2017年4月6日努比亞在北京舉辦了一場主題為“雙攝·更清晰”的發(fā)布會(huì),會(huì)上發(fā)布了了小牛系列第七代產(chǎn)品努比亞Z17 mini,同時(shí)也是小牛系列中第一款雙攝產(chǎn)品,索尼雙攝像頭成為發(fā)布會(huì)亮點(diǎn)。努比亞Z17 mini拍照方面的表現(xiàn)到底如何,這篇文章將針對努比亞Z17mini的拍照功能進(jìn)行詳細(xì)的解析。
配置方面
總體上看努比亞Z17 mini的攝像頭規(guī)格和前代相比有了大幅度提升,后置兩顆1300像素?cái)z像頭,各配備索尼獨(dú)家定制的獨(dú)立黑白+彩色sensor,關(guān)于傳感器的型號發(fā)布會(huì)上的匯總絕口不提,努比亞Z17mini使用了索尼IMX258傳感器,相比前代使用的IMX318略微落后,事實(shí)上從拍照的角度來說,兩款機(jī)器差距不是很大,都屬于當(dāng)今主流配置。
規(guī)格方面努比亞Z17mini還是略有提升的,混合對焦方式快到了0.1秒;采用了經(jīng)久耐用的藍(lán)寶石玻璃鏡片;并搭載了一顆獨(dú)立的景深芯片,使圖像處理效果更加出色,其他方面沒什么好說的,前代的努比亞Z11minis該有的也都具備。
努比亞Z17 mini拍照配置(圖片引自官網(wǎng))
雙攝成像技術(shù)原理
成像上依舊是大部分雙攝的老套路,RGB senser負(fù)責(zé)捕捉事物的顏色,使拍出的畫面色彩更絢麗;MONO sensor黑白相機(jī),負(fù)責(zé)圖像的細(xì)節(jié)方面,一般MONO(黑白)sensor的pixel size(單像素尺寸)會(huì)是是彩色sensor的3到4倍,顧使成像更清晰,二者相互配合成像合成高分辨率圖像,因?yàn)槭莾蓚(gè)攝像頭同時(shí)運(yùn)作,因此在機(jī)內(nèi)合成的過程中多了一個(gè)迭代合成的過程,成像結(jié)果也會(huì)比單攝像頭更加出眾。
黑白+彩色攝像頭互相配合成像合成高分辨率圖像
對ISP的要求
當(dāng)然在這個(gè)過程中圖像并不是簡單的合成。說到合成,這里不得不提到ISP(Image Signal Processing 圖像信號處理器),ISP主要作用是對前端圖像傳感器輸出的信號做后期處理,主要功能有線性糾正、噪聲去除、壞點(diǎn)去除、內(nèi)插、白平衡、自動(dòng)曝光控制等,依賴于ISP才能在不同的光學(xué)條件下都能較好的還原現(xiàn)場細(xì)節(jié),ISP技術(shù)在很大程度上決定了手機(jī)的成像質(zhì)量。
功能機(jī)時(shí)代,ISP都是做在攝像頭上的,不同像素的攝像頭搭配不同性能的ISP。隨著手機(jī)攝像頭像素越來越高,對ISP性能的要求越來越高,若將ISP集成到攝像頭Sensor上,勢必造成攝像頭的模組過大,甚至影響拍照效果。所以智能機(jī)時(shí)代,ISP一般都是在主芯片SoC上。部分品牌客戶為了實(shí)現(xiàn)更好的效果,甚至不惜成本的外加一顆ISP用來達(dá)到更好更專業(yè)的拍照效果。
好的拍照算法就需要搭配好的ISP,ISP和算法相輔相成,缺一不可。而雙攝像頭對ISP性能要求更多。首先,為了使的左右攝像頭的信號能夠同時(shí)被處理,單一的ISP已經(jīng)無法滿足雙攝像頭的需求。這就需要雙路ISP實(shí)現(xiàn)此功能。
以暗光增強(qiáng)為例,彩色/黑白圖像分別進(jìn)入各自的ISP通道和校準(zhǔn)通道,然后將兩副圖片做匹配(如將兩幅圖片相同的部分提取出來,去除只有一個(gè)攝像頭拍到的部分),然后通過遮擋,檢測,補(bǔ)償?shù)人惴,處理相關(guān)的圖片。最后將兩幅圖片融合起來,實(shí)現(xiàn)顏色的增強(qiáng)。當(dāng)然實(shí)際上ISP配合算法做的事情,遠(yuǎn)遠(yuǎn)比這圖片上寫的要多。
當(dāng)然,在這里面也有一個(gè)小小的插曲。畢竟是兩個(gè)ISP,兩個(gè)ISP多少有一些處理速度,處理能力不同的問題。為了保證兩個(gè)ISP能在同一時(shí)間上取樣,就需要雙攝像頭拍出來的圖片是同一時(shí)間拍出來的。其中一個(gè)解決辦法就是讓Sensor有一個(gè)同步信號引腳。將兩個(gè)攝像頭的同步信號對接,在每次讀取圖片時(shí),將圖片都打上一個(gè)時(shí)間戳,ISP通過時(shí)間戳,保證左右攝像頭拍出來的照片在同一時(shí)間拍攝,最終再進(jìn)行融合。
