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作者|Kiwi
用手機(jī)拍照,已成為大多數(shù)人習(xí)以為常的動(dòng)作。上到白發(fā)蒼蒼的老人,下到剛會玩手機(jī)的小孩,誰都可以拿起手機(jī),打開攝像頭去記錄自己的生活。
從最早的手機(jī)拍照概念被提出,到現(xiàn)在成為手機(jī)上不可或缺的一項(xiàng)功能。短短18年間,手機(jī)上的這個(gè)小小的攝像頭從無到有,從點(diǎn)到面,從功能到玩法,一步一步融入并改變著我們的社交生活。
“前后2000萬像素、雙攝三攝、AI攝影……”這類科技小白都聽了無數(shù)遍的名詞,代表了一個(gè)年代的手機(jī)攝像頭發(fā)展史,就在現(xiàn)代人對手機(jī)拍照這件事情越來越挑剔的時(shí)候,可曾有人想過,手機(jī)上的這個(gè)小小的攝像頭,都經(jīng)歷了哪些變化?
如今手機(jī)拍照18歲了,鈦媒體梳理了手機(jī)攝影技術(shù)的發(fā)展史,看看這個(gè)剛剛成年的小伙子在自己的青春時(shí)代都學(xué)會了一身怎樣的本事。
第一個(gè)吃螃蟹的人:夏普J(rèn)-SH04
夏普J(rèn)-SH04標(biāo)題
一項(xiàng)技術(shù)什么階段最困難?那必然是從無到有的第一步,如果是一個(gè)廣大用戶急需的功能自然好說,但是在2000年這個(gè)時(shí)間,對于手機(jī)拍照來說可不是什么好時(shí)代。從打電話發(fā)短信,到彩屏,再到拍照,這幾個(gè)基礎(chǔ)功能連接起來就需要十幾年之久,手機(jī)上塞下一個(gè)攝像頭,在18年前還是非;恼Q的念頭。
2000年9月,世界上第一款配備攝像頭的手機(jī)誕生——夏普J(rèn)-SH04。它的攝像頭像素僅有區(qū)區(qū)11萬像素,你沒聽錯(cuò),11萬像素,連打印一寸照片的像素都不夠,并且,它還沒有自動(dòng)對焦,沒有美顏,沒有閃光燈。夏普J(rèn)-SH04一經(jīng)發(fā)布就受到了空前的冷落,消費(fèi)者根本不買賬,為什么我要用手機(jī)拍照?它的像素還這么低,我可以用相機(jī)啊。
一系列的質(zhì)疑差點(diǎn)讓推動(dòng)手機(jī)攝影的夏普懷疑人生,不過好在這一做法點(diǎn)醒了其他的手機(jī)制造商。雖然夏普J(rèn)-SH04市場上的表現(xiàn)并沒有預(yù)想中的那么熱情,但在手機(jī)上加上拍照模塊卻成了隨后幾年手機(jī)發(fā)展的主流趨勢。
在隨后的幾年中,夏普又先后發(fā)布了首款百萬像素級手機(jī)夏普J(rèn)-SH53(2003年)、以及首款光學(xué)變焦手機(jī)夏普V602SH(2004年)。慢慢隨著科技的發(fā)展,夏普成功變成了手機(jī)拍照功能的領(lǐng)導(dǎo)者。
迎來千萬級像素:三星B600
三星B600
手機(jī)拍照這幾個(gè)字猶如投入湖中的石子,激起當(dāng)時(shí)各大廠商的爭先發(fā)展。2003年,松下發(fā)布了世界上第一臺能夠自動(dòng)對焦的手機(jī)P505iS,雖然對焦速度和對焦成功率很一般,但在當(dāng)時(shí)來講也已經(jīng)是大大改善了人們的拍照體驗(yàn)了。
