當(dāng)下各大手機(jī)廠商都開始采用多攝像頭的設(shè)計(jì),而且隨著手機(jī)的更新?lián)Q代,攝像頭數(shù)量也越來越多。
為什么拍攝一張照片需要這么多攝像頭?看似相同的攝像頭之間,又有哪些區(qū)別?
要想拍照好還要手機(jī)薄 增加攝像頭數(shù)量是個(gè)辦法
想要回答上面的問題,需要先了解手機(jī)是如何拍攝照片的。
首先,光線穿過手機(jī)的鏡頭進(jìn)入內(nèi)部的光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)其實(shí)是一系列的透鏡,這些透鏡能把從物體發(fā)出的光線匯聚到感光元件上。
感光元件再把接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào),并將這些電信號(hào)編碼成手機(jī)芯片可以看懂的一串?dāng)?shù)字信號(hào),芯片接收到這些數(shù)字信號(hào)后,會(huì)將它們存儲(chǔ),經(jīng)過一系列處理把它們變成一串指令,告訴顯示屏上的每個(gè)像素點(diǎn)該發(fā)出怎樣的光。
屏幕上每個(gè)像素點(diǎn)發(fā)出的光匯聚在一起,就形成了一張完整的照片,呈現(xiàn)在我們眼前。
這個(gè)過程潛藏著一個(gè)很大的問題,那就是要想拍出一張完美的照片就要保證進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光足夠多、光學(xué)系統(tǒng)足夠復(fù)雜,這就需要一套盡可能大的光學(xué)系統(tǒng)和盡可能大的感光芯片,這與手機(jī)越做越輕、越做越薄的理念是背道而馳的。
而且,當(dāng)我們拍攝較遠(yuǎn)的物體時(shí)往往需要變焦的功能,過于薄的光學(xué)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦,只能通過放大像素的方法將圖像放大,這就會(huì)導(dǎo)致圖像清晰度的下降。
那么怎樣才能在不增加攝像頭厚度的情況下繼續(xù)提升手機(jī)的拍攝能力,讓畫面更清晰更明亮呢?增加攝像頭數(shù)量就是一種不錯(cuò)的方法。
突出主體、實(shí)現(xiàn)變焦、更清晰 多攝像頭各司其職
手機(jī)背后的攝像頭們本領(lǐng)各有不同。
首先,手機(jī)需要有一個(gè)主攝像頭,用來采集要拍攝的畫面。主攝像頭拍攝畫面的清晰度是足夠的,但拍出的畫面可能無法足夠突出主體,色彩不夠鮮艷,拍攝夜景時(shí)物體的輪廓也不夠清晰。此外,在拍攝更遠(yuǎn)的物體時(shí),單一的攝像頭也無法實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦。
于是人們在主攝像頭的基礎(chǔ)上又添加了多個(gè)輔助攝像頭,這樣就可以在拍照時(shí)同時(shí)采集到更多的信息。
這些攝像頭的位置,參數(shù)都不同,拍攝出的畫面有很大的差異,通過比較不同攝像頭各自拍攝出來的照片,手機(jī)就可以利用算法識(shí)別出畫面中哪個(gè)物體離我們近,哪個(gè)物體離我們遠(yuǎn),然后利用設(shè)定的程序,將離我們近的物體盡可能清晰地顯示,這樣就達(dá)到了與人眼視物類似的效果。
什么決定著手機(jī)拍照的清晰度呢?
拍照的本質(zhì)是記錄光線中攜帶的信息,并再次用畫面表現(xiàn)出來。因此,拍攝的畫面要想清晰,不光要有足夠多的像素點(diǎn),還要保證每個(gè)像素點(diǎn)都獲得足夠多的光線,也就是進(jìn)光量要足夠,這就需要黑白攝像頭來進(jìn)行輔助。
對于彩色攝像頭,需要在感光元件上同時(shí)采集紅、綠、藍(lán)3種光。這就意味著,對于一個(gè)5000萬像素的攝像頭來說,需要在本來就不大的感光芯片上分割出5000萬個(gè)紅色像素、5000萬個(gè)綠色像素、5000萬個(gè)藍(lán)色像素,一共15000萬個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域分到的面積十分少,這使得每個(gè)像素接收到的光也會(huì)很少。
而黑白攝像頭只需要區(qū)分光的明暗就好,對于5000萬像素的黑白攝像頭,只需要在感光芯片上分割5000萬個(gè)區(qū)域即可,平均每個(gè)像素可以接收光照的面積是彩色攝像頭的3倍,能夠更清晰地將畫面呈現(xiàn)出來。
于是,當(dāng)手機(jī)擁有黑白和彩色兩種攝像頭時(shí),就可以同時(shí)拍到一張色彩鮮艷但有些許噪點(diǎn)的圖像和一張更加清晰、噪點(diǎn)更少的黑白照片。芯片會(huì)通過算法合成出一張既清晰,色彩又絢麗的照片。
解決了突出主體和進(jìn)光量不足的問題,無法實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦也是手機(jī)攝像頭的一大缺陷。
要想實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦,就需要使鏡頭伸縮,來改變光學(xué)系統(tǒng)的焦距。然而手機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)被固定在一個(gè)很小的空間內(nèi),無法實(shí)現(xiàn)伸縮,自然無法光學(xué)變焦。
既然一個(gè)固定焦距的攝像頭不行,那么多個(gè)具有不同焦距的攝像頭是不是就能實(shí)現(xiàn)變焦了呢?
目前可實(shí)現(xiàn)變焦的手機(jī)一般是搭載兩個(gè)或多個(gè)不同焦距的攝像頭,拍攝時(shí),不同焦距的攝像頭同時(shí)進(jìn)行拍攝,獲得遠(yuǎn)近不同的圖像信息,手機(jī)芯片將這些信息整合,最終合成出你想要放大的對應(yīng)倍數(shù)的圖像,并保證放大前后畫面同樣清晰,達(dá)到和光學(xué)變焦相同的效果。
簡言之,多攝像頭就好比多個(gè)觀察員,它們各司其職,把物體的輪廓、顏色、遠(yuǎn)近等信息記錄下來。而手機(jī)芯片則像一個(gè)畫師,它利用攝像頭收集來的信息再次把畫面塑造在我們眼前。
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