一文讀懂雙攝像頭工作原理
發布時間:2017-07-06 責任編輯:wenwei
【導讀】手(shou)機(ji)拍(pai)照(zhao)自(zi)功(gong)能(neng)機(ji)時(shi)代(dai)就(jiu)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)人(ren)們(men)日(ri)常(chang)經(jing)常(chang)使(shi)用(yong)的(de)一(yi)個(ge)功(gong)能(neng),自(zi)進(jin)入(ru)智(zhi)能(neng)機(ji)以(yi)來(lai)地(di)位(wei)更(geng)是(shi)被(bei)不(bu)斷(duan)的(de)拔(ba)高(gao)。注(zhu)意(yi)力(li)所(suo)在(zai)之(zhi)地(di)往(wang)往(wang)就(jiu)是(shi)創(chuang)新(xin)的(de)迸(beng)發(fa)處(chu),這(zhe)一(yi)點(dian)在(zai)手(shou)機(ji)拍(pai)照(zhao)上(shang)再(zai)恰(qia)當(dang)不(bu)過(guo),無(wu)數(shu)的(de)技(ji)術(shu)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)被(bei)應(ying)用(yong)到(dao)手(shou)機(ji)拍(pai)照(zhao)上(shang):3D拍照、背景虛化、光學變焦、光學防抖、雙核對焦...以及越來越大的光圈和傳感器尺寸等等,每一項技術都對手機拍照無論是照片質量還是整體體驗都有非常大的提升。但,“僅僅”就這樣了...

如今,大部分廠家都推出了自家雙攝手機
於是就是近兩年火遍天的“雙攝”了。如果說11/12年的LG Optimus、HTC EVO 3D屬於手機“雙攝”的萌芽時期,14/15年的榮耀6 Plus、奇酷旗艦版等屬於“雙攝”的探索/發展期,那麼16/17年iPhone 7 Plus、華為P10、vivo Xplay6、小米6、OPPO R11、nubia Z17、一加5們一個個問世代表著手機“雙攝”的正式普及和成熟。也昭示著手機“雙攝”時代正式來了。
現在,似乎人人都在討論“雙攝”。手機發展的一個趨勢就是輕薄化,7mm逐zhu漸jian成cheng為wei手shou機ji薄bo厚hou的de一yi個ge標biao杆gan和he分fen水shui嶺ling。要yao想xiang在zai如ru此ci輕qing薄bo的de手shou機ji上shang追zhui求qiu更geng高gao的de成cheng像xiang質zhi量liang,即ji使shi有you前qian麵mian提ti到dao的de技ji術shu加jia持chi,而er受shou製zhi於yu傳chuan感gan器qi尺chi寸cun和he鏡jing頭tou素su質zhi(這兩項直接決定了手機的成像質量),如同政治上所講的的主因和次因,因此即使單攝像頭參數很好,也依然會有高感表現差、背景虛化不到位、特寫不足等等問題。這時候,在一顆攝像頭的基礎上再加入一顆,以此來提高手機整體拍照質量便成了新的突破口。