而后到了2006年左右,消費(fèi)者對手機(jī)的拍照需求進(jìn)一步增多,對其拍攝質(zhì)量也有了更高的要求,200-300萬像素的手機(jī)已經(jīng)開始遭到了鄙視。為了配合2-3寸的手機(jī)屏幕,三星便率先發(fā)布了千萬級像素的手機(jī)——B600。
三星B600是全球首款內(nèi)置1000萬像素?cái)z像頭的拍照手機(jī),具備3倍的光學(xué)變焦,5倍的數(shù)碼變焦,并具備閃光燈,自動(dòng)對焦,快門速度為1/2000,但從鏡頭來看,它更像是款數(shù)碼相機(jī)。
傍大腿的鼻祖,諾基亞與卡爾·蔡司:N90
諾基亞N90
現(xiàn)在我們可以看到很多手機(jī)都會與傳統(tǒng)光學(xué)巨頭進(jìn)行合作,例如摩托羅拉與哈蘇、華為與徠卡等,但你還記得這種合作模式的開端嗎?沒錯(cuò),它就是曾經(jīng)的手機(jī)霸主諾基亞。
時(shí)間來到2005年,諾基亞發(fā)布了一款雙轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)的“奇葩”手機(jī)N90,它為拍照在外形上專門設(shè)計(jì)成一個(gè)便攜開蓋相機(jī)的模樣。在手機(jī)攝像頭方面,諾基亞N90只有200萬像素的水平,實(shí)際呈現(xiàn)的畫質(zhì)也沒有特別出類拔萃。
盡管如此,但N90還是開創(chuàng)了手機(jī)廠商與傳統(tǒng)光學(xué)影像巨頭合作的先河,并且其后代產(chǎn)品憑借大師級光學(xué)影像巨頭的光環(huán)而收獲了市場的認(rèn)可。
喬幫主帶著VGA視頻改變世界:iPhone 3GS
iPhone 3GS
說到手機(jī),那蘋果家的喬老幫主就不能不提了。2009年,iPhone 3GS正式發(fā)布,這時(shí)國內(nèi)對于蘋果這個(gè)品牌的認(rèn)知度還沒有現(xiàn)在那么火,但這也改變不了喬幫主對手機(jī)拍照的改變。
也正是iPhone 3GS,人們不再止于用手機(jī)記錄簡單的照片,其VGA畫質(zhì)(640*480分辨率)的錄像讓人們還可以開始用手機(jī)錄下生動(dòng)的動(dòng)態(tài)視頻,記錄更多更美好的生活細(xì)節(jié)。
拍照雖專業(yè),但是是條不歸路:諾基亞N8
諾基亞N8
2010年,一個(gè)新老時(shí)代交替斗爭的年月,先有諾基亞N8應(yīng)運(yùn)而生。其憑借1200萬像素的卡爾·蔡司認(rèn)證鏡頭,支持2倍數(shù)碼變焦,以及F/2.8的光圈,還加入了前所未有的氙氣閃光燈,高大上的配置和讓人眼前一亮的新閃光燈,讓人有種“專業(yè)”的錯(cuò)覺。
不過這種“專業(yè)”也讓諾基亞與群眾基礎(chǔ)產(chǎn)生了距離感,其復(fù)雜的拍照設(shè)置,讓初學(xué)者望而卻步讓老玩家恨之入骨。沒想到自此之后,諾基亞每代新機(jī)都沒有逃過這條老路,從哪跌倒的繼續(xù)在哪跌倒,直到被多家收購層層專賣,最終變成了走上神壇成為全世界市值最高的公司!