雙攝像頭的優(yōu)勢
1、pixel size更大
從直觀角度來說,單反相機(jī)往往體積碩大,機(jī)內(nèi)空間充足,可以使用全家福、APS-C畫幅的CMOS/CCD。而智能手機(jī)作為我們?nèi)粘kS身攜帶的移動(dòng)終端設(shè)備,對機(jī)身體積有很高的要求,機(jī)內(nèi)空間更是極其有限,所以只能采用盡量小巧的CMOS。
全畫幅CMOS與手機(jī)感光元件面積對比
而pixel(像素)通俗地將就是在感光元件上可以變色的小方格,比如100萬像素的COMS,就是說這塊CMOS被劃分成了100萬個(gè)小方格。因此,在感光元件面積一定的情況下,像素?cái)?shù)越高,pixel size就越小,理論上圖像的噪聲越大,動(dòng)態(tài)范圍幅度更小,并且可能受到彌散圓的影響,即像素之間的互相影響(DTI技術(shù)的作用就是減弱這種影響)。
說的再通俗一點(diǎn),在相同技術(shù)等級下,同樣尺寸的感光元件,像素越大,畫質(zhì)越差。一般來說,當(dāng)影像傳感器尺寸相同時(shí),像素越高,像素間距就越小,像素間距小就意味著感光點(diǎn)小。在正常情況下,一個(gè)像素的尺寸越大,它所能接受的光也越多,從而得到更多的信息量,而接受光的面積小了,所獲得的信息量自然也就少了。為了對其加以補(bǔ)償就必須加大電信號,而這么做又容易產(chǎn)生噪點(diǎn)。同樣噪點(diǎn)的程度和動(dòng)態(tài)范圍的大小也會(huì)因像素間距的差別而有所不同。所以像素大小和畫質(zhì)無關(guān),所謂的高像素手機(jī)只是商家們宣傳的嚎頭罷了。
Pixel Size示意圖
反之,pixel size越大,圖像的噪聲和動(dòng)態(tài)范圍也就可以控制的更好,而且受彌散圓的影響也更小。所以pixel size和圖像分辨率是一對矛盾體,蘋果此前一直采用800W的低像素?cái)z像頭,很大原因就是為了保持大pixel size。努比亞Z17 mini的兩顆sensor都是1300W像素,感光元件尺寸達(dá)到1/3.06英寸、單像素面積大小達(dá)到1.12微米,由于兩顆攝像頭都參與成像,因此照片上的每一個(gè)點(diǎn)實(shí)際都是兩顆CMOS像素點(diǎn)共同呈現(xiàn)的結(jié)果。
2、控制鏡頭組厚度
單鏡頭組件如果在保證單位像素面積的前提下提高像素?cái)?shù)量,那么就需要增大感光元件面積,反之亦然。原因是感光元件面積增大后,就需要使用孔徑更大的鏡頭,考慮到鏡片的弧度(即使是非球面鏡片,也不可能是純平的),鏡頭組會(huì)更厚,從而導(dǎo)致攝像頭凸起。
而努比亞Z17mini使用雙鏡頭模組,在保證像素?cái)?shù)量的情況下通過雙sensor合成的方案進(jìn)一步增大pixel size,從而保證了相機(jī)模組厚度
3、雙攝像頭可以做光學(xué)變焦
光學(xué)變焦主要是左右攝像頭使用不同的FOV(可視角),這樣兩個(gè)攝像頭取景不同。當(dāng)用戶需要廣角照片,則用視角為85度的左攝像頭取景,獲得廣角效果。當(dāng)用戶需要長焦照片,則用視角為45度的右攝像頭取景,獲得長焦效果。
雙攝像頭焦距圖(圖片引自搜狐)
為了使左右攝像頭拍攝的物體重疊度高,光學(xué)變焦的雙攝像頭模組不能像做距離應(yīng)用的攝像頭的模組那樣距離過大,而是需要將左右攝像頭擺得越近越好。
4、暗光效果增強(qiáng)
一般來講,做暗光增強(qiáng)就是在兩個(gè)攝像頭中:一個(gè)用RGBG的標(biāo)準(zhǔn)攝像頭,一個(gè)用去掉RGBG濾波片的黑白攝像頭。RGBG用來獲得物體的色彩,而黑白攝像頭用來獲得更好的進(jìn)光量,來判斷被拍物體的光強(qiáng)強(qiáng)度。然后將兩個(gè)圖片融合即可獲得更好的暗光增強(qiáng)。
鏡頭設(shè)計(jì)方面