其qi實shi雙shuang攝she像xiang頭tou的de理li論lun基ji礎chu就jiu是shi把ba原yuan本ben要yao求qiu縱zong向xiang空kong間jian的de光guang學xue體ti係xi,在zai橫heng向xiang空kong間jian的de平ping麵mian上shang鋪pu展zhan開kai來lai。這zhe樣yang即ji達da到dao了le成cheng像xiang水shui平ping,也ye不bu會hui使shi攝she像xiang頭tou突tu出chu影ying響xiang手shou機ji整zheng體ti的de美mei觀guan。目mu前qian,主zhu流liu雙shuang攝she像xiang頭tou的de功gong能neng主zhu要yao可ke以yi分fen為wei兩liang大da類lei:1、利用雙攝像頭產生立體視覺,獲得影像的景深,利用景深信息進行背景虛化,3D掃描,輔助對焦,動作識別等應用;2、liyongzuoyouliangzhangbutongdetupianxinxijinxingronghe,yiqiwangdedaogenggaodefenbianlv,genghaodesecai,dongtaifanweidenggenghaodetuxiangzhilianghuoshixianguangxuebianjiao。zheliangdaleidazhikeyifenwei4點:1、通過雙攝測距,可以進行距離相關的應用,這方麵目前應用最廣泛的就是背景虛化;2、光學變焦;3、暗光增強;4、3D拍攝及建模。其中每一點展開來都是一大篇幅,在這裏就不做過多贅述。
namewentilaile,shuangshexiangtoudegongzuoyuanlijiujingshizenyangde?suirandoushiliangkeshexiangtou,danshibutongdeshouji,zhushexiangtouhefushexiangtoudegongzuoyuanliqueyouhendadebutong。muqian,shuangsheshoujigongzuoyuanlizhuyaoyouyixiajizhong:1、彩色+彩色攝像頭(RGB+RGB),優勢在於可以計算景深,從而實現背景虛化和重新對焦(即先拍照後對焦);2、彩色+黑白相機(RGB+Mono),優勢在於可以提升暗光或夜晚手機成像質量;3、廣角+長焦鏡頭(Wide+Tele),這個組合最大優勢在於可以實現光學變焦(目前大多數主流手機廠商采用的雙攝原理);4、彩色+深度相機(RGB+Depth),可以實現三圍重建等。前麵提到的雙攝的功能就是通過這四種組合實現的。

iPhone 7 Plus、OPPO R11等目前主流旗艦均采用“廣角+長焦”雙攝方案
四種中,彩色+黑白相機(RGB+Mono)和廣角+長焦鏡頭(Wide+Tele)兩種應用的最廣泛,兩種雙攝的代表分別是華為P9/10係列、Mate 9係列和iPhone 7 Plus、OPPO R11係列以及小米6等。今天我們首先就先來講講目前被廣大廠商所認可和采用的廣角+長焦鏡頭的雙攝方案,例子就已這其中的代表iPhone 7 Plus和當下最火手機之一OPPO R11。

數碼變焦與光學變焦對比
前麵提到,廣角+長焦鏡頭組合帶來的最大優勢就是可以在手機上實現光學變焦。光學變焦(Optical Zoom)其qi實shi是shi相xiang機ji上shang的de一yi個ge名ming詞ci,它ta是shi通tong過guo改gai變bian光guang學xue鏡jing片pian組zu結jie構gou來lai改gai變bian鏡jing頭tou焦jiao距ju,從cong而er實shi現xian變bian焦jiao。但dan是shi鏡jing片pian組zu結jie構gou複fu雜za,整zheng體ti尺chi寸cun無wu法fa安an置zhi於yu手shou機ji中zhong。而er此ci前qian的de手shou機ji如ru果guo想xiang要yao放fang大da圖tu片pian,方fang法fa是shi後hou期qi對dui圖tu片pian進jin行xing裁cai切qie然ran後hou將jiang一yi部bu分fen放fang大da,這zhe樣yang做zuo的de後hou果guo是shi圖tu片pian內nei的de每mei個ge像xiang素su麵mian積ji就jiu會hui增zeng大da,圖tu像xiang的de畫hua質zhi就jiu會hui被bei嚴yan重zhong壓ya縮suo。而er廣guang角jiao+長焦雙攝則解決了這一難題,在手機中實現了光學變焦。

廣角+長chang焦jiao雙shuang攝she的de光guang學xue變bian焦jiao在zai於yu左zuo右you攝she像xiang頭tou擁yong有you不bu同tong的de可ke視shi角jiao,這zhe樣yang兩liang個ge攝she像xiang頭tou就jiu會hui有you不bu同tong的de取qu景jing範fan圍wei。當dang想xiang要yao拍pai攝she廣guang角jiao照zhao片pian時shi,可ke以yi使shi用yong左zuo攝she像xiang頭tou取qu景jing。如ru果guo想xiang要yao長chang焦jiao照zhao片pian,則ze用yong右you攝she像xiang頭tou取qu景jing,獲huo得de長chang焦jiao效xiao果guo。通tong俗su點dian說shuo,即ji廣guang角jiao鏡jing頭tou取qu景jing更geng寬kuan更geng廣guang,但dan是shi取qu不bu到dao遠yuan處chu物wu體ti;而長焦鏡頭雖然取景比較窄,但是能“看”的更遠。這樣,廣角和長焦鏡頭組合搭配,在拍照時通過鏡頭切換和算法來實現比較平滑的變焦。
以iPhone 7 Plus為例,其采用了1200萬像素、28mm焦距的廣角鏡頭+1200萬像素、56mm像素的長焦鏡頭,通過28mm廣角和56mm長焦攝像頭的切換來實現2倍無損變焦。雖然還無法達到單反相機上的無級光學變焦,但是目前在手機上已經是絕對的領先方案了,OPPO R11、小米6、一加5等采用了同樣的方案。