第一款雙攝手機(jī):LG P925
LG P925
對于現(xiàn)在這些新發(fā)布的手機(jī)來說,雙攝已經(jīng)成為了必備特點(diǎn),可你知道嗎,最早的雙攝手機(jī)可是在2011年就有了,并且還是LG最現(xiàn)在發(fā)布的。
2011年的2月14日,LG在MWC展會上發(fā)布了P925這臺安卓機(jī),配置本身亮點(diǎn)不多,重頭戲在背面:雙500萬像素?cái)z像頭,可以通過偏振技術(shù)拍出類3D效果的照片,這個(gè)創(chuàng)新性功能確實(shí)足夠亮眼。
但市場冷靜過后才明白到:這其實(shí)只算是一個(gè)食之無味棄之可惜的雞肋功能,人們初期還會幻想兩個(gè)攝像頭合作會不會拍出超級清晰和驚艷的照片,然而再到后來的HTC G17,也沒有實(shí)現(xiàn)手機(jī)雙攝像頭的畫質(zhì)突破。
但是,雙攝像頭的引入,也為當(dāng)時(shí)發(fā)展速度放緩的手機(jī)傳感器、鏡頭、軟件算法帶來了一口甘露,它在向市場證明:手機(jī)拍照在夠用的基礎(chǔ)上,還應(yīng)該要具有更高的可玩性和趣味性。
高像素之爭打響:2010-2013年百花爭艷
諾基亞808 PureView
其實(shí)關(guān)于手機(jī)拍照像素的問題,一直是各家廠商必爭的領(lǐng)域之一,而這個(gè)戰(zhàn)場最火熱的時(shí)代就是2010-2013年間。在當(dāng)時(shí)的情況下,更高的像素將會為手機(jī)拍照的細(xì)膩程度帶來質(zhì)的提升。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因,提高像素幾乎成了智能手機(jī)發(fā)展史上,很長一段時(shí)間里的“主旋律”。
2012年諾基亞推出808 PureView就是非常典型的一個(gè)例子,“PureView”作為全球首款采用PureView成像技術(shù),4100萬像素傳感器、卡爾·蔡司鏡頭和像素超采樣技術(shù)的智能手機(jī),諾基亞808 PureView開啟了智能手機(jī)影像的全新時(shí)代。
不過可惜的是,Symbian當(dāng)時(shí)已經(jīng)是遲暮之年,無法和大熱的Android、iOS等智能變革下的新寵爭鋒,這也促使該款手機(jī)成為諾基亞開發(fā)的最后一款Symbian手機(jī),自此Symbian變?yōu)榻^唱。
索尼XperiaZ1
與諾基亞不同,索尼的手機(jī)一直在國內(nèi)市場不溫不火。但這并不能成為其不努力的理由,喜歡“樹標(biāo)桿”的索尼一直在傳感器領(lǐng)域擁有非常深厚的功底,想要將其放在移動(dòng)終端也不是難事。順應(yīng)“高像素”的趨勢,索尼XperiaZ1橫空出世。
索尼XperiaZ1裝載了索尼G鏡頭,內(nèi)置1/2.3英寸2070萬像素傳感器,以及移動(dòng)版BIONZ影像處理器。擁有F2.0大光圈27毫米廣角鏡頭,能夠在弱光條件下獲得更好的照片效果。
而根據(jù)專業(yè)DxOMark的評價(jià)稱,索尼XperiaZ1在曝光、白平衡、室外拍攝、色彩還原、降噪性能等一系列指標(biāo)上表現(xiàn)異常出色,同時(shí)其自動(dòng)對焦性能非?焖俸透蓛衾,在智能手機(jī)中也首屈一指。
前有高像素后有大像素:HTC
HTC Ultrapixel技術(shù)