為了更好地成像,努比亞Z17 mini鏡頭方面略微的凸出,其外觀設(shè)計(jì)并不像iPhone鏡頭的包型鼓起狀,而是為了迎合機(jī)身頂部的弧度,采取了前高后低的設(shè)計(jì)模式,就算是不帶手機(jī)殼,將手機(jī)放在桌面上幾乎是平的。并且攝像頭目測估計(jì)僅突出0.5mm左右,并且不影響觀感。
獨(dú)特的攝像頭設(shè)計(jì)(概念圖,尺寸形狀與真機(jī)無關(guān))
努比亞Z17 mini攝像頭設(shè)計(jì)
界面方面
努比亞Z17mini相機(jī)操作界面依舊接近iPhone,很多功能操作通過左右滑動(dòng)進(jìn)行切換,更多功能點(diǎn)擊左上角的菜單才能打開,流暢度比前代更為流暢。界面優(yōu)化的一點(diǎn)是努比亞Z17mini相機(jī)界面長時(shí)間不操作會(huì)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài),這個(gè)省電的模式也十分人性化。
拍照模式下的省電模式
日益壯大的相機(jī)家族
相機(jī)家族可謂是努比亞手機(jī)的一大特色之一了,如今努比亞Z17mini又為相機(jī)家族添加了4位新的成員,立體模式,時(shí)光模式,黑白模式和VR模式。
17項(xiàng)相機(jī)家族模式
立體模式
立體模式拍攝的圖片更像是可以移動(dòng)且要旋轉(zhuǎn)的小視頻,當(dāng)你左右滑動(dòng)查看立體圖片時(shí)會(huì)有種滑動(dòng)視頻進(jìn)度條的感覺,并且當(dāng)你左右擺動(dòng)手機(jī)時(shí),圖片也會(huì)跟著擺動(dòng)的幅度對你所拍的立體事物做全方位的成像,有些類似VR的原理,這種仿真式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)在觀感的體驗(yàn)上屬實(shí)有些高大上了。
立體模式下的圖片成像
時(shí)光模式
時(shí)光模式包括兩個(gè)功能,一是擴(kuò)散二是疊加。擴(kuò)散開啟后會(huì)有一個(gè)突出主題的虛化成像,原理上講,時(shí)光相機(jī)是通過算法處理來實(shí)現(xiàn)單反拉焦的拍攝效果,給人一種要進(jìn)入黑洞的震撼感覺,確實(shí)可以獲得更好的視覺效果,但是如果放大看的話你會(huì)發(fā)現(xiàn),雙攝在虛化邊緣的摳圖處理上似乎不是太給力,邊緣處會(huì)出現(xiàn)模糊的現(xiàn)象,或許是這種專用模式特定的視覺效果。疊加功能則是重合的效果,物體正面會(huì)有一個(gè)更大的透明度較低的物體,給人一種在玻璃前看事物的感覺,又有種小時(shí)候看皮影戲的既視感, 大概這是一種更深層藝術(shù)上的美學(xué)效果吧。
時(shí)光模式樣張
黑白模式
黑白模式就比較顧名思義了。利用專業(yè)的黑白sensor讓努比亞Z17mini在黑白拍攝時(shí)有更大的優(yōu)勢,觀察樣張可以發(fā)現(xiàn),努比亞Z17mini 黑白相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍和灰度級別更高,銳度和細(xì)節(jié)方面表現(xiàn)較為可觀。
黑白模式樣張
VR模式
VR模式則是需要配合新品nubiaVR來完成拍攝?偟膩碚f,四種模式在原本玩法多樣的基礎(chǔ)上,又為了我們帶來了更多可玩性的努比亞Z17mini,誠意還是值得肯定的。
人像模式
人像模式也是努比亞Z17mini拍照手機(jī)的一大亮點(diǎn),結(jié)合了3D美顏算法,3D降噪,加上所見以所得的實(shí)時(shí)美顏,使拍攝的照片更加楚楚動(dòng)人,具體表現(xiàn)可以看一下實(shí)拍。
人像模式下努比亞Z11對比努比亞Z17 mini
我們可以看到,努比亞Z17mini在人像模式拍攝下皮膚更加細(xì)膩,略顯紅潤,并且衣服的對比度較高,色域更加精準(zhǔn),色溫則較為柔和,對細(xì)節(jié)方面的把控也是游刃有余,總體的成像效果還是蠻不錯(cuò)的,正如努比亞Z17 mini的宣傳標(biāo)語那樣,人像加美顏,迷人更動(dòng)人。人像模式下用后置攝像頭拍攝會(huì)對人臉進(jìn)行突出,有虛化背景的效果。