接下來再說說OPPO R11,其采用了1600萬+2000萬像素攝像頭的廣角+長焦的解決方案,擁有f/1.7的超大光圈,支持2倍光學變焦和10倍bei的de數shu碼ma變bian焦jiao。在zai這zhe裏li可ke能neng很hen多duo人ren會hui有you疑yi問wen,即ji為wei什shen麼me長chang焦jiao鏡jing頭tou像xiang素su會hui比bi平ping時shi主zhu要yao使shi用yong的de廣guang角jiao鏡jing頭tou像xiang素su要yao高gao?這zhe在zai於yu廣guang角jiao鏡jing頭tou在zai變bian焦jiao時shi會hui損sun失shi圖tu像xiang信xin息xi,此ci時shi高gao像xiang素su的de長chang焦jiao鏡jing頭tou就jiu會hui進jin行xing彌mi補bu,從cong而er保bao證zheng手shou機ji成cheng像xiang質zhi量liang並bing提ti高gao手shou機ji變bian焦jiao性xing能neng。

OPPO R11“2倍光學變焦”
此外,廣角+長(chang)焦(jiao)雙(shuang)攝(she)還(hai)會(hui)根(gen)據(ju)所(suo)拍(pai)攝(she)的(de)環(huan)境(jing)光(guang)線(xian)等(deng)決(jue)定(ding)使(shi)用(yong)哪(na)一(yi)顆(ke)攝(she)像(xiang)頭(tou)進(jin)行(xing)拍(pai)攝(she)。簡(jian)單(dan)說(shuo),當(dang)光(guang)線(xian)良(liang)好(hao)時(shi),通(tong)常(chang)會(hui)使(shi)用(yong)副(fu)攝(she)像(xiang)頭(tou),當(dang)光(guang)線(xian)不(bu)佳(jia)時(shi)則(ze)會(hui)使(shi)用(yong)主(zhu)攝(she)像(xiang)頭(tou)。這(zhe)在(zai)於(yu),主(zhu)攝(she)像(xiang)頭(tou)擁(yong)有(you)更(geng)好(hao)的(de)性(xing)能(neng),在(zai)弱(ruo)光(guang)下(xia)在(zai)保(bao)證(zheng)畫(hua)麵(mian)亮(liang)度(du)下(xia)還(hai)能(neng)很(hen)好(hao)的(de)控(kong)製(zhi)噪(zao)點(dian),這(zhe)也(ye)是(shi)為(wei)什(shen)麼(me)一(yi)般(ban)在(zai)采(cai)用(yong)廣(guang)角(jiao)+長焦雙攝方案的手機主鏡頭光圈都比副攝像頭光圈大的部分原因所在,如OPPO R11,主攝像頭光圈f/1.7,副攝像頭光圈f/2.6;iPhone 7 Plus主攝像頭光圈f/1.8,副攝像頭光圈f/2.2。這還解決了另一個問題,即前麵拿iPhone 7 Plus為例時提到,廣角+長(chang)焦(jiao)雙(shuang)攝(she)手(shou)機(ji)的(de)光(guang)學(xue)變(bian)焦(jiao)是(shi)通(tong)過(guo)在(zai)廣(guang)角(jiao)和(he)長(chang)焦(jiao)兩(liang)個(ge)鏡(jing)頭(tou)之(zhi)間(jian)的(de)切(qie)換(huan)實(shi)現(xian)的(de),因(yin)此(ci)如(ru)果(guo)此(ci)時(shi)你(ni)用(yong)手(shou)擋(dang)住(zhu)副(fu)攝(she)像(xiang)頭(tou)即(ji)長(chang)焦(jiao)鏡(jing)頭(tou),當(dang)從(cong)廣(guang)角(jiao)切(qie)換(huan)到(dao)長(chang)焦(jiao)時(shi),長(chang)焦(jiao)鏡(jing)頭(tou)就(jiu)會(hui)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce),發(fa)現(xian)此(ci)時(shi)環(huan)境(jing)較(jiao)差(cha)從(cong)而(er)切(qie)換(huan)回(hui)廣(guang)角(jiao)鏡(jing)頭(tou),因(yin)此(ci)會(hui)發(fa)現(xian)在(zai)擋(dang)住(zhu)長(chang)焦(jiao)鏡(jing)頭(tou)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)變(bian)焦(jiao)依(yi)然(ran)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)。