其實(shí)高像素也并不是手機(jī)攝像追求的唯一話題,在原本就有限的體積內(nèi),塞入更多的像素,成像質(zhì)量未必會好。在這種情況下,個(gè)別廠商開始在增大單像素尺寸,其中最激進(jìn)的非HTC莫屬了。
如果將有限的體積比作一個(gè)盤子,高像素就是往盤子中放紅豆,通過數(shù)量增多形成像素更高的像素。而HTC的做法則是放入大棗,減少像素?cái)?shù)量增大單個(gè)像素點(diǎn)大小,讓單個(gè)像素?fù)碛懈叩倪M(jìn)光量,以此獲得更優(yōu)秀的夜間拍照體驗(yàn)。
HTC Ultrapixel技術(shù)即是如此,其最大的特點(diǎn)是擁有2μ超大像素,感光率比普通手機(jī)攝像頭的高出300%,進(jìn)光量是當(dāng)時(shí)多數(shù)手機(jī)的3倍。然而遺憾的是,同樣因?yàn)楦呦袼爻叽,使其攝像頭的像素?cái)?shù)量僅有408萬。實(shí)際拍攝效果慘不忍睹,無論是顯示器觀看還是打印照片都有“馬賽克”現(xiàn)象。
HTC的想法其實(shí)并沒有錯(cuò),可是怎奈當(dāng)時(shí)的科技與研發(fā)還沒有更深入。近年來,隨著傳感器與軟件技術(shù)的逐漸完善,大像素又被人重新提起。谷歌Pixel、三星S7以及更多的國產(chǎn)廠商都加入其中,1.4μm、1.55μm甚至更大的單位像素都開始冒出來,不過他們實(shí)際拍攝效果要比HTC好太多了。
拍照重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)梗篖G G3&三星Galaxy S5
LG G3
G3作為LG的旗艦產(chǎn)品在2014年被推到市場,在這個(gè)階段大家更注重拍照的像素,1300萬乃至2100萬、4100萬像素的手機(jī)都陸續(xù)上市,但消費(fèi)者對像素追求的心已經(jīng)被各大廠商刷的不再那么敏感。這個(gè)時(shí)候LG就將拍照的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了對焦的升級,G3就帶著激光對焦的傳感器而來。
G3搭載了傳感器會從和攝像頭同側(cè)的一個(gè)窗口中發(fā)射出一道錐形激光光束,不斷的反復(fù)根據(jù)激光反射回來的時(shí)間長短來判斷物體的距離,繼而完成對焦。該技術(shù)使對焦速度達(dá)到276毫秒,甚至比人眨一下眼還要快。
并且,由于它采用主動(dòng)發(fā)射的對焦技術(shù),所以在暗光環(huán)境下,也能帶來迅速準(zhǔn)確的對焦體驗(yàn)。同時(shí)也配備了完整專業(yè)的光學(xué)防抖系統(tǒng),消費(fèi)者舉起手機(jī)拍照的場景和欲望又得以加強(qiáng)了。
不過它也有個(gè)弊端,就是因?yàn)榧す獍l(fā)生的功率有限,所以只能對焦近處的物體。
Galaxy S5
在2014同年的MWC大展上,三星也發(fā)布了自己的旗艦Galaxy S5。與LG不謀而合,三星這次也將手機(jī)拍照的重心轉(zhuǎn)向了對焦,在Galaxy S5上次搭載PDAF相位對焦技術(shù)。其可以采用的圖像傳感器,感光區(qū)域中的部分像素點(diǎn)被犧牲掉,這些像素被稱為掩蔽像素(Masked Pixels),是成對使用的。像素之間的距離、結(jié)合它們的相對變化,就可以幫助系統(tǒng)決定鏡頭到底需要為準(zhǔn)確對焦而移動(dòng)多遠(yuǎn)。
