近幾年隨著各類智能手機層出不窮,一方面是硬件配置的升級,但也有一些令很多人疑惑的改進,比如似乎技能點點歪的后置攝像頭。
忘了從什么時候開始,品牌開始追求手機攝像頭的數量,“二餅”,“三筒”甚至“浴霸”的出現,不免讓人覺得出戲和違和,那么這樣的升級到底有什么用處呢?
要解釋三攝或四攝,還要從二攝講起。根據拍照側重點的不同,市面上雙攝的搭配方式主要有以下四種。
· 彩色攝像頭 + 黑白攝像頭
· 彩色攝像頭 + 彩色(景深)攝像頭
· 彩色(廣角)攝像頭 + 彩色(長焦)攝像頭
· 彩色攝像頭 + 深度攝像頭
這些搭配成像的本質是將兩個攝像頭拍攝的圖片進行疊加處理,從而實現想要的成像效果。為了圖像處理的準確性,兩個攝像頭需要離得足夠近,使得拍出的兩張圖片差異很小。
下面我們來逐一講解。
彩色攝像頭+黑白攝像頭
彩色加黑色,是為了實現更清晰的夜景拍照。想要拍出優秀的夜景照片,需要增加進光量。增加進光量有三種方法,增大光圈,延長曝光時間和提高ISO感光度。
目前絕大多數手機的光圈是無法調節的,延長曝光會帶來抖動的問題,而且大多手機廠商配備的光學防抖能力也是很有限的。
數碼相機本質上是提高感光度,在光信號轉化為電信號時乘以一個倍數,使照片更亮。但這樣也可能讓電子噪音也被當作正常信號記錄下來,會增加照片上的噪點,使照片不清晰。
從物理手段增加進光量的方法都遇到了遇到了瓶頸,那么我們就需要借助算法了。
我們先來了解一個概念:拜爾濾色鏡(Bayer Filter)。
目前數碼相機、掃描儀等設備的圖像傳感器大多使用它來制作彩色圖像。
彩色攝像頭拍照會使自然光經過拜爾濾色鏡的過濾,在這個過程中,光線是有損耗的。而黑白攝像頭不使用拜爾濾色鏡,所有的光線都會通過,進光量也更高,拍攝出來的圖像有更多細節,更加清晰。
夜景條件下,以清晰的黑白圖像為基準與彩色圖像融合,就能得到一張效果更好的照片。
彩色攝像頭+彩色(景深)攝像頭
這種組合可以為手機拍照帶來優美的背景虛化效果。
我們知道,當景深較小時,拍出的照片可以虛化背景,突出主體。
單反相機是憑借光圈的調節做到這一點的,但前面說過手機上的光圈是不可調節的,因此我們還需要借助算法的力量。
首先我們先做一個實驗,閉上一只眼,左右手各拿一支筆,兩支筆保持水平并且和眼睛等高,然后將兩支筆筆尖對碰。是不是發現兩支筆尖經常碰不到一起,但是如果兩只眼睛都睜開,筆尖就總是能準確的碰到一起。
這個實驗用的是三角定位法。三角定位法是利用2臺或以上的探測器在不同方位探測目標,然后利用三角幾何原理確定目標的位置和距離。
雙攝手機模擬單反的虛化效果就是利用的三角定位法。
首先利用兩個攝像頭確定出照片內物體在空間上的前后距離,也就是景深信息;然后根據景深信息將照片中的物體劃分平面;最后根據需求選擇相應的平面,比如人像模式下,選擇出人像所在的平面,然后對其他平面進行虛化處理,就得到一張人像清晰但背景虛化的照片了。
廣角攝像頭+長焦攝像頭
廣角和長焦鏡頭的結合能夠帶來良好的變焦能力。
廣角和長焦是什么?通俗來說,廣角拍的范圍大,長焦拍的距離遠。
那么手機變焦的做法一般是什么呢?其實手機運用的是另一種變焦模式:數碼變焦。所謂的數碼變焦其實只是將取景器上其中一部分放大而已,這就不難解釋為啥以前的單攝像頭手機變焦后后圖片會變得不清晰了。
通過切換兩種攝像頭,或融合兩個攝像頭拍攝的照片,可以讓手機達到更好的變焦效果。這種方式雖然還不是真正的光學變焦,但變焦效果已經比單攝像頭強了不少。
彩色攝像頭+深度攝像頭
這種組合可被運用于人臉識別、AR、三維空間測量等領域。
深度攝像頭能測量被拍攝物體到鏡頭之間物理距離,這種結合能夠獲得真實的三維圖像,在未來有很廣泛的應用空間,但目前還很少應用在手機上。
那么回到最開始的問題,為啥手機上攝像頭越來越多了?
三攝、四攝的原理與雙攝是相同的,只是在雙攝的基礎上,添加更多的攝像頭完成更豐富的組合。
另外,攝像頭本身的成本并不高,手機廠商通過增加更多攝像頭,可以營造一種手機拍照很厲害的感覺,更有利于宣傳與營銷。