到這裏,相信大家已經對於雙攝以及廣角+長(chang)焦(jiao)雙(shuang)攝(she)的(de)原(yuan)理(li)應(ying)該(gai)有(you)了(le)一(yi)個(ge)大(da)致(zhi)的(de)印(yin)象(xiang),在(zai)經(jing)過(guo)了(le)野(ye)蠻(man)生(sheng)長(chang)後(hou),回(hui)到(dao)最(zui)終(zhong)的(de)體(ti)驗(yan)上(shang),拚(pin)的(de)依(yi)然(ran)是(shi)廠(chang)家(jia)自(zi)身(shen)的(de)研(yan)發(fa)實(shi)力(li)和(he)技(ji)術(shu)積(ji)累(lei),若(ruo)從(cong)拍(pai)照(zhao)這(zhe)方(fang)麵(mian)來(lai)看(kan),目(mu)前(qian)做(zuo)的(de)比(bi)較(jiao)出(chu)色(se)的(de)要(yao)數(shu)蘋(ping)果(guo)、三星和OPPO了。而雙攝特殊性在於它影響的是手機的拍照,而並不像2K屏ping幕mu或huo者zhe全quan麵mian屏ping等deng可ke有you可ke無wu,因yin為wei當dang單dan攝she像xiang頭tou的de創chuang新xin無wu法fa再zai對dui手shou機ji成cheng像xiang有you大da的de提ti升sheng時shi,雙shuang攝she就jiu會hui顯xian得de至zhi關guan重zhong要yao,或huo者zhe也ye可ke以yi說shuo雙shuang攝she是shi手shou機ji成cheng像xiang發fa展zhan過guo程cheng中zhong所suo必bi須xu經jing曆li的de一yi步bu。而er以yiiPhone 7 Plus、OPPO R11為代表的廣角+changjiaodeshuangshefanganmuqianshizuichengshutongshitiyanzuichusedeshuangshefanganzhiyi。erjiumuqiandechengxiangchengxiangtiyanlaishuo,wulunbianjiaohaishixuhua,doumeiyoulingrenshiwang。duiyushoujipaizhaolaishuo,meiyoushenmeshiyikeshexiangtoujiejuebulede,ruguoyou,najiuzailaiyikeba。
本文來源於手機之家。
推薦閱讀:
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 貿澤EIT係列新一期,探索AI如何重塑日常科技與用戶體驗
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 創新不止,創芯不已:第六屆ICDIA創芯展8月南京盛大啟幕!
- AI時代,為什麼存儲基礎設施的可靠性決定數據中心的經濟效益
- 矽典微ONELAB開發係列:為毫米波算法開發者打造的全棧工具鏈
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
Future
GFIVE
GPS
GPU
Harting
HDMI
HDMI連接器
HD監控
HID燈
I/O處理器
IC
IC插座
IDT
IGBT
in-cell
Intersil
IP監控
iWatt
Keithley
Kemet
Knowles
Lattice
LCD
LCD模組
LCR測試儀
lc振蕩器
Lecroy
LED
LED保護元件
LED背光