其實(shí)手機(jī)中的PDAF相位對焦技術(shù),就像我們?nèi)祟惖碾p眼,利用實(shí)際視覺感受就可以判斷物體的遠(yuǎn)近。有了PDAF技術(shù)就不會像傳統(tǒng)反差對焦一樣,來回調(diào)整焦距(俗稱拉風(fēng)箱)才能斷定正確的焦點(diǎn)了?傊,這一技術(shù)可以顯著提升對焦速度。后來蘋果也在iPhone 6上搭載了這一相位對焦技術(shù),名叫Focus Pixel。
雙攝讓手機(jī)攝影全面提升:iPhone Plus&華為
iPhone 7 Puls
在諾基亞沒落以后,蘋果用iPhone扛起了手機(jī)發(fā)展的大旗,一代代的iPhone迭代總會讓人看到更新的未來,在手機(jī)攝影上也不例外,iPhone Puls機(jī)型讓我們看到了雙攝的另一種用法,讓雙攝從3D的歧途回歸正軌。
雙攝的優(yōu)點(diǎn)在低光成像和景深效果上優(yōu)化全面,讓很多廠商趨之若鶩。 雙攝之所以會流行,最主要的原因就是因?yàn)橥ㄟ^算法,它可以為我們的拍照帶來類似大光圈拍照的背景虛化效果。目前市面上的主流雙攝方案,可以大致分為四種:景深雙攝、黑白+彩色雙攝、超大廣角+普通雙攝以及廣角+長焦雙攝,其中最典型的就是蘋果與華為的雙攝解決方案。
而蘋果就是通過采用兩個(gè)不同焦距的攝像頭,使其實(shí)現(xiàn)2倍的光學(xué)變焦能力。并且通過雙攝算法,使iPhone也有自己的大光圈模式。擁有了硬件上的強(qiáng)大優(yōu)勢,蘋果再結(jié)合自己優(yōu)秀的算法,自然而然就得到了更好的拍攝效果。
華為P20 Pro
與蘋果的雙焦段鏡頭不同,華為采用的則是黑白彩色雙攝的解決方案,黑白攝像頭由于去掉了色彩濾光片,所以像素接受光的能力更強(qiáng),能夠帶來細(xì)節(jié)更豐富銳利的畫面,而通過算法,使它和彩色攝像頭的色彩信息相結(jié)合,從而保留了兩個(gè)攝像頭的優(yōu)點(diǎn)。并且支持大光圈模式。
在最新發(fā)布的P20 Pro上,華為更是“喪心病狂”的用上了三攝的方案,在原有方案基礎(chǔ)上增加了一個(gè)長焦鏡頭,從而讓自家產(chǎn)品也有了光學(xué)變焦的能力。并且,現(xiàn)在華為的軟件層面其實(shí)并不比蘋果差,各種面對小白與專業(yè)攝影愛好者的功能層出不窮,滿足了不同階段用戶的需求,在市場中獲得了不錯(cuò)的口碑。
從卡爾·蔡司到徠卡,為什么手機(jī)攝影總喜歡傍大腿?
華為與徠卡合作
從諾基亞與卡爾·蔡司,到現(xiàn)在華為與徠卡、OPPO與施耐德,為什么手機(jī)廠商總會在自己的攝像頭上加上這些相機(jī)廠商的認(rèn)證?他們之間到底是怎樣的關(guān)系?
其實(shí)卡爾·蔡司、徠卡以及施耐德這些廠商,在相機(jī)領(lǐng)域都是大名鼎鼎處于金字塔最頂尖的位置,手機(jī)廠商與其合作也是無可厚非,通過他們強(qiáng)大的技術(shù)底蘊(yùn)對自己的攝像頭、色彩以及虛化等方面進(jìn)行調(diào)校。
這里有個(gè)誤區(qū),并不是打上這些LOGO就是他們生產(chǎn)的鏡頭,而是由其他廠商代工的,在設(shè)計(jì)好樣品之后送到鏡頭廠商那邊,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢測,修改好一些不符合標(biāo)準(zhǔn)的地方,最終合格的鏡頭就會打上其Logo,以證明該鏡頭達(dá)到了該廠商的標(biāo)準(zhǔn)。
