电二极管）组成，通过两个像素独立感光，并分析两个像素间的相差，就可以测算出被拍摄物体的距离，让每一对完整的像素都可以进行对焦，变相提高了相位对焦点的数量和感光面积，也就是相位对焦的升级版“双核对焦”。借助这项先进技术，让S7 edge在DxOMark自动对焦速度的单项比拼中，以94分的最高分摘得桂冠。技不外传的相机算法刚才提到了“三分天注定”，接下来我们要聊一聊“七分靠打拼”的故事了。每当我们拿到新买的手机，想拿它拍张照片发微博朋友圈炫耀一下的时候，往往看完拍出来的照片，选择默默删掉，心里默念“呸，这怎么和样张上的不一样！”抛开前期取景技巧（和后期PS造假）的因素不提，单单是手机厂商杨照的拍摄，就需要运用三脚架、稳定器、补光灯等一系列设备，加上ISO、白平衡、曝光时间的一系列调节，才会得到一张“样片”水准的照片。而你呢？无非只是希望看到旅途中流连忘返的景色或是街边稍纵即逝的艳遇，从兜里掏出手机，按下快门，随手拍出一张好的照片而已。没错，就是“举起手机，对准拍摄对象，按下快门”这么简单，也许整个过程不超过一秒钟。那么在这零点几秒的时间里，手机自己都处理了哪些事情呢？以iPhone7为例：在你按下快门后的0.025秒的时间里要经过：面部识别→自动曝光→自动对焦→自动白平衡→广色域抓取→本地色调映射→画面降噪→多帧图片合成 在内的8项步骤，这些步骤都是在你“优雅”地按下快门后，手机通过自己的运算所得出的结果。而这套手机的算法，正是每家厂商的不传之秘，厂商调教得越好，手机能够自动胜任的工作越多，也就离我们“随手拍出好照片”的目标越近。而说到调校一直是iPhone的“优势项目”，虽然论风格各家自成一派，例如三星手机的浓艳、OPPO手机的红润、小米手机的高色彩饱和度，但iPhone的白平衡的色彩调校则少了前面几家的“讨喜”元素，力求还原人眼所见的感觉。正所谓：调的准的叫还原，调不准的的叫风格，风格每个人各有所爱，但真实就是真实。稳定的“傻瓜式”相机表现，让iPhone用户远离了手动调节参数的繁琐，虽然在硬件水平已被安卓手机大幅赶超的情况下，用一颗小小的1/3英寸CMOS，依旧可以占据高端手机榜单的一席之地。当然，研究算法的投入也是极大的，需要一个庞大的团队，从光穿透第一层手机镜片开始，到如何映射到传感器，再由处理器转化为图像，都需要在独立的实验条件下进行反复测试。根据苹果CEO蒂姆·库克(Tim Cook)接受《60分》节目采访时透露，专门为iPhone开发摄像头的团队目前员工数量就已经超过了800名。800名员工研究摄像头是什么概念，据说老罗的锤子手机全公司上下一共也就这么多人，所以锤子T1发布时，由于人员有限，算法调校基本要靠买“现成”的，所以才有了老罗日本拜访五十岚千秋，后因T1拍照实在太烂，五十岚不认账，最后就有了”老罗被日本人坑了“的笑话。硬件性能是体验的保证对于手机拍摄来说，光有好的镜组和感光元件只是第一步，厂商优良的调校算是第二步，随着这几年手机像素的提高以及算法的升级，用户拍出好照片越来越容易，但是手机自己要实时处理的运算量就要大得多。当然这对于手机的性能也是一个极大的消耗，仍以iPhone 7为例，从按下快门到成片仅仅25毫秒的时间里，手机要进行多达1000亿次的运算！当你的手机没有足够强劲的性能，无法在短时间里进行如此庞大的运算，要么会在拍照时比别人慢半拍，要么为了保证拍照流畅降低了手机后期处理的标准，让成像效果大打折扣。除了我们常说的CPU和GPU，芯片厂商还会为自家的旗舰级芯片定制独立的ISP和DSP。Image Signal Processing（ISP，图像信号处理）是在手机中用来对前端图像传感器输出信号处理的强大处理引擎。负责CMOS信号的实时导出，以及照相录像时的曝光、白平衡、防抖运算等。上文提到iPhone 7 能够在25毫秒的时间里进行1000亿次运算，基本上都是这颗ISP的功劳。除了苹果用上了独家的ISP，安卓阵营的旗舰芯片也有独家定制的ISP，例如高通的骁龙820采用了14位图像信号处理器Spectra ISP，最高支持2800万像素/30fps，吞吐量最高1.2GPix/sec(每秒12亿像素)。换句话说，我们用着比当年阿姆斯特朗登月时还要强大的设备，仅仅是为了拍出一张好照片。Digital Signal Processing（DSP，数字信号处理器）是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器。与全知全能的CPU相比，DSP更像是某一领域的专家，在执行单项任务时更加快速高效。例如骁龙820上集成的Hexagon 680 DSP，相比前代除了2倍上的性能提升，整合了低功率岛(LPI)后，能效比也提高了10倍，靠它来执行HDR视频、HDR图像合并、低光图像增强、降噪等图像处理工作，可以在提高效率的同时降低能耗。根据知名的木桶效应，上面我所说到的这些问题任何一项成为了短板，都会拉低手机拍摄的整体体验。但无论是OIS、EIS，还是ISP、DSP，要是不是被商家包装成唬人的英文，懂点行情的都知道这些从相机诞生之日起就一直在演进之中。那么为什么要说这些功能很关键呢？因为许多双摄的手机这些关键的功能很多都！没！有！由于摄像头的数量增加，同时要平衡手机的美感，手机内部空间将变得更加紧凑，也就限制了两颗CMOS的大小，毕竟没有人喜欢手机后面两大颗“火疖子”。以双摄像头排名最高的华为P9为例，所采用的IMX 286感光元件体积仅为1/2.9英寸，单位像素面积仅有1.25微米。同时为了进一步节约镜组空间，双摄像头的手机往往不支持光学防抖功能。不过就算是拥有光学防抖，两颗摄像头镜组还要在抵消抖动时也要严格保持轴矩的同步，这项技术虽然已经在实验室里取得了成功，但以目前的工艺水平还不能量产。所以有些厂商虽然给双摄像头增加了光学防抖功能（Mate 9），但光学防抖与双摄像头的开启相互冲突，在拍照时，只能选择其中一项开启。没有大底优势，光学防抖也缺席，双摄像头的手机在“外功”上已经输了一半。而在双摄解决方案上，目前市售的彩色+黑白双摄方案都是采用国内一家叫做舜宇光学的方案，高端低端都是这一家。与竞争对手苹果和高通采用定制ISP不同，像华为P9这样的双摄手机，麒麟955芯片内嵌的ISP居然不支持双摄，只能再外挂一颗altek（华晶科技，台湾数码相机和手机产品的生产商）的ISP，少了几分“私人定制”的优化，让双摄的P9在“内功”上也矮人一截。若不是赶上个“好师傅”徕卡亲自调教软件算法，双摄军团恐怕要输的更惨些。当然，双摄其实也并非一无是处，在下一篇中，哥再来跟你聊一聊面对单摄像头的全面压制，双摄像头手机是如何反击的。
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