其中最成功的就屬徠卡與華為之間的合作,本來徠卡在攝影圈無人不曉,但對于大眾消費(fèi)者來說則比較陌生,憑借華為的產(chǎn)品,徠卡得到了更高的認(rèn)知度。而華為呢,則是大量使用徠卡的獨(dú)家技術(shù),例如Summilux光學(xué)結(jié)構(gòu)、色彩控制算法以及各種光學(xué)控制數(shù)據(jù)等,得到了更加完美的手機(jī)攝影優(yōu)化方案。
手機(jī)攝影未來還有廣闊天地:硬件與AI
各類傳感器對比
手機(jī)作為一個(gè)移動(dòng)終端,小巧輕便是它的必備屬性,這個(gè)特點(diǎn)也限制了它在拍照硬件上的大小。上面這張圖就可以清晰表現(xiàn)手機(jī)CMOS與相機(jī)之間的差距。
隨著技術(shù)的發(fā)展,手機(jī)的CMOS也在日益增大,例如1/1.7英寸級的CMOS如今成為手機(jī)攝像頭傳感器的新選擇。而更多手機(jī)也用上了1/2.3英寸級的傳感器。這些傳統(tǒng)卡片DC相機(jī)使用的傳感器,已經(jīng)成為了新一代拍照手機(jī)的選擇。
除此之外,索尼作為手機(jī)CMOS最大的上游供應(yīng)商,也研發(fā)出了堆棧結(jié)構(gòu)的CMOS。它在傳統(tǒng)的感光層與底部電路之間增加了一層DRAM動(dòng)態(tài)存儲器,從而讓感光元件具備短時(shí)間拍攝大數(shù)據(jù)量影像的能力。比如1秒鐘能錄960幀720P分辨率的視頻,正常視頻可以進(jìn)行32倍的慢放處理。
當(dāng)然,手機(jī)攝影硬件也不止CMOS單一一項(xiàng)那么簡單,包括電子光圈、鏡頭結(jié)構(gòu)以及變焦方案等等方面都會成為硬件限制發(fā)展的門檻,面對這些問題的解決,我們也將看到未來手機(jī)攝影更好的發(fā)展。
AI場景識別技術(shù)
除了硬件上的提升外,拍照功能搭配軟件輔助已經(jīng)不是什么新鮮事了,雙攝方案下的虛化算法算是先行軍,而后像華為的夜景降噪、AR萌表情以及各種美顏算法,都是基于軟件層面對手機(jī)攝影的更深入探討,這些功能不單能彌補(bǔ)手機(jī)攝影的不足,也能提高消費(fèi)者的可玩性。
在未來的手機(jī)發(fā)展中,手機(jī)攝影與AI相結(jié)合是一個(gè)必然的趨勢。利用AI算法識別拍攝場景,優(yōu)化手機(jī)拍攝參數(shù)這已經(jīng)是小Case,眾多廠商目前已經(jīng)都有相應(yīng)技術(shù)公布。而大熱的美顏?zhàn)耘木透挥锰崃,其中以美圖為代表的超強(qiáng)補(bǔ)償算法深的各路小姐姐們的喜愛,現(xiàn)在甚至能視頻動(dòng)態(tài)美顏。
但更深入的AI應(yīng)用將會更多,舉個(gè)例子,在一個(gè)美麗的戶外風(fēng)景,AI會通過定位、時(shí)間以及以往用戶在此地的拍攝習(xí)慣,為消費(fèi)者進(jìn)行拍攝教學(xué),給出最佳拍攝時(shí)間、拍攝參數(shù)以及拍攝角度等信息。還有就是AR的實(shí)際使用,通過AI進(jìn)行動(dòng)態(tài)捕捉、環(huán)境重造,未來的某一天也許你可以足不出戶用手機(jī)拍遍世界任何一個(gè)角落。
通過軟硬件結(jié)合的方式,未來手機(jī)攝影將會提供給我們更加優(yōu)異的拍攝效果,并且滿足小白與專業(yè)攝影師兩方面的需求,這也成為現(xiàn)在各家手機(jī)廠商追逐的目標(biāo)和賣點(diǎn)。
來源:鈦媒體
原標(biāo)題:從11萬像素到4000萬三攝,我們回顧了手機(jī)拍照技術(shù)的18年成